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パワーエレクトロニクス・通信統合システムにおける電磁ノイズの合理的両立性の実現

研究課題

研究課題/領域番号 16H02328
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関首都大学東京

研究代表者

清水 敏久  首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (30254155)

研究分担者 和田 圭二  首都大学東京, システムデザイン研究科, 准教授 (00326018)
福本 聡  首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (50247590)
多氣 昌生  首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (60145670)
酒井 和哉  首都大学東京, システムデザイン研究科, 准教授 (80730746)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
43,940千円 (直接経費: 33,800千円、間接経費: 10,140千円)
2018年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)
2017年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2016年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
キーワードパワーエレクトロニクス / 通信ネットワーク / 電磁環境
研究成果の概要

パワーエレクトロニクス機器と通信ネットワークが融合したエネルギーシステムにおいて、パワーエレクトロニクス機器から放射される電磁ノイズが通信ネットワークの動作障害を引き起こす問題が顕在化している。本研究では、これを未然に防止する基盤技術として、パワエレ機器内部の耐ノイズ性能の向上技術、および情報通信機器のノイズ耐量向上のための新たな学理を構築し、高度な電磁環境両立に資する研究成果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の電磁環境両立性はノイズの周波数成分分布に基づき、エミッションとイミュニティーの制限値が設けられていた。本研究ではパワエレ機器のノイズエミッション量と通信ネットワーク機器のイミュニティー量が十分に離れても、通信ネットワークの誤動作が発生することを示し、その原因がパワエレ機器の時間領域の繰り返しパルスノイズであることを明らかにした。そこで、パワエレ機器のノイズ時間タイミングと通信信号のサンプリングタイミングを一致させないように制御する事でCAN通信のノイズ誤動作をほぼ完全に抑止できることを示した。時間レベルのノイズ波形分析と対策手法は今後の電磁環境の新たな学理展開に極めて有益な知見と考える。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Z-matched Active Common-mode Canceller for the Suppression of Common-mode Current in an Inverter System2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Shirakawa, Kazuyoshi Obayashi, Hiroshi Taki, Masami Fujitsuna, Toshihisa Shimizu
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 8 号: 1 ページ: 142-151

    • DOI

      10.1541/ieejjia.8.142

    • NAID

      130007542436

    • ISSN
      2187-1094, 2187-1108
    • 年月日
      2019-01-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 電力変換回路がCAN通信にもたらす電磁妨害の対策手法2018

    • 著者名/発表者名
      白井 諒, 清水 敏久
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 138 号: 8 ページ: 713-714

    • DOI

      10.1541/ieejias.138.713

    • NAID

      130007429247

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • 年月日
      2018-08-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電力変換回路がCAN通信にもたらす電磁妨害の対策手法2018

    • 著者名/発表者名
      白井諒、清水敏久
    • 雑誌名

      電気学会論文誌

      巻: 138

    • NAID

      130007429247

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] コモンモードモータサージ電圧の抑制法2016

    • 著者名/発表者名
      成田剣太、清水敏久
    • 雑誌名

      電気学会論文誌

      巻: 136 ページ: 635-645

    • NAID

      130005262331

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Failure Protection for Controller Area Network Against EMI Emitted by Buck Converter2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Shirai, and Toshihisa Shimizu
    • 学会等名
      IEEE APEC2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of EMI Caused by Buck Converter on Controller Area Network2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Shirai, Toshihisa Shimizu
    • 学会等名
      IPEC2018 ECCE-Asia
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 降圧チョッパ回路がCAN通信にもたらすディファレンシャルモードおよびコモンモード電磁障害の解析と対策手法の実験検証2018

    • 著者名/発表者名
      白井諒,清水敏久
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換・モータドライブ合同研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 9kHz~150kHzを対象としたアクティブノイズキャンセラの位相補償2018

    • 著者名/発表者名
      益子大輝、清水敏久
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ZVS/ZCS Analysis for a Three-Phase PEM Inverter Using Valley-Fill Snubber2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Shirouti, Toshihisa Shimizu
    • 学会等名
      Proceedings of IFEEC2017 ECCE-Asia
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of Electromagnetic Disturbance Caused by Buck Converter on Controller Area Network2017

    • 著者名/発表者名
      Ryo Shirai, Toshihisa Shimizu
    • 学会等名
      IEEE ET&D workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電力変換回路がCAN通信にもたらす電磁妨害の解析2017

    • 著者名/発表者名
      白井諒、清水敏久
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 電力変換回路がCAN通信にもたらす電磁妨害を対象とした新たなEMC対策手法の基礎検討2017

    • 著者名/発表者名
      白井諒、清水敏久
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 半導体電力変換回路がCAN通信にもたらす電磁干渉解析に向けた基礎検討2017

    • 著者名/発表者名
      白井諒、清水敏久、松崎頼人、許斐康司
    • 学会等名
      平成29年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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