Experimental study on a turnout device with a flux-synthesizing two-dimensional linear synchronous motor

磁通合成二维直线同步电机道岔装置实验研究

基本信息

  • 批准号:
    07650322
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.28万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1995
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1995 至 1996
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A test machine of a two-dimensional linear synchronous motor was built, and the stand-still measurements have proved that one can effectively suppress a harmful cogging force in the x-direction, i. e., the thrust-direction by the proposed design. It was, however, impossible to keep the gap short for a sufficient thrust, since the attractive force between stator-and mover-cores was too large. For avoiding the large attractive force, we proposed a new design without stator slots and with ring windings : One may supply possibly large armature current and keep a relatively long gap for the suppressed normal force. A theoretical equation has been derived for optimizing the gap length under the configuration with the ring windings for maximized thrust and the usage of the stored energy in permanent magnets under the constraint of the normal force.Furthermore, the lateral thrust, inherently significant for the function of a turnout device, should be investigated. Discontinuous allocation of the armature cores in the lateral direction is the substantial problem, which results in cogging force larger than its own thrust, according to the experiences in the first test machine. A theoretical analysis of the lateral cogging force is, however, almost impossible since the force strongly depends on the three-dimensional and geometrical shapes of the cores around the gap. A numerical FEM-field calculation has been, hence, applied to the improvement of the mover-core shape for reducing the cogging force : A minor modification of the mover shape enables the considerable reduction of the cogging force, that is to say, the self-start of the lateral drive. A control board with a digital signal processor has been purchased for a hardware-based investigation of the power source of the motor and numerical controls of the armature current and the speed of the unit synchronous motors have been investigated theoretically too.
搭建了二维直线同步电机试验机,通过静止测量证明,可以有效抑制x方向有害齿槽力,即齿槽力。 e.,拟议设计的推力方向。然而,不可能保持足够短的间隙以获得足够的推力,因为定子铁芯和动子铁芯之间的吸引力太大。为了避免大的吸引力,我们提出了一种无定子槽和环形绕组的新设计:可以提供可能较大的电枢电流并保持相对较长的间隙以抑制法向力。推导了一个理论方程,用于优化环形绕组配置下的间隙长度,以实现最大推力以及在法向力约束下使用永磁体中存储的能量。此外,横向推力对于该函数来说本质上很重要道岔装置,应进行​​调查。根据首台试验机的经验,电枢铁芯横向分布不连续是主要问题,导致齿槽力大于自身推力。然而,对横向齿槽力进行理论分析几乎是不可能的,因为该力很大程度上取决于间隙周围铁芯的三维和几何形状。因此,数值有限元场计算已应用于改进动子铁芯形状以降低齿槽力:动子形状的微小修改可以显着降低齿槽力,也就是说,自-开始横向驱动。购买了带有数字信号处理器的控制板,对电机的电源进行了基于硬件的研究,并对电枢电流和单元同步电机的速度的数控进行了理论上的研究。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
森川智宏,他: "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. 5. 119-120 (1996)
Tomohiro Morikawa 等人:“垂直运输直线同步电机推力的分析研究”日本电气工程师学会全国会议论文集 5. 119-120 (1996)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
宮武昌史,他: "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)
Masashi Miyatake 等人:“无绳电梯运行特性的评估”第 8 届电磁力动力学研讨会 No.B5(1996)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Morikawa, T.Hirose, T.Koseki and S.Sone :"Analytical study on thrust of a linear synchronous motor for a vertical transportation" Annual convention of IEEJ. No.5. 119-120 (1996)
T.Morikawa、T.Hirose、T.Koseki 和 S.Sone:“垂直运输线性同步电机推力的分析研究”IEEJ 年会。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
宮武昌史・古関隆章・曽根悟: "輸送効率向上のための自走式鉛直輸送システムの運用法" 鉄道技術連合シンポジウム予稿集. 407-410 (1995)
Masashi Miyatake、Takaaki Koseki、Satoru Sone:“提高运输效率的自走式垂直运输系统的操作方法”铁道技术联盟研讨会论文集407-410(1995)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
広瀬太一,他: "二次元リニ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. 5. 121-122 (1996)
Taichi Hirose 等:“二维线性同步电机制动力的实验研究”日本电气工程师学会全国会议论文集 5. 121-122 (1996)。
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