電気機器研究室

教員

藤原　耕二（教授）Koji FUJIWARA

DB

髙橋　康人（教授）Yasuhito TAKAHASHI

DB

研究内容

本研究室では、電気電子機器回路の低損失化、制御の高効率化、新エネルギーの有効利用等、「省エネルギー」を共通概念とする様々な研究を行っている。主な研究テーマを以下に示す。

1．電気機器の特性解析および測定

磁界解析

計算機および数値解析技術の発達により、電気機器の開発設計に広く数値解析技術が利用されるようになっている。本研究室では、有限要素法による二次元・三次元の解析手法の検討、プログラム開発を行うとともに、様々な電気機器の磁界解析を行っている。損失・磁気力等を算出することにより、材料特性と構造から電気機器の特性評価を行っている。

磁性材料の磁気特性

高性能化が進む電気機器鉄心用磁性材料を有効に利用するためには、その素材特性を十分に知っておく必要がある。本研究室では、けい素鋼板等の軟磁性材料の磁気特性測定法、歪波磁束による特性評価法、高周波領域での鉄損特性等についての研究を行っている。

• 三次元有限要素法による各種変圧器・アクチュエータの特性解析
• 二次元・三次元有限要素法による各種回転機の特性解析
• 電気機器鉄心用軟磁性材料等の磁気特性測定
• 非正弦波励磁下・直流偏磁下におけるけい素鋼板の磁気特性
• 磁性材料の磁気特性測定法

2．太陽光発電システム

太陽光発電システム

太陽エネルギーの有効利用の観点から、太陽光発電システムの評価法・最適設計法、最大出力点制御、ソーラーカーなどについて研究を行っている。

• 独立型太陽光発電システムにおけるアレイ容量と蓄電池容量の最適設計法
• 日影の影響を考慮したアレイ設置の最適化

3．パワーエレクトロニクス

スイッチング電源

スイッチング電源は、電源回路の小型化・高効率化を図るために開発された技術であり、半導体スイッチの開閉により最小の損失で電力の流れを制御することを基本としている。本研究室では、様々なソフトスイッチングの技法を適用することによるDC-DCコンバータの高周波化・高効率化の研究を行っている。また、絶縁部への空心トランスの適用や入力力率の改善についても検討を行っている。

電気自動車（EV）関連

一部市販も開始されて関心が高まっている電気自動車に関して、バッテリ充電用大容量電源の高効率化、高効率非接触充電システムの検討、駆動用モーターの制御法等の研究を行っている。

• 省エネルギーAC/DCコンバータによる高調波抑制技術
• 零電圧スイッチングの適用によるDC-DCコンバータの小型化・低損失化
• インターリブ方式によるスイッチング電源の高速応答特性改善
• FPGA/DSPによるスイッチング電源のディジタル制御
• 共振形インバータを用いた非接触電力伝送システム
• 電源システムにおける双方向DC/DCコンバータ
• 薄型DC/DCコンバータ
• EV駆動用モーターの制御

現在、様々な電子・電気機器から発生する電磁ノイズが大きな問題となっている。これらの電磁ノイズの発生メカニズムを実験的・解析的に検討すると共に、電磁ノイズの発生を抑制する回路方式等について研究を行っている。

• 電子・電気機器からの電磁ノイズ測定及びその抑制法
• 電磁ノイズの生体への影響
• 電子・電気機器からの放射電界・磁界解析
• 電子・電気機器からの伝導ノイズ解析