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2022 年度 研究成果報告書

マイクロ波で駆動する銅レス・コアレスモータの研究

研究課題

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研究課題/領域番号 21K18716
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分21:電気電子工学およびその関連分野
研究機関横浜国立大学

研究代表者

藤本 康孝  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60313475)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
キーワード電気機械エネルギー変換 / モータ / マイクロ波 / 共振結合
研究成果の概要

近年、MHz帯磁界共振方式のワイヤレス電力伝送が注目を集め、大きな電力伝送が可能とのMITの研究結果が発表された。研究者はこれを応用し、MHz帯の電気機械エネルギー変換理論を提案し、さらにGHz帯域への拡張を試みた。ステータおよびロータからなるマイクロ波回路設計を行い、エアギャップを介したマイクロ波伝送のモデルを提案した。有限要素シミュレーションにより提案回路によって小さいながらも力が発生できることを確認した。また、導波管内外の電力損失の解析を行い比較を行った。その結果、導波管内の損失は良く一致するが、導波管外の損失は計算値が理論モデルによる値よりを大きく上回ることが分かった。

自由記述の分野

電気機器学

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在のモータや発電機の研究開発では、完成された従来の電気機械エネルギー変換工学の基本原理に立脚して、効率や出力密度の向上など多くの取り組みが行われている。近年のモータの性能向上は、磁石材料の改良や冷却機構の改善によるところが大きいが、基本原理の枠組みの中での改良であるため、今後、性能が大幅に改善したり特性が大幅に変質したりすることは難しい。本研究の高周波電気-機械エネルギー変換は、従来のものより電源周波数が6桁ほど高く、その機械的構造や原理が大きく異なっている。本研究でシミュレーションと理論により力の発生が確認できたことにより、新しいモータや発電機の可能性を拓いた。

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公開日: 2024-01-30  

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