2018 Fiscal Year Research-status Report
テープヒータ電力線を利用した園芸農業無線センサデバイス用非接触給電システム
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17K19314
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| Research Institution | Tokuyama College of Technology |
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Principal Investigator |
山田 健仁 徳山工業高等専門学校, 情報電子工学科, 教授 (40280458)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 電磁誘導 / 電磁界解析 / 非接触給電 / 有限要素法 / 変流器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、テープヒータの低周波電力に高周波微小電力を重畳して送電し、その高周波電力を効率よく受電し、それを省電力センサデバイスに供給するための電力とすることを特徴としている。特に電力を受電するための電磁誘導素子構造と受電用電子回路の設計手法とその性能評価を確立することが重要な研究要素となる。このことについて
2018年度は、2017年度の研究で課題となった以下の点を中心に解析と実験を実施した。
１）受電システムの重要構成要素となる電磁誘導素子の構造に関して、有限要素法による電磁界解析シミュレーションのための物理モデルを、2017年度の成果を基に再作成して詳細な解析・評価を行えるようにした。
２）電磁誘導素子の試作実験では解析結果を基に試作し、電磁誘導素子の動作機能検証を行った。トロイダル・コアを使用したコイル構造において、受電性能のコアサイズの影響などについて試作実験である程度明らかにしたが、評価試験の手法に不十分な点があり、評価用測定機器の選定、準備などを行った。
なお、2017年度までの研究成果を学内研究紀要にまとめ報告した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
評価試験法の手法が確立できておらず、電磁誘導素子の実証実験データの取得が不十分である。また、論文などの成果発表では研究紀要の発表のみで不十分であった。しかし、シミュレーションに使用する物理モデルの構築や基礎実験データの積み重ねはできたので、「やや遅れている」とした。
以下に問題となっている項目を示す。
１）電磁誘導素子構造では、性能向上の指針はある程度明確になったが、試作実験による評価手法など不十分で、設計手法の確立に至っていない。
２）テープヒータ電力に高周波微小電力を重畳する電子回路についてシミュレーションでの動作検証はできているが、実装実験での確認に至っていない。
３）受電用電子回路に関しては、想定した性能を達成できることを回路シミュレーション、実装実験で明らかにできているが、受電能力を最適にする各回路素子のパラメータを決定する設計手法の確立に至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
電磁誘導素子構造のより詳細な解析と試作実験評価手法の確立を優先事項として、テープヒータ電力線を利用した非接触給電システムの設計手法の確立を目指す。
無線計測センサデバイスに結合実装し、ビニールハウス等の農業施設環境での実証実験を最終目標としているが、現在までの進捗状況で述べた課題を解決するための評価手法を明確にすることにより、農業施設環境での実証実験は簡易化できると考えている。
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| Causes of Carryover |
試作した電磁誘導素子の評価手法に不十分な点があったため、評価用測定器の購入に予算を充当し、実験準備を行った。旅費、人件費、物品費（試作費）などの使用を控えたため予算執行額に余剰を生じた。
次年度（2019年度）は、電磁誘導素子（コア）の試作や評価実験用材料の使用を予定しているため、予算が必要となる。
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