磁路制御式磁気浮上システムの開発

磁路控制式磁悬浮系统的研制

基本信息

批准号：
19656061
负责人：
水野毅
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19656061/
关键词：
磁気浮上磁気軸受永久磁石運動制御

项目摘要

回転型遮束板を備えた磁路制御ユニットを開発し,これを2台用いて水平方向にもアクティブ制御が可能な磁気浮上システムを構築した.(1)回転型遮束板を備えた磁路制御ユニットの製作を行った.単一のアクチュエータで,一対の遮束板を駆動する方式の磁路制御ユニットを開発した.具体的には,永久磁石の上方に左右の遮束板を連結するリンク及び駆動用アクチュエータを設け,遮束板が回転運動をして開閉する構造とした.なおアクチュエータとしては,ボイスコイルモータを使用した.また,浮上体の位置を検出するセンサとしては,渦電流型変位センサを用いた.(2)磁路制御ユニットの性能評価を行った.静特性としては,以下の項目について調べた.(1)遮束板の回転角度と浮上対象物に作用する吸引力との関係,(2)遮束板の厚さ・形状および垂直方向の位置と浮上対象物に作用する吸引力との関係.動特性については,指令値に対する遮束板変位のステップ応答及び周波数応答によって評価し,安定な磁気浮上を達成するのに必要な速応性を備えた制御系を実現した.(3)磁気浮上実験を行った.開発した磁路制御ユニット1台を用いて,球状の浮上対象物の垂直方向の並進運動を能動的にすることによって,安定な磁気浮上を実現した.さらに,開発した磁路制御ユニットを2個用いて,浮上対象物の水平方向の1自由度の運動も能動的に制御する磁気浮上システムを実現した.さらに,実験によって,水平方向の運動と垂直方向の運動との干渉が小さいことを確認した.

开发了一个带有旋转类型阻滞板的磁路径控制单元，其中两个构造为具有能够在水平方向上进行主动控制的磁性悬浮系统。（1）制造了带有旋转类型阻滞板的磁路径控制单元。开发了带有单个执行器的磁路径控制单元。具体而言，提供了连接永久磁铁的左右两侧的链路，并提供了一个驾驶执行器，并通过旋转运动打开并封闭结合板。作为执行器，使用了语音线圈电动机。同样，将涡流位移传感器用作检测浮体位置的传感器。（2）进行磁路径控制单元的性能评估。至于静态特征，研究了以下项目。（1）阻塞板的旋转角度和悬浮作用在物体上的吸引力之间的关系，（2）阻止板的厚度和形状以及作用在浮动物体上的垂直位置以及吸引力。通过块板位移对命令值的步骤响应和频率响应评估动态特性，并实现了具有实现稳定磁性悬浮所需速度的控制系统。（3）进行了磁性悬浮实验。使用一个开发的磁路径控制单元，通过将球形浮动物体的垂直翻译运动转换为球形浮动物体，可以实现稳定的磁悬浮。此外，使用两个开发的磁路控制单元，磁性悬浮系统也被积极控制浮动物体的水平运动。此外，实验证实了水平运动与垂直运动之间的干扰很小。