フレキシブル素材の磁気浮上搬送システム

柔性材料磁悬浮输送系统

• 批准号: 20K04384
• 负责人: 成田 正敬
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04384/
• 关键词: 磁気浮上; メカトロニクス; 振動工学; 磁気工学; フレキシブル素材; 非接触搬送

本研究は、従来磁気浮上制御が非常に困難であった薄く柔軟な鋼板に対して、対向する電磁石から水平方向に張力を加えながら浮上させ、さらに各電磁石対に位相の異なる交流電流を入力して移動磁界を発生させて推進力を得る磁気浮上搬送システムを提案する。本研究は４年間で以下の目的を達成できるように研究項目を設け、段階的に実施する予定である。1.電磁石対から効率よく推進力を得るための電磁石形状の決定と定常電流、制御電流が加わった状況下での交流電流の位相や振幅の変化に対する推進力特性の把握　2.柔軟鋼板に定常的に加振力が入力された際に周辺自由の磁気浮上鋼板における振動現象の解明と制振可能な電磁石対間隔など機械的最適値の解明　3.１つの制御量で張力、位置決め、推進力の３つの制御対象を満足させる制御理論の構築本年度は下記2点の内容を中心に検討を行った。１，磁気回路を考慮した推力の検討、対向する電磁石や隣接する電磁石対の磁極を変更して磁気回路を活用した際の推力特性に関する検討を行った。その結果、隣接する磁極の極性を変更することで、隣接する電磁石ユニットにおいて磁気回路が構成されている様子が確認でき、推力特性への影響を明らかにすることができた。２，交流磁界による電磁力変動を考慮した制御モデルの構築　２年目の振動解析結果を踏まえて、交流磁界による張力、支持力、推進力の変動を予め考慮したフィードバック・フィードフォワード併用型の制御モデルを構築した。シミュレーション上においては動作されたことが確認された。

In this study, it is very difficult to control the magnetic field floating upward. It is proposed that the magnetic field floating upward is caused by the addition of tension in the horizontal direction to the thin and soft steel plates and the phase difference between the electromagnets. This study aims to achieve the following objectives within 4 years: design, implementation and evaluation of research projects 1. Electromagnet shape determination and steady state current 2. The steady vibration force applied to soft steel plate; the force applied to the steel plate; the circumferential free magnetic floating; the vibration phenomenon of steel plate; the solution of the vibration suppression possibility; the solution of the optimum value of the electromagnetic separation; and the solution of the optimum value of the mechanical force applied to soft steel plate; Propulsion and control of the three objectives of the full set of control theory of the construction of this year's two points of the content of the central review 1. The magnetic circuit shall consider the thrust characteristics of the electromagnet adjacent to the magnetic pole and the thrust characteristics of the magnetic circuit. As a result, the polarity of the adjacent magnetic pole is changed, and the magnetic circuit of the adjacent electromagnet is formed to confirm the influence of the thrust characteristic. 2. Considering the electromagnetic force variation in AC magnetic field, the control system is constructed. The vibration analysis results for the purpose of 2 years are set forth. Considering the variation of tension, support force and propulsion force in AC magnetic field, the control system is constructed. The first step is to confirm the identity of the victim.

项目成果

水平方向からの磁場を用いた柔軟鋼板の磁気浮上装置（電磁石から発生する吸引力に関する基礎的検討）

利用水平磁场的柔性钢板磁悬浮装置（电磁铁产生吸引力的基础研究）

• 发表时间: 2022
• 作者: 遠藤文人;小川和輝;池田圭吾;加藤太朗;成田正敬;加藤英晃
• 通讯作者: 加藤英晃

柔軟鋼板の湾曲浮上制御（浮上中の鋼板の振動特性に関する基礎的考察）

柔性钢板曲线悬浮控制（钢板悬浮时振动特性的基本考虑）

• 发表时间: 2021
• 作者: 横田 雅司;高岩 昌弘;宮崎 陸
• 通讯作者: 宮崎 陸

シームレス鋼板の非接触案内制御―鋼板静止形状における振動抑制効果の基礎的考察―

无缝钢板的非接触引导控制-静止钢板形状中振动抑制效果的基本考虑-

• 发表时间: 2021
• 作者: 横田雅司;高岩昌弘;中須賀 崚
• 通讯作者: 中須賀 崚

湾曲させた柔軟鋼板の磁気浮上制御システム（浮上鋼板の動的挙動に関する基礎的検討）

弯曲柔性钢板磁悬浮控制系统（悬浮钢板动态行为基础研究）

• 发表时间: 2020
• 作者: 北村知大;今岡広一;井内悠介;江丸貴紀;船田 孔明
• 通讯作者: 船田 孔明

Noncontact Guide System for Traveling Continuous Steel Plate with Electromagnetic Force

电磁力连续钢板非接触式移动导向系统

• DOI: 10.14243/jsaem.29.78
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of the Japan Society of Applied Electromagnetics and Mechanics
• 作者: 中須賀 崚;奈良輪 祥泰;石原 宙;山口 遼;成田 正敬;加藤 英晃
• 通讯作者: 加藤 英晃