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2016 年度 実績報告書

機械制御式磁気浮上機構の研究

研究課題

研究課題/領域番号 25289052
研究機関高知工科大学

研究代表者

岡 宏一  高知工科大学, システム工学部, 教授 (10160649)

研究分担者 芝田 京子  高知工科大学, システム工学部, 准教授 (00307117)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード磁気浮上 / 非接触給電 / ゼロパワー制御 / ベアリングレスモータ / ローレンツ力
研究実績の概要

非接触給電を用いたベアリングレスモータにおいては,浮上力を得るための歯先のテーパの影響があっても安定な浮上を実現するために,センシンクグ性能,センサおよび制御のサンプリング周期,開ループでの不安定力と安定力の検討,および安定化のための制御システムの構造とフィードバックゲインなどについて検討を行った.センサに関しては,ノイズを除去するために浮上ロータの変位だけではなく傾きを検出し,また取付部の剛性を大きくすることにより高精度に検出することが可能となった.サンプリングに関しては,利用した全てのレーザセンサのサンプリングを同期させ,かつ制御周期も同期させることで性能向上を図った.また,昨年度の成果に基づいて磁路解析ソフトを用いて各自由度の方向の剛性を計算し,フィードバックゲインを決定した.またロータの傾きも制御可能なようにステータ巻線の接続を変更した.これらのことを行った結果,ロータの非接触浮上に成功した.

非接触給電を用いたスライダにおいては,4つのHEM(永久磁石と電磁磁石を併用した磁石)を用いたゼロパワー制御を試みて,これに成功した.浮上のための電流は,ほぼ50mAであることが確認され,ゼロパワー制御の有効性が確認できた.また非接触アクチュエータを装置に組み入れ,走行試験を行った.この結果,アクチュエータの吸引力が浮上に影響を及ぼすものの安定な非接触浮上は維持できることが確認された.

非接触給電とローレンツ力を用いた浮上機構に置いては,浮上のためのフィードバック回路を構成し,浮上を試みた.フィードバック回路のためのセンサは透過型のレーザ変位計を用いることによってコイルの浮上位置を計測した.浮上力の調整は電磁石を用いてローレンツ力を変化させる方式を用いた.PID制御を行うことにより浮上に成功した.しかし,浮上コイルが柔軟なため積分制御の十分な成果が得られなかった.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] Shenyang University of Technology(China)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Shenyang University of Technology
  • [雑誌論文] Magnetically levitated linear slider with a non-contact power transfer method2017

    • 著者名/発表者名
      Annasiwaththa, Buddhika Imantha | Oka, Koichi | Harada, Akinori
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics

      巻: Preprint ページ: 1-15

    • DOI

      10.3233/JAE-160097

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Impact of inclination of teeth for bearingless motor with non-contact power supply2016

    • 著者名/発表者名
      Yohei MACHIDA and Koichi OKA
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Magnetic Bearings
    • 発表場所
      Kitakushu
    • 年月日
      2016-08-03 – 2016-08-06
    • 国際学会
  • [学会発表] Zero power levitation control of a magnetically levitated linear slider platform with non-contact power supply2016

    • 著者名/発表者名
      Buddhika ANNASIWATHTHA and Koichi OKA
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Magnetic Bearings
    • 発表場所
      Kitakushu
    • 年月日
      2016-08-03 – 2016-08-06
    • 国際学会
  • [学会発表] Robust Adaptive Control of Permanent Magnetic Suspension System Using Variable Flux Path Control Method2016

    • 著者名/発表者名
      Feng Sun, Peng Peng Xia, Koichi Oka
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Magnetic Bearings
    • 発表場所
      Kitakushu
    • 年月日
      2016-08-03 – 2016-08-06
    • 国際学会
  • [学会発表] A simple levitation system using wireless power supply system and Lorentz force2016

    • 著者名/発表者名
      Koichi Oka and Masako Tanaka
    • 学会等名
      MoViC 2016: Motion and Vibration Control
    • 発表場所
      Southampton, UK
    • 年月日
      2016-07-03 – 2016-07-06
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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