移動体におけるリニア発電システムおよび非接触給電を用いた電力供給についての研究

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本研究では移動体において発生する振動エネルギーをリニア発電装置により、電気エネルギーとして取り出し、非接触給電システムと組み合わせて移動体側の電力を確保するシステムの構築を目的とした。昨年度においてリニア発電システムの解析を確立した。それを用いてリニア発電システムのピッチ、界磁の極数、構造などについて設計を行ったが、実際の装置設計段階において様々な物理的要因(永久磁石の強力な吸引力による界磁側部のたわみ、振動発生台の変位)によりパラメータの変更が必要となり、設計の変更を行った。この過程において解析モデルの設定がより詳細にできるようになり、実験装置と解析モデルとの誤差を小さくすることができる。一方で市販のリニア同期モータでは出力が不足するため、界磁側にネオジウム系の永久磁石を用いたリニア同期モータを作成した。また、振動発生源については多くの振動発生パターンを出力可能な装置の導入により、任意振動の入力が可能となった。ただし、自動車や鉄道など一般的な振動波形を完全に再現するのは難しいため、ある程度のモデル化が必要となり、エネルギー的に等価なモデルを検討し、入力波形に用いた。そして振動装置と発電装置を組み合わせた実験装置を完成させ、発電実験を行った。現状では100Hz正弦波入力においては、振動装置のストロークが小さいために発電電力は数ワット程度となっているが、ストロークの増加、周波数の変更により今後この値より大きい発電電力が期待できる。2年間にわたる研究の結果、リニア発電装置の設計、振動波形についての等価モデル化、そしてリニア振動発電装置を完成させることができ、発電実験を成功させることができた。