講義概要
Magnetic Levitation and Magnetic Suspension
At the era of the 21 century, magnetic levitation and suspension have been introduced into some practical applications. There are maglevs such as the JR Yamanashi Maglev, the Linimo train in Nagoya, and the Shanghai Maglev. On the other hand, bearingless motor water pumps for pure water, magnetic bearings for turbo molecular pumps are used in semiconductor processes. In this lecture, we will study about super conductor magnetic levitation, Maglev train systems, magnetic bearings, and bearingless motors.
磁気浮上と磁気軸受
21世紀初頭より磁気浮上、磁気支持システムが実用化しつつある。JR山梨リニア実験線、名古屋のリニモ、上海のマグレブなどの磁気浮上列車が走行しつつある。一方、半導体製造プロセスではベアリングレスモータポンプによる超純水移送、磁気軸受を伴ったターボ分子ポンプなどが実現している。
本講義では超伝導磁気浮上、高温超伝導、磁気浮上列車などの磁気浮上系と、磁気軸受、ベアリングレスモータなどの磁気支持系について学ぶ。
講義の目的
We learn super conductors, permanent magnets, electro magents and these magnetic circuit analysis. Principles and examples of electro dynamic magnetic suspension, super conductor bulk magnetic suspension,
超伝導、高温超伝導、永久磁石、電磁石などの材料、磁気回路について学ぶ。超電導磁石を用いた誘導反発磁気浮上方式、高温超伝導を用いた磁気浮上方式、反発型永久磁石磁気浮上方式、吸引型電磁石磁気浮上方式などの構成、原理を理解する。さらに、マグレブ等の列車、磁気軸受、ベアリングレスモータなどの原理、構成、特長を理解する。
講義計画
01 Purposes , contents, evaluation methods and office hours are presented. Introduction to magnetic bearing and bearingless motor.
02 Application of bearingless motors
03 simple magnetic circuits, analysis, electro magnetic force, non linearity
04 Analysis of permanent magnet circuits
05 Radial magnetic bearing, analysis, principles
06 Linearization, displacement-force factor, block diagram of radial magnetic bearing
07 Instability of magnetic suspension, feedback controller configuration and design
08 Controller parameter adjustments, external force suppression and displacements
09 Excise
10 Power electronics of magnetic bearings, Principle and overview of bearingless motors.
11 Maglev systems; Yamanashi
12 Maglev system; Linimo
13 Maglev system Trans rapid
14 Other maglev systems Miyazaki
15 Basics of bearingless motor
01. この講義の教育内容、目標、成績評価方法・基準を説明。講義担当のオフィスアワーを説明。磁気軸受とベアリングレスモータのイントロ
02.ベアリングレスモータの応用例
03. 簡単な磁気回路とその解析、電磁力、非線形性
04. 永久磁石の磁気回路解析
05. 径方向磁気軸受の構成、解析、原理
06. 径方向磁気軸受の構成、解析、原理、線形化、不平衡吸引力、ブロック線図
07. 磁気支持系の不安定性と、フィードバックコントローラの原理、設計
08. 磁気支持系のコントローラのパラメータと応答、外乱抑制
09. これまでの範囲での理解度チェック、補足
10 磁気軸受のパワエレ、ベアリングレスモータの基礎と概要
11 山梨磁気浮上列車
12 リニモ、HSST
13 トランスラピッド
14 その他のマグレブ、宮崎など
15 ベアリングレスモータの基礎
教科書・参考書等
Textbook and/or reference*
Akira Chiba, Tadashi Fukao, Osamu Ichikawa, Masahide Oshima, Masatsugu Takemoto and David G. Dorrell, ``Magnetic Bearings and Bearingless Drives'', Newnes Elsevier, ISBN 0 7506 5727 8, 2005
関連科目・履修の条件等
Electric Machinery, Power Electronics
電気機器学 パワーエレクトロニクス
成績評価
Report in classroom 60%, home work reports 30%, examination 30%
授業中レポート60%、課外レポート30%，期末試験30%
担当教員の一言
In this lecture we learn magnetic levitation and suspension. These applications will break in 21 century.
21世紀に実用化が進むと思われる磁気浮上、磁気支持の基礎を習得する。
