半永久作動型水中推進体の研究

• 研究課題/領域番号: 21656068
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 福島 直人 東京工業大学, イノベーション研究推進体, 特任教授 (90420299)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円); 2010年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 2009年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
• キーワード: 機械力学・制御 / エネルギー効率化 / 知能ロボティックス / 電子デバイス・機器

研究概要

1.新しい発電システムの改良試作
(1)ソレノイド駆動装置の追加:前年度は、振動入力を電気エネルギーに変換する軽量・コンパクトで高効率を目指した発電システム試作したが、期待したパラメータ励振が生じずコア材を駆動しても回路系に起電力が生じなかった.この原因はソレノイドの巻線抵抗によりパラメータ励振が減衰してしまうためであることを確認し、この対策として新たにパラメータ励振を積極的に生じさせるためのソレノイドを正弦波電圧で駆動する装置を追加した.これにより巻線抵抗による減衰分を相殺し安定したパラメータ励振を発生させることができた.
(2)コア材駆動系の回転イナーシャの増加:ソレノイドからコア材が受ける反力はコア材を駆動するサーボモーターとリンク機構の慣性に作用するが、この慣性が小さすぎて回転が不規則になり正確な電力測定ができないという問題も新たに顕在化した.このため、サーボモーターとリンク機構の間に回転慣性要素を設置し不規則振動を低減させた.
2.実験確認
(1)定常的にパラメータ励振が生じこれによる回生可能なレベルの起電力が生じた.
(2)不規則振動がなくなって出力の電力測定が可能になった.この結果、回生可能な出力電力は投入電力の約30%であることがわかった.
3.本成果の意義と重要性
現在の発電効率はまだ低いが、ローレンツカに依拠した標準的な発電機に比べ鉄損が少ないのでポテンシャルは高いと考えられる.今後の改良が進めば波動だけでなく広く回生発電装置としての応用が考えられる.

研究成果

• [雑誌論文] HILS evaluation of a novel hybrid type self powered active suspension system (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Sahin, N.Fukushima, T.Mochizuki, I.Hagiwara
  • 雑誌名: IEEE, International Conference on Industrial Technology, Vina Del Mar, Chile, 2010
  • 査読あり