新交通用インバータ駆動リニアモータの制御システムに関する研究

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62420030
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 野中 作太郎 九州大学, 工学部, 教授 (20037675)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 樋口 剛 長崎大学, 工学部, 助教授 (50156577) ; 袈裟丸 勝已 九州大学, 工学部, 助手 (60112299) ; 藤井 信男 九州大学, 工学部, 助手 (60101177)
• Keywords: リニアモータ / リニア誘導モータ / 新都市交通システム / ミニ地下鉄 / インバータ / 誘導機 / 電気機械 / パワーエレクトロニクス

Research Abstract

低速片側式LIM試験装置(三相, 100kVA, 25Hz, 440V)をPWMインバータ(150kVA, 0.5〜80Hz)で駆動し, 昭和62年度設備備品として購入した自動データ集録・制御システムを用いて, 推力・垂直力・偏い力の三次元的な力, 速度, LIMの供給周波数・電圧・電流・電力, 負荷用直流機の電力及びエアギャップ磁束密度分布を多点同時測定することによって種々の周波数における定常特性, 並びにインバータに指定のプログラムでV/f一定の定トルク制御及び電圧V一定での周波数fのみ変化する定電力制御をかけたときの始動・加速・減速・制動時の動特性を実測し, 次のことを明らかにした.
1.LIM加速度の大きさによっては, オープンループのインバータ駆動でも加減速運転中のすべり周波数をほぼ一定に保つことができるが, これはLIMの特性と負荷, 慣性モーメントの状態で異なるため, 高性能運転を行うためにはフィードバック制御が必要である.
2.低すべりでの運転では, 大きな吸引力が生じると共に, LIM前部と後部との大きな垂直力差によるモーメント力が現れる. これによる悪影響を緩和するためには動作点として, 比較的大きなすべりを選定するのが好ましい.
3.LIMが左右方向に変位した場合, すべりによって偏い力は復元力或は反復元力となって現れるが, この力は非常に小さく, また一次鉄心積厚の1/3以内の変位であれば推力, 垂直力への影響は小さいことが明らかになった.
4.実用の加速度による加減速運転において, これらの動作はほぼ定常特性の動作点上を推移することを確認した. したがって, LIMの動特性を理論的に検討するに当たっては, 定常の電磁界解析法を適用できる.
5.種々の負荷推力を加えて動特性試験を行い, 加速に要する推力と加速時間との関係について検討した結果, 慣性モーメントを用いる通常の運動方程式で十分算定できることを確認した.

Research Products

• [Publications] 野中 作太郎: 電気学会論文誌D. 107. 1395-1402 (1987)
• [Publications] 野中 作太郎: 電気学会マグネティックス研究会資料. MAG-158. 65-74 (1987)
• [Publications] 野中 作太郎: 電気学会マグネッティックス研究会資料. MAG-165. 11-20 (1987)
• [Publications] 野中 作太郎: 電気学会論文誌D 掲載予定.
• [Publications] Sakutaro Nonaka: Proceedings of International Conference on Magnetically Levitated Systems.
• [Publications] Sakutaro Nonaka: Proceedings of International Conference on Electrical Machines.