Project/Area Number |
23917006
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Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
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Allocation Type | Single-year Grants |
Research Field |
工学Ⅰ(機械系)
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Research Institution | Saitama University |
Principal Investigator |
石野 裕二 埼玉大学, 総合研究機構・技術部, 技術職員
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Project Period (FY) |
2011
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2011)
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Budget Amount *help |
¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
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Keywords | 磁気浮上 / 太陽光発電 / ゼロパワー |
Research Abstract |
磁気浮上制御系の一つにゼロパワー磁気浮上がある.これは電磁石と浮上体継鉄との間の磁路中に永久磁石を挿入し,定常的な浮上力を永久磁石の吸引力のみから得て,定常的なコイル電流をゼロにする磁気浮上方法である.そのため浮上に要する入力エネルギが定常的には零となるので,消費電力をできるだけ低減する必要がある宇宙機器などで応用されている.また近年太陽光発電が安価,高効率のものが容易に手に入るようになった.さらに発電した電力を貯蔵する,小型で大容量のコンデンサも容易に手に入るようになった.これらの技術進歩とゼロパワー磁気浮上を用いると,一般商用電源からの電力供給なしに,重力環境下でも十分磁気浮上が可能である.そこで本研究では太陽電池のみを電源としたゼロパワー磁気浮上装置の開発を行った. 製作したソーラー磁気浮上装置は浮上体,電磁石,変位センサ,制御装置,電力増幅器,太陽電池,電力貯蔵部により構成される.浮上体はSφ43mm電磁軟鉄製でφ15mm厚さ4mmのフェライト永久磁石が取り付けられている.電磁石は塊状の電磁軟鉄製コアに銅線を1200回巻きした.変位センサには渦電流式センサの原理を用いて製作した.制御装置はPIC(Peripheral Interface Controller)マイコンを用いた.電力増幅器は電圧増幅型のD級増幅器を用いた.太陽電池はアモルファスSi型,75×55mmを8セル用いた.これらの最大出力の合計は夏の直射日光下で2Wである.電力貯蔵部は40Fのリチウムイオンキャパシタを4つ直列接続した. 定常浮上時には消費電力が50~60mW程度と省電力な磁気浮上装置を製作することができた.また40W蛍光灯下300mm,直射日光の20分の1程度の照度下においても,定常浮上時にキャパシタの充電電圧が上昇していることから,太陽電池による発電量が消費電力を上回っていることが確認できた. これら成果は自動制御連合講演会および関東支部総会講演会において発表を行った.
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)