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【受賞】第39回電気設備学会全国大会優秀発表賞

4人の学生が優秀発表賞を受賞しました

2021年9月2日~3日、愛知県名古屋市の名古屋工業大学で行われた「2021年(第39回)電気設備学会全国大会」に機械電子工学科/専攻科 米盛研究室の学生11名がオンライン発表し、専攻科2年生の継田 夏海さん中川 湧貴さん、専攻科1年生の津田 浩平さん、機械電子工学科5年生の佐々木 楽人さん(指導教員:米盛 弘信 准教授)が電気設備学会全国大会優秀発表賞を受賞しました。

受賞概要(学年は2021年度当時)

受賞論文 IHクッキングヒータ使用時に電源ラインへ発生する高調波ノイズ
受賞者
継田 夏海(専攻科 2年)
米盛 弘信(機械電子工学科 准教授)
受賞名
電気設備学会全国大会 優秀発表賞
受賞日
2021年12月3日
論文要旨

近年、家庭等に IH クッキングヒータ(以降、IH 調理器)が普及している。しかし、IH 調理器から可聴域騒音が発生し、人々に頭痛や吐き気などの不快感を与えているという報告がある。先行研究では、商用電源に重畳した電源ノイズが騒音の原因であることや、鍋底径を大きくすると騒音が大きくなること[3]が報告されている。また、重畳する電源ノイズ周波数によって騒音の大きさが変化することが示唆されたが、原因の解明には至っていない。先の研究では、商用電源 100V に対して 0.05%~0.7%程度のノイズが重畳すると環境省が定める環境基準を超えることが明らかにされている。環境省の騒音に係る環境基準「専ら住居の用に供される地域」「主として住居の用に供される地域」における騒音は、昼間で55dB 以下、夜間で 45dB 以下が基準値として設定されている。一方、電源に重畳するノイズの周波数に関する規制は設けられているが、CISPR 規格 14-1 より、9kHz以下は規制の対象になっていない。したがって、IH 調理器から発生する騒音によって、使用者が不快感を得ないための新たなガイドライン策定が必要であると考える。本研究では、IH 調理器使用時に発生する高調波ノイズを測定することによって、実際に発生する騒音を予測する。また、本研究の結果は、固有の IH 調理器使用時に発生するノイズ特性であるため、あくまでも固有の IH 調理器が電源ラインに逆流させるノイズの一例である。

本稿では、IH 調理器用の騒音に関するガイドラインの策定に資するため、鍋底径 20cm の三層 SUS 鍋を誘導加熱した際に電源ラインに発生する高調波実効電流と歪率を報告する。

受賞論文 EDLC を用いた全波整流型 CW 回路の充放電試験
受賞者
中川 湧貴(専攻科 2年)
米盛 弘信(機械電子工学科 准教授)
受賞名
電気設備学会全国大会 優秀発表賞
受賞日
2021年12月3日
論文要旨

コッククロフト-ウォルトン(CW:Cockcroft-Walton)回路は、交流電圧を直流高電圧へ容易に変換できる。しかし、CW 回路は出力電流が小さいという課題が残されている。本研究室は、2020 年から安全性と小型化・効率化を目指した世界初の独立型交流電池を開発しているAC Biode 社と共同研究を開始した。共同研究の内容として、交流電池と CW 回路を組み合わせた新たな電源システムの開発を目指し、電気二重層コンデンサ(EDLC:Electrical Double Layer Capacitor)を用いた全波整流型 CW回路について研究を行う。先行研究では、CW 回路を全波整流化することで電流増大が可能であると示されている。また、CW 回路のコンデンサを大容量かつ内部抵抗の小さい EDLC へコンバートすることで、従来使用されているコンデンサと比較して、電流増大が可能であると考えられる。そこで、本システムの優位性を確認するため、EDLC を用いた全波整流型 CW 回路の動作特性を明らかにする。

本稿では、供試回路を製作し、各電源電圧における提案システムの充放電特性、電力変換効率を明らかにする。

受賞論文 独立型交流電池の周波数変動した際の充放電特性
受賞者
津田 浩平(専攻科 1年)
米盛 弘信(機械電子工学科 准教授)
受賞名
電気設備学会全国大会 優秀発表賞
受賞日
2021年12月3日
論文要旨

本研究室では、安全性と小型化・高効率化を目指した世界初の独立型交流電池(AC Biode 社製)に関する共同研究を 2020 年から開始した。交流電池は、原理が考案されてから日が浅く、実用に向けた具体的な充放電回路や充放電特性が明らかになっていない。そこで、本研究室では、交流電池の評価および交流電池に接続するコッククロフト-ウォルトン回路の開発を行う。

本稿では、交流電池のスイッチング周波数を変動させた場合の充放電特性について明らかにする。

受賞論文 IHクッキングヒータにおけるコンロ間の干渉音に関する研究
受賞者
佐々木 楽人(5年 機械電子工学科)
米盛 弘信(機械電子工学科 准教授)
受賞名
電気設備学会全国大会 優秀発表賞
受賞日
2021年12月3日
論文要旨

昨今、IH クッキングヒータ(以降、IH 調理器)が普及している。2 コンロタイプの IH 調理器は、2 つのコンロ間の周波数差が原因で干渉音を発するため、VPCF(Variable Power Constant Frequency)制御が行われている。しかし、干渉音に関する詳細な実験結果や参考文献が見受けられない。一方、IH 調理器から高周波騒音が発生し、人々に頭痛やめまいなどの不快感を与えているという報告がある。IH 調理器を含むインバータ機器からは、インダクタ等から高周波騒音が発生するが、パワーエレクトロニクス機器の干渉音に関する研究は前例がない。音響工学分野では超音波における干渉音として、パラメトリック差音が有名であるが、この知見をパワーエレクトロニクス機器にも応用できないかと考えた。

そこで本研究では IH 調理器から発生する干渉音の大きさと距離の関係を調べることを目的とする。本稿では2つのIH調理器を同時に駆動させた時に発生する騒音の干渉音について、2台の IH調理器の距離を変化させた際の干渉音を測定し、騒音及び距離と干渉音の関係を明らかにする。

賞状

  • 継田さんの賞状
  • 中川さんの賞状
  • 津田さんの賞状
  • 佐々木さんの賞状

大会概要

名称
第39回電気設備学会全国大会
会期
2021年9月2日(木)~9月3日(金)
会場
名古屋工業大学(愛知県名古屋市) ※オンライン開催
主催
一般社団法人 電気設備学会
サレジオ高専
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