2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of Linear Motor Standard Test Method
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20K04433
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| Research Institution | 独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター) |
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Principal Investigator |
平原 英明 独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 准教授 (50649209)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 修 独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 教授 (00648925)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | リニア誘導モータ / 回転ドラム / 静止インピーダンス試験 / 拘束試験 / T-I形等価回路 / T-II形等価回路 / 鉄損抵抗 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度は、リニア誘導モータの駆動時の推力脈動を正確に測定するための試験機として、回転ドラム式リニア誘導モータを試作し、その特性評価を行った。試作の理由は、現有の回転円盤式リニア誘導モータでは円盤の偏心により推力脈動を正確に測定することが困難であったためである。具体的には、回転形の誘導モータの固定子を切断し、これにリニア誘導モータの巻線を施すことで簡易的に回転ドラム式リニア誘導モータを試作するとともに、その始動特性（各滑りに対する電流とトルク（推力）の特性）を評価した。その結果、試作した回転ドラム式リニア誘導モータの始動特性は、一般的なリニア誘導モータと同様の性質（電流の不平衡性、トルク（推力）の垂下特性）を持っていることを確認した。また、ディジタルパワーメータの結線を三相4線式（電源側は3線式、モータ側は4線式）とし、無負荷試験および拘束試験を実施して求めた各相の等価回路定数によって計算した電流とトルクの値は実測値とよく一致していることを確認し、検証用の試験機として問題ないことを確認した。
さらに、静止インピーダンス試験の一つである直流試験（モータ端子に印加した電圧と電流の過渡波形からインピーダンス特性を測定する試験）と定格電圧拘束試験により求めた各相のインピーダンスの平均値を用いて、簡易的に一相分の等価回路定数（T-I形等価回路およびT-II形等価回路）を求める方法を検討した。その結果、T-II形等価回路よりもT-I形等価回路のほうが鉄損抵抗の算定精度が高く、推力の算定精度が良くなることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
推力脈動の検証用の試験機である回転ドラム式リニア誘導モータの製作に当初の予定以上の時間がかかってしまい、研究計画に若干の遅れが生じている。現在、本研究で取り組む下記の手法のうち、（１）についてはほぼ完了している。今後は（２）と（３）の手法について取り組む予定である。
（１）簡易的な一相分の等価回路によって各相の平均電流と平均推力を算定する方法
（２）各相の非対称性を考慮した三相等価インピーダンスによって各相の不平衡電流と平均推力を算定する方法
（３）各相の不平衡電流に起因した推力脈動を算定する方法
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| Strategy for Future Research Activity |
現状の課題として、二次抵抗の算定精度が悪いことが挙げられる。この原因は二次抵抗の算定に使用している静止インピーダンス試験（直流試験）時の巻線温度が定格電圧拘束試験時より低いことが原因であると考えられる。これを改善するために、二次抵抗の値を定格電圧拘束試験時の値に換算するための温度換算法を検討する必要がある。これが完了次第、静止インピーダンス試験と定格電圧拘束試験から各相の非対称な三相等価インピーダンスを算定する方法を提案するとともに、そのインピーダンスから各相の不平衡電流、平均推力および推力脈動を算定する方法を検討し、各種試験機（回転円盤式リニア誘導モータ、回転ドラム式リニア誘導モータ、一般的なリニア誘導モータ）に対する実機実験により提案法の妥当性を検証する予定である。
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| Causes of Carryover |
（次年度使用額が生じた理由）
2021年度の予算は、回転形の誘導モータのカットモデルの製作費と国内の学会（令和4年電気学会全国大会）の参加費に執行した。学会がオンライン開催であったため、予定していた旅費については次年度に繰り越すこととした。また、2022年5月に開催される国際会議（IPEC2022）に投稿した論文が採択されたため、その参加費と旅費についても次年度に繰り越すこととした。さらに、現有のトルク検出器では、平均トルクの計測しかできず、トルク脈動の計測が正確にできないことが判明したため、余った予算を用いてトルク脈動の計測が可能なトルク検出器（あるいはロードセル）の整備を検討している。
（使用計画）
トルク脈動を計測可能なトルク検出器、データ解析用パソコンおよび2022年度までの研究成果を発表するための学会参加費や論文投稿費等に充てる予定である。
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