《機械》〈電動機応用〉[H18:問5]リニア誘導モータ（LIM）に関する空欄穴埋問題

Contents

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
3 【解答】

【問題】

【難易度】★★★★☆（やや難しい）

次の文章は，リニア誘導モータ$ \ \left( \mathrm {LIM} \right) \ $に関する記述である。文中の$ \ \fbox{$\hskip3em\Rule{0pt}{0.8em}{0em}$} \ $に当てはまる語句を解答群の中から選び，その記号をマークシートに記入しなさい。

リニア誘導モータは，回転形誘導電動機を半径方向に切り開いて，平面展開したような構造となっており，工場内搬送装置や列車の駆動などに用いられている。

短一次片側リニア誘導モータでは，通常，一次側は$ \ \fbox {　（１）　} \ $に電機子巻線が施され，二次側は磁路を形成するための鉄心の上にアルミニウムか銅の非磁性導体板をかぶせた$ \ \fbox {　（２）　} \ $プレート形の二次導体から構成されている。

リニア誘導モータの動作原理は，回転形誘導電動機と同様で，一次側の電機子巻線に三相交流電流を供給すると，進行磁界を発生する。この磁束が変化すると，二次導体に磁束の変化を妨げる向きに$ \ \fbox {　（３）　} \ $を生じ，これと進行磁界との相互作用により，$ \ \fbox {　（４）　} \ $の法則に従う方向に推力が発生する。

このようなリニア誘導モータは，二次側に導体のみを設備すればよく，構造が簡単であり，また，進行磁界と$ \ \fbox {　（５）　} \ $動くので，駆動のために必ずしも速度検知や位置検知を行う必要がない。

〔問5の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　積層鉄心　　　　　&（ロ）&　共振して　　　　　&（ハ）&　渦電流 \\[ 5pt ] &（ニ）&　フレミング右手　　　　　　　&（ホ）&　アクション　　　　　&（ヘ）&　横軸電流 \\[ 5pt ] &（ト）&　塊状鉄心　　　　　&（チ）&　非同期で　　　　　&（リ）&　ファラデー \\[ 5pt ] &（ヌ）&　同期して　　　　　&（ル）&　フレミング左手　　　　　　　&（ヲ）&　受　動 \\[ 5pt ] &（ワ）&　励磁電流　　　　　&（カ）&　巻鉄心　　　　　&（ヨ）&　リアクション \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

リニア誘導モータに関する問題です。
リニアモータにはリニア誘導モータとリニア同期モータがありますので，一緒に覚えておくと良いかと思います。
また，誘導電動機の原理を理解しているとリニア誘導モータの原理も理解しやすくなりますので，わからない方はまず誘導電動機の原理を理解することをおすすめします。

1.リニアモータ
リニアモータとは，回転力ではなく直線的な運動をさせる力を与える駆動装置で，図1に示すような回転形モータを切り開いて展開したようなものとなります。代表的なものにリニア誘導モータ$ \ (\mathrm {LIM}) \ $とリニア同期モータ$ \ (\mathrm {LSM}) \ $があります。

リニア誘導モータ$ \ (\mathrm {LIM}) \ $は，一次側は積層鉄心に電機子巻線が施され，二次側は磁路を形成するための鉄心の上にアルミニウム，銅等の導体板をかぶせたようなリアクションプレートと呼ばれる導体があります。動作原理は誘導電動機と同じく，一次側巻線の三相交流電流が作る移動磁界に対して二次導体に磁束の変化を妨げる向きに渦電流を生じ，これと移動磁界との相互作用によってフレミングの左手の法則により推力が発生するものとなります。誘導電動機と同じように滑りによりエネルギー損失が発生します。常電導磁気浮上式鉄道として日本でも実用化されています。

一方，リニア同期モータ$ \ (\mathrm {LSM}) \ $は，一次側巻線の三相交流電流が作る移動磁界の速度に同期し，界磁磁極のある可動体側が同期速度で移動します。三相交流周波数を上げると移動磁界が高速となるため容易に速度を上げることができ，すべりや回転子の二次銅損が少なく効率が良いという特徴があります。ただし，超低温化で電気抵抗を零とした強力な電磁石を使用するため一般にコストは高くなります。超電導リニアと呼ばれる超高速鉄道に採用され，日本でも$ \ 2026 \ $年現在実用化を目指しています。