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.
搭建了一台二维直线同步电机试验台,静态测试结果表明,该设计可以有效地抑制x方向即推力方向上的有害齿槽力。然而,由于定子铁心和动子铁心之间的吸引力太大,因此不可能保持足够的推力来保持较短的间隙。为了避免较大的吸力,我们提出了一种无定子槽和环绕组的新设计:可以提供可能较大的电枢流,并为被抑制的法向力保留相对较长的间隙。推导出了在法向力的约束下,采用最大推力的环形绕组结构和利用永磁体中的储能来优化间隙长度的理论公式,并研究了对道岔装置功能具有重要意义的横向推力。根据第一台试验机的经验,电枢芯在横向上的不连续分布是导致齿槽力大于自身推力的根本问题。然而,侧向齿槽力的理论分析几乎是不可能的,因为这种力强烈地依赖于间隙周围芯子的三维和几何形状。在此基础上,采用有限元数值计算方法,对动子铁心形状进行了改进,减小了齿槽力:只要对动子形状稍作改动,就能大幅度地减小齿槽力,即侧向传动的自启动。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硬件研究,并从理论上研究了单位同步电机的电枢电流和转速的数字控制。

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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  • 影响因子:
    0
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KASAI Keiichi其他文献

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