112 – 誘導リニアモータの始動推力特性解析

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アプリケーションノート・モデルデータ

概要

リニアモータは高速、高加減速、高い位置決め精度を実現できるため、搬送装置や工作機械などに使われています。リニアモータの一種である誘導リニアモータは一次側がコイル、二次側がアルミニウムや銅のような磁化しない導体が利用できるため、安価に構成できます。
誘導リニアモータはその構造上、二次導体板中を渦電流が複雑に流れ、可動子と固定子間での漏れ磁束が多いなどの問題があります。そのため、誘導リニアモータの高効率化のためには、渦電流の経路、漏れ磁束を把握することが重要であり、有限要素法による検討が有効です。
ここでは、誘導リニアモータの始動推力特性を求めています。

渦電流密度分布/アルミ板の周波数-ジュール損失特性

各電源周波数における渦電流密度分布を図1、アルミ板の周波数-ジュール損失特性グラフを図2に示します。
図1より、電源周波数が大きくなるにつれてアルミ板の渦電流が増加することがわかります。これは、電源周波数に応じてアルミ板の受ける磁束の時間変化が大きくなるためです。 図2に示すように、渦電流の増加に伴ってアルミ板のジュール損失は増加します。

始動推力特性

電源周波数1~15(Hz)における始動推力特性を図3に示します。
図より、電源周波数が大きくなるにつれて推力が増加していくことがわかります。これは、図1で示したように電源周波数に応じてアルミ板の渦電流が増加するためです。なお、この誘導リニアモータの最大始動推力は、180(N)程度であることがわかります。

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