| 研究課題/領域番号 |
19K04332
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
平山 斉 鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (60560109)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | リニアモータ / スイッチトリラクタンスモータ / 高温超伝導 / リープレスエレベータ / 有限要素法 / シミュレーション / 効率 / 電気機器工学 / ロープレスエレベータ / インバータ / DSP |
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| 研究開始時の研究の概要 |
上下だけでなく左右にも移動できる次世代のロープレスエレベータへの応用に向けて，高い推力密度を持ち低損失で高効率に加え，構造が簡単で低コストな高温超伝導リニアモータの実現を目指す。本研究では，二次側に永久磁石や巻線が不要で一次側に集中巻の簡単な巻線を持つリニアスイッチトリラクタンスモータを対象に，巻線に高温超伝導線材を用いた実験機を作製し，実証実験，損失の定量的評価および駆動システム，制御方法の確立を行うことを目的とする。また，これまでに研究開発が行われたロープレスエレベータ用リニアモータと特性を比較し，本研究で開発する高温超伝導リニアスイッチトリラクタンスモータの利点や課題を解明していく。
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| 研究成果の概要 |
次世代のロープレスエレベータへの応用に向けて，高温超伝導リニアスイッチトリラクタンスモータ（LSRM）の特性評価に向けた研究に取り組んだ。まず，有限要素法解析を用いて全長約1.3m，推力10N，速度0.3m/sの実験機を設計し，可動部を除く実験機を作製した。また，インバータおよびDSP制御システムからなる駆動システム，実験により特性を評価するための電力測定システムを作製した。さらに，解析により従来のロープレスエレベータ用常伝導LSRMとの性能比較を行い，効率を改善するためには超伝導コイルの低損失化が必要であるが，常伝導LSRMに比べて推力密度を大幅に改善できる利点を持つことが明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高温超伝導テープ線材をリニアモータのコイルとして応用する例は少なく，本研究によってその特性を一部ではあるが明らかにすることができた。これにより，高温超伝導テープ線材をリニアスイッチトリラクタンスモータへ応用した際の優位性や改善すべき点が明らかになり，リニアモータ開発にとって有用なデータとなる。また，高温超伝導テープ線材をリニアモータに応用する設計が検討されたことで，超伝導応用の分野にも貢献できた。さらに，社会的に改めて検討されつつあるロープレスエレベータの発展にも貢献できるものと期待される。
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