磁束合成形二次元リニア同期モータによる分岐装置の実証研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07650322
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 笠井 啓一 東京大学, 工学系研究科, 助手 (70010923)
• 研究分担者: 曽根 悟 東京大学, 工学系研究科, 教授 (10010711) ; 古関 隆章 東京大学, 工学系研究科, 助教授 (20211899)
• キーワード: 鉛直輸送 / リニアドライブ / リニア同期モータ / 分岐装置 / 二次元駆動 / 設計 / 磁束合成 / ディテント

研究概要

平成7年度に製作を行なった実験機の静止試験による推力の測定により、推進方向のディテント力は、その設計で用いたユニットLSM(リニア同期モータのユニット)配置法の作用で実用上有害でない程度に抑制されることがわかった。一方で垂直方向の吸引力が非常に大きいため、推力特性上必要な程度に十分ギャップ長を小さくとるということが不可能であることがわかった。垂直力を抑えるため鉄心間ギャップ長をある程度大きくとりながら、推力発生のための一次電流の大きさを確保するため、スロットを用いないリング巻線方式を採用することを提唱した。そして、システム構築に有害な垂直方向吸引力を一定としながら、永久磁石の利用率を最大とする磁石寸法と、前述の拘束条件のもとで推力を最大化するギャップ長を与える理論設計式を導いた。これで推進方向の設計の理論的な最適化はできたが、分岐装置としての横方向推力についての改善はできない。横方向移動に関しては、ユニットLSMの鉄心が原理的に不連続な配置になることにより本来の推力より大きなディテント力が出てしまうことが本質的な問題であることが試験機での経験によりわかっているが、この力はギャップ部周辺の幾何学的形状に強く依存するため、統一的に理論式で扱うことは困難である。そこで、有限要素法を用いた磁界解析で、このディテント力低減のための可動子鉄心形状の改善を行ない、比較的簡単な可動子形状修正により、横方向へ自起動が可能になることを計算で示すことができた。さらに、具体的測定値を得るにはいたらなかったが、DSP(ディジタルシグナルプロセッサ)を用いた電源制御のハードウェア構築のため制御ボードを購入するとともに、並行して同期機の電流および速度の計算機制御の検討を行なった。

研究成果

• [文献書誌] 森川智宏,広瀬太一,古関隆章,曽根悟: "鉛直輸送用リニア同期モータ推力の解析的検討" 電気学会全国大会講演論文集No.1078. 5. 119-120 (1996)
• [文献書誌] 広瀬太一,森川智宏,笠井啓一,古関隆章,曽根悟: "二次元ニリア同期モータディテント力の実験的検討" 電気学会全国大会講演論文集No.1079. 5. 121-122 (1996)
• [文献書誌] 宮武昌史,古関隆章,曽根悟: "ロープレスエレベータの運行スケジューリングとシステム評価" 平成8年鉄道連合シンポジウム(J-Rail′96). No.2 C-11. 243-246 (1996)
• [文献書誌] 宮武昌史,古関隆章,曽根悟: "ロープレスエレベータの運行特性評価" 第8回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム. No.B5. 167-170 (1996)
• [文献書誌] M.Miyatake T.Koseki S.Sone: "Rational Scheduling for High Density Transport in Ropeless Lift systems Using Multiple Cars with Transferability between Schafts" Computers in Railways. V.Vol.2. 375-384 (1996)