地上コイル耐久性等各種評価試験装置

地上コイルの耐久性等、各種評価試験を実施するための装置です。

1.概要

当研究室では地上コイルの各種耐久性試験(参考文献参照)等を目的として、様々な試験装置を所有しています。これらの試験装置は、材料の性能評価試験装置として、地上コイルだけでなく、コンクリート構造物、高速道路の継ぎ目部材、樹脂モールド製品などに適用可能です。

2.恒温室付疲労試験装置

移動可能な大型恒温室と油圧式の加振機、更に高電圧試験機を組み合わせることで、環境負荷(温度変化、散水)、機械負荷(振動等を模擬した機械的載荷)、電気負荷(高電圧の印加)を同時に与えることができる試験装置です(図1)。実物大モデルを用いた、任意の組み合わせ負荷による耐久性評価が可能です。
主要諸元:表1

3.超促進耐候性試験装置

長期間の屋外使用が前提とされている地上コイル材料の耐環境性を評価するため、散水およびメタルハライドランプ光源による紫外線照射により材料を加速劣化させ、促進試験を行うことのできる試験装置です(図2)。大型の恒温恒湿槽内で各種環境の組み合わせ(紫外線照射、温度変化、散水、変化のサイクル等)を模擬することが可能で、地上コイルのみならず実物大の超促進耐候性試験が可能です。
主要諸元:表2

4.モールド樹脂耐久性試験装置

モールド樹脂の耐久性や機械強度を評価する試験装置で、付属の恒温槽にて環境負荷(温度、湿度)を与えながら任意の荷重を加えることができ、材料の用途に合わせた条件下で機械的耐久性評価が可能な試験装置です(図3)。プログラム制御により各種負荷(温度、湿度、荷重)を任意に組み合わせることが可能で、材料の使用環境に合わせた耐久性試験が可能です
主要諸元:表3

5.電磁加振試験装置

励磁した超電導磁石に地上コイルを対向設置し、インバータを用いてコイルに通電することにより任意の電磁力を加えることができ、地上コイルの動的な耐久性評価が可能な試験装置です(図4)。専用のインバータ電源から任意の電流(周波数、電流値、AC、DC)を通電できるため、低速域から高速域(500km/h相当)にわたって実走行と等価な加振が可能です。また、機械加振と異なり、電磁力を導体部に直接分布荷重として付加できる点も大きな特徴です。さらに、自動計測監視システムの導入により長期無人運転が可能です。
主要諸元:表4

6.耐衝撃試験装置

空気砲の圧縮空気により発射物を高速で射出することができ、車両通過時の微小飛来物の衝突を模擬できる試験装置です(図5)。
主要諸元:表5

7.渦電流損失評価試験装置

地上コイルには車両走行時に、超電導磁石の強力な移動磁場によって、対面する地上コイルの導体素線に渦電流が誘起され、渦電流損失が発生します。本装置は渦電流損失の定量的な評価を行うことができる装置です。本試験装置は、定置の2対の電磁石に直流磁場を発生させ、供試体を取り付けた円盤を回転させることで超電導磁石が通過する状態を模擬します(図7)。装置内に設置されたトルク計や回転計を用いて、磁場の有無によるトルクの変動を計測し、変化分を渦電流損失として算出可能です。また、供試体が磁界中を通過するため、変動磁場を与える試験装置としても使用が可能です。
主要諸元:表6

図1 疲労試験装置外観
(左:恒温室未使用時 右:恒温室使用時)
表1 疲労試験装置主要諸元
図2 超促進耐候性試験装置外観
表2 超促進耐候性試験装置主要諸元
図3 モールド樹脂耐久性試験装置外観
表3 モールド樹脂耐久性試験装置主要諸元
図4 電磁加振試験装置外観
表4 電磁加振試験装置主要諸元
図5 耐衝撃試験装置外観
表5 耐衝撃試験装置主要諸元
図6 供試体に発射物(鋼球)が衝突する様子
図7 渦電流損失評価試験装置の構成
表6 渦電流損失評価試験装置主要諸元

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参考文献

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