| 研究課題/領域番号 |
22K04048
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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 | 佐賀大学 |
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研究代表者 |
村松 和弘 佐賀大学, 理工学部, 教授 (30263627)
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| 研究分担者 |
高 炎輝 大分大学, 理工学部, 准教授 (40586286)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 電磁力 / 磁歪 / 磁界・振動解析 / リアクトル / 積層鉄心 / 均質化手法 / 騒音 / 磁界解析 / 振動解析 / 音場解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，環境問題の観点から，電気機器の高効率，低騒音化が重要な課題となっている．
本研究では，近年，問題となっている，データセンターの電源設備の大容量化に伴う，電源用フィルタや無停電電源装置に用いられるリアクトルの騒音に着目し，その低減のため，申請者らがこれまで行ってきた鉄心と巻線のみ考慮した「電磁力と磁歪を考慮した磁界・構造併用解析」による騒音低減法を，鉄心の締め付け方法，含侵，防振材などを詳細に考慮した「磁界・ 振動・ 音場併用解析法」に発展させ，騒音発生のメカニズムを明らかにするとともに，防音技術の最適化を図る．
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| 研究実績の概要 |
本研究では，「電磁力と磁歪を考慮した磁界・振動・音場併用解析法」を用いたリアクトルの騒音解析により，騒音発生のメカニズムを明らかにするとともに，最適な防音対策を提案し，実証実験によりその有用性を示す．本年度は，リアクトルの鉄心表面の振動の実測値を磁界・振動併用解析で再現することを試みた．得られた成果を要約して以下に示す．
（１）積層鉄心の電磁力と磁歪を考慮した磁界・振動解析法の開発
積層鉄心の電磁力と磁歪を考慮した磁界・振動解析法の妥当性を鉄心とギャップのみで構成される簡易モデルを用いて検討した．積層鉄心を塊状鉄心でモデル化する均質化手法を本解析法に適用する場合，塊状鉄心に与えるヤング率とポアソン比を鋼板と絶縁層からなるセルモデルの構造解析で決定しても，得られた鉄心の振動の挙動は，積層構造を忠実に考慮したモデル（積層モデル）で得られた挙動と一致しなかった．そこで，逆に，振動の挙動が一致するように均質化モデルのヤング率とポアソン比を求めた．その結果，積層鉄心の均質化モデルが確立できた．
（２）単相リアクトルを用いた解析方法の検証
上記で確立した積層鉄心の均質化手法を，単相リアクトルに適用し，50Hzで励磁した場合の鉄心表面各部の振動を解析した．その際，単相リアクトルの解析モデルは，フレーム，鉄心の押え板，及びボルトまで考慮した．得られた解析結果を実測結果と比較した結果，各部の位置の違いによる振動の大小関係は，傾向を含めてよく一致したが，振動の絶対値が異なった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本年度は，当初，磁界・振動・音場解析法の検証を行う予定であったが，磁界・振動解析法の検証で，実測で得られたリアクトル鉄心の振動分布の傾向は再現できたが，絶対値が異なってしまい，音場解析法の検証まで進んでいない．
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| 今後の研究の推進方策 |
2023年度は，（１）単相リアクトルの鉄心表面の振動の絶対値が解析値と実測値で異なる原因を明らかにするため，ボルトの締付力が振動の絶対値に及ぼす影響などの検討を行い，積層鉄心の磁界・振動併用解析法を確立する．（２）均質化手法で得られる振動が積層モデルと一致するように選んだヤング率とポアソン比の物理的意味を明らかにする．（３）音場解析法を開発する．（４）開発された磁界・振動・音場解析法を用いて騒音のメカニズムを明らかにするとともに，騒音に影響を与える諸因子の検討を行う．
2024年度は，低騒音型リアクトルを提案し，試作実験を行う．
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