| 研究概要 |
PM形リニア同期発電機(以下PM-LSG)、ハイブリッド形リニアステッピング発電機(以下HB-LSTG)および高力密度形リニアステッピング発電機(以下HD-LSTG)について、磁石量・モータ体格共にほぼ等しくなるように設計し電気的基本特性について検討した。
無負荷誘起電圧はPM-LSGがHB-LSTGやHD-LSTGの約2.5〜3倍となり、高い電圧が得られることが分かった。各機種の無負荷誘起電圧基本波成分実効値は、PM-LSGが19.2V、HB-LSTGが6.6V、HD-LSTGが7.2Vであった。またギャップ長の変化に伴う特性への影響を検討した結果、防水モールドの必要があるリニア発電機において、0.1〜0.3mmという狭ギャップでないと性能を十分に発揮することができないLSTGタイプに比べて、PM-LSGでは1mm以上のギャップ長でも十分な誘起電圧が得られることが分かった。このため、以下の検討ではPM-LSGについてさらに詳細な検討を行った。
磁極ピッチ12,24,36mmおよび磁石幅/磁極ピッチ50,67,83,100%の設計モデルについて検討した結果、永久磁石幅/磁極ピッチは約83%が誘起電圧、出力ともに最大となる最適点となることが判明した。また、磁極ピッチは回路シミュレーションにより出力特性と損失を分析した結果、24mm付近に効率最大の最適点があることも判明した。得られる電気エネルギーは約1kW/mであり、設計モデルの厚さが35mm程度であることから発電機の多層構造化なども考慮すると7kW/mの波力エネルギーを高率で回収できる可能性があることも分かった。
さらに、実験機による特性測定との比較により、前述の回路シミュレーション法の妥当性も明らかとなった。
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