| 研究課題/領域番号 |
21K14148
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東京電機大学 |
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研究代表者 |
渡邉 翔一郎 東京電機大学, 工学部, 准教授 (40807294)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 数値実験 / 交流回路 / 電気鉄道 / エネルギー / 走行パターン / 実態調査 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
交流電気鉄道では、省エネルギー化のために走行パターンを変えると回生電力も変化する。これは系統にも影響が及ぶが、どのような影響なのかを解明するためには、非線形微分方程式からなる力学解析と電力潮流解析それぞれを連成させた計算が必要となり、解析的に解くことができない。そこで本研究では、連成計算を数値実験により求め、位相不平衡を一定条件下に保ちつつ、最大の省エネルギー効果が得られる交流電気鉄道車両の最適走行パターンを明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は、交流電気鉄道における「省エネルギー走行パターン」を明らかにすることである。
研究を進めるために、列車の走行パターンと消費エネルギーの関係を分析するための数値実験モデルを作成して計算を行った。その結果、近年よく知られている直流電気鉄道での省エネルギー走行の一般論を、必ずしも交流電気鉄道には適用できないことが明らかになった。この計算モデルでは、電圧不平衡を評価できるように工夫している。
また、計算モデルの妥当性を確認するために、交流電気鉄道の走行パターンと消費エネルギーの関係についてフィールド調査も実施することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電気鉄道の省エネルギー化においては、これまで車両の電気機器効率を高める研究や、回生エネルギーを有効に活用する蓄電装置の研究が行われてきた。本研究では、このような電気設備を利用せずに、列車の走行パターンを工夫することで、少コストで大きな省エネルギー効果を得ることができる。特に、交流電気鉄道において走行パターンを工夫して省エネルギー化を試みる研究は国内外で認知されているものの、必ずしも十分な解析結果が得られていないため、本研究の解析手法を含めた研究成果は学術的にも独創的な成果となり得る。
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