Theory of Liner motor car Magnetic flux Ｂ Liner motor car moving direction Coil cullent τ Coil Secondary Iron core Solder Eddy current １） リニアモータによる推力発生原理について説明させて頂きます。 リニアモータにも、ＬＩＭ、 ＬＳＭ、ＬＤＭ等種類がありますが、 ここで使用しているのは、ＬＩＭです。（リニアインダクションモータ） 灰色の部分がはんだで、その上の赤の部分がリニアモ－タ部です。 リニアモ－タカ－は、灰色の部分がはんだでは無くアルミレ－ルで、 リニアモ－タ側が走行しますが、 このはんだ槽では、リニアモ－タ部を、固定して、はんだを進行させます。 赤、黄色、青はコイルで三相電流を流します。 Ｉ Eddy current by moving magnetic field Force
Magnetized by 3 phase AC current Theory of Liner motor- car Solder Moving magnetic field N S 鉄心に巻かれたされぞれのコイルに三相交流を供給すると図のような正弦波状の磁束が発生します。オレンジ色の波形はある瞬間の磁束分布を示しています。三相交流の位相変化とともに、この磁束は矢印の向きに移動するように変化します。 Iron core Core Slot Magnetized by 3 phase AC current
Theory of Liner motor-car B P1 I Eddy current うず電流 導体板 F P2 移動磁界 N S ここで，ある一部分の磁束に注目してください。いま，はんだ中の点P1に発生した磁束がはんだを貫いています。破線の状態から次の瞬間緑色の矢印に磁束が移動します。はんだ中ではレンツの法則より，磁束の変化を妨げる向きに渦電流が流れます。この時、はんだ中のP2点では奥に向かって電流，下から磁束が発生しています。そしてフレミングの左手の法則により右方向にローレンツ力が発生しはんだに推力Fが発生するということです。この現象がはんだの各部で発生していてはんだは右方向に移動しようとします。 Iron core Core Magnetized by 3 phase AC current Slot
Electromagnetic Characteristics Measured characteristics of magnetic flux density distribution in the gap. Ｃｕｒｒｅｎｔ＝ 8 A -150 -100 -50 50 100 150 ＧＡＰ ＝６ mm B mT magnetic flux density 50 128mT ４） このグラフは、ある瞬間のギャップ中（はんだ中）の磁束密度の分布の様子を表しています。実験は開発当初のモータの時のデータのため、現在ではより高い磁束が得られています。この磁束データはホール素子をギャップ中に差込測定しました。この磁束は時間とともに移動し、その移動方向と同じ向きにはんだは推力を受け加圧されるということです。 position -50 y mm 100 -100 position x mm
ｔ1 Theory of liner motor #2 ＋ τ ０ － Magnetic flux Ｂ ＵPhase ＶPhase Current ＋ τ Im Current 0.5Im ０ T ｔ1 Solder － Ｗ Phase Secondary iron core Ｖ Phase max Magnetizing flux 0.5･Zn･Im ＵPhase Zn･Im ＶPhase ２） では、なぜ移動磁界ができるか説明します。 赤、黄色、青のコイルに流れる電流の位相は右上のグラフの様になっています。 ある瞬間ｔ１における磁束について考えますと コイルの電流値に比例して磁束は発生しますので、それぞれ下図の赤、 黄色、青 ような磁束が誘導されています。 はんだを通過する磁束は、３つの相を合成したもので、紫で表しています。 電流は交流なので時間とともに変化しますと 紫で表した合成磁束は、１スロットづつ矢印の方向に進みます。 このようにして移動磁界がはんだの中に発生し推力が生まれるということです。 理論的には、合成磁界は正弦波になるのですが、ここでは図のように説明させていただきます。 Ｗ Phase 0.5･Zn･Im 1.5･Zn･Im Combined Magnetic flux
Structure of liner motor Y=0 Secondary Iron core X=0 Coil Primary Iron core Solder Bath （３） 次に、磁界が実際に発生しているのか実際のリニアモータで測定したものがあるので紹介させていただきます。 この図ははんだ槽リニアモータ部の断面を表しています。 モータ中心をそれぞれＸ軸、Ｙ軸の原点とし磁束の測定をした結果を次ページ以降に示します。