| 研究課題/領域番号 |
19K04321
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
羽賀 望 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (50638476)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | インピーダンス展開法 / モーメント法 / 回路モデリング / 誘電体 / 磁性体 / 給電モデル / 無線電力伝送 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高効率な無線電力伝送システムを実現するためには，コイルと電力変換回路を統一的に設計することが望ましい．この要求に応えるために，研究代表者は「インピーダンス展開法」という手法を提案してきた．これは，コイル部分をパワーエレクトロニクス技術者が扱いやすいよう，電気回路としてモデル化するものである．しかしながら，これまでに提案してきた手法の適用範囲は，システムがコイル（金属）のみで構成される場合に限られていた．本研究では，インピーダンス展開法を，コイルの周囲に樹脂，水，人体など多様な媒質が存在する場合も扱えるように拡張することを目標としている．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，多様な形状・材料が混在した無線電力伝送システムの回路モデリングを行うため，研究代表者が提案してきた回路モデリング手法であるインピーダンス展開法（impedance expansion method：IEM）を拡張した．まず，従来のIEMでは線状導体しか扱えなかったのに対し，任意形状導体（帯状導体など）も扱えるように拡張した．さらに，コイル等の近傍に存在し得る導体（金属筐体や自動車のボディなど）及び誘電・磁性体（誘電体基板やフェライトなど）の影響を考慮できるようにIEMを拡張した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
無線電力伝送システムの設計において，コイルや電極を回路モデルで表すことは広く行われていた．しかしながら，ごく単純な場合を除いて，回路モデルの素子定数を特定するための理論式の導出は困難であり，素子定数を特定するには，測定データに基づくフィッティングが必要であった．したがって，回路モデルの理論的根拠や適用可能範囲は不明確であった．本研究で拡張された手法は回路モデルの明確な理論的根拠を与えるとともに，その素子定数を容易に特定することができる．このことは，コイルと電力変換回路の一体的設計を可能にし得るなどの工学的意義を持つ．
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