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.

我们开发了配备旋转磁通屏蔽板的磁路控制单元，并使用两个单元构建了能够在水平方向主动控制的磁悬浮系统。（1）配备旋转磁通屏蔽板的磁路控制单元我们有我们开发了一种磁路控制单元，它使用单个执行器来驱动一对磁通屏蔽板。具体来说，左磁通屏蔽板和右磁通屏蔽板连接在永磁体Rin上方。结构是通过束屏蔽板旋转来打开和关闭。采用音圈电机作为执行机构。此外，作为检测漂浮物体位置的传感器，采用涡流（2）的性能使用模具位移传感器对磁路控制单元进行评估。作为静态特性，研究了以下项目： (1) 磁通屏蔽板的旋转角度和悬浮作用在物体上的吸引力之间的关系以及（2）束阻挡板的厚度、形状和垂直位置与作用在漂浮物体上的吸引力之间的关系我们评估了板的阶跃响应和频率响应。位移，并实现了实现稳定磁悬浮所需的快速响应的控制系统。（3）我们进行了磁悬浮实验。通过使用单个磁悬浮单元在垂直方向上主动平移球形物体来实现稳定的磁悬浮。此外，通过使用两个开发的磁路控制单元，悬浮物体实现了主动控制球体运动的磁悬浮系统。物体在水平方向上有一个自由度。此外，我们通过实验证实，水平和垂直运动之间几乎没有干扰。