2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25420211
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
保坂 寛 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (50292892)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 発電機 / ジャイロ / 振動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
振動を電力に変換するジャイロ発電機の特性を理論と実験により明らかにした．自転の正帰還による増速法を考案し，試作機により発電および回転増速を確認した．25および26年度の成果は以下である．
理論解析：コマ式発電機におけるロータの運動を解析した．ジャイロトルクが自転速度に比例すること，歳差の固有振動数は回転数に無関係なこと，損失がない場合の発電量は自転速度の３乗に比例すること，4000rpmで風損がピボット軸受損失の10倍となることを示した．ついで，歳差運動がすべて電力に変換される場合の発電量を求めた．ロータφ80，自転6000rpm，加振振幅1度，効率80％の場合，発電量は0.7Wとなった．ついで小型化に適する振動ジャイロ発電機の特性を解析した．一定回転では発電しないこと，回転が変動する場合は変動の２倍の周波数の振動を加えると発電すること，コマ式に比べ発電量は１桁少ないことが判明した．
試作：ロータを２重ジンバルで支持し，歳差軸で電磁誘導により発電するコマ式発電機を製作した．正弦加振により微小量発電した．ついでハブダイナモにより電磁誘導効率を増大させた．発電量は増大したが，帰還による自転増速は出来なかった．
27年度の成果は以下である．
理論解析：自転増速時の発電量を計算した．慣性能率6.4E-4Kgm2，加振周波数3Hz，加振振幅30度，初速度100rpmの場合，発電量は時間とともに増大し，40秒で0.2Wとなり，電気機械損失を10％低減すれば20秒で0.4Wに達する見通しを得た．
試作：電磁誘導部に100倍増速付きコアレスモータを用い，また，ロータ軸をφ3と細くして機械損失を低減した．φ100およびφ80のロータで帰還増速に成功した．φ100では自転速度が1000から1800rpmに増大し0.15Wを発電し，φ80では500から700rpm に増大し10mWを発電した．
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Research Products
(5 results)
