2014 Fiscal Year Annual Research Report
環境に優しく災害に強い小型風力用磁気ギア内臓発電機の開発
| Project/Area Number |
24360102
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
中村 健二 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70323061)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | 磁気ギア / 小型風力発電 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
（１）小型風力発電装置のフィールド試験・・・昨年度導入した容量約1kWの小型風力発電装置に関して，LabVIEWを用いて電圧，電流，電力，風速などを長時間自動で計測できるシステムを構築し，フィールド試験を行った。その結果，平均風速約10m/sで最大500Wの出力が得られることを確認した。
（２）磁気ギア内臓発電機の実証実験・・・昨年度試作した磁気ギア内臓発電機を用いて，実証実験を行った。まず始めに，試作機の回転数と出力電圧波形を測定することで，所望のギア比である5.75倍に増速されていることを確認した。次いで，この発電機をモータとして駆動させた時の性能についても評価を行った。その結果，ほぼ設計通りの性能が得られることが明らかになった。なお，実機の最高効率は約60%であったことから，今後は損失の発生要因の分析と，さらなる高効率化を目指す必要がある。
（３）磁気ギアと機械式ギアの実機特性の比較・・・昨年度改良試作を行った磁束変調型磁気ギアについて，その優位性を明らかにするため，市販の機械式ギアと諸特性の比較を行った。その結果，実験を行ったすべての速度領域（100 r/min～2000 r/min）において，機械式ギアよりも磁気ギアの効率の方が高いことが実証された。また，損失の詳細な分析を行ったところ，機械式ギアの損失は，主として歯同士の接触部のクーロン摩擦に起因する機械損であるため，速度に比例すること，一方で磁気ギアの損失は鉄心の鉄損と永久磁石の渦電流損に起因するため，速度の1～2乗に比例して増加することが明らかになった。したがって，特に低速領域において，機械式ギアに対し，磁気ギアが低損失であることが明らかになった。ただし，速度が5000 r/minを超える高速領域では，磁気ギアの損失の方が大きくなる可能性があることから，今後は高速領域での高効率化に関する検討が必要である。
|
| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
|
