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樋口 裕介, 生澤 泰二, 西嶋 喜代人
セッションID: 05-2A-09
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
会議録・要旨集
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直流高電圧機器の外部絶縁耐力は、固体絶縁体表面の帯電や電極間の浮遊粒子の影響を大きく受ける。特に、浮遊粒子が金属粒子で帯電している場合には電気絶縁耐力は極端に低下する。 本報告では、大気中直流準平等電界ギャップに金属粒子(鋼球、直径φ=2[mm])を挿入し、湿度に依存したその粒子の帯電電荷量特性と火花破壊電圧の関係を調査した。コロナが起こらない領域で、金属粒子の位置を変化して帯電電荷量を測定した。低湿度に比べ高湿度のほうが帯電量は多い。また、金属粒子が最大の帯電電荷量に達するに要する時間は、高湿度で約3分と、低湿度で約40分で、湿度に強く依存する。
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青山 嵩史, 江本 秀明, LU ZHE, 生澤 泰二, 西嶋 喜代人
セッションID: 05-2A-10
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
会議録・要旨集
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空気中の直流火花放電メカニズムに与えるCO2ガス効果を探るために、CO2濃度を広範囲に変え、火花破壊特性と放電発光現象との関係を調べた。その結果、CO2濃度が増加するに伴って、ストリーマコロナの形状変化著しく、特にストリーマコロナの枝分かれが減少した。ストリーマコロナから火花破壊に至る過程では、空気では発生しない同一の経路を通る単一の線状チャネルの間欠進展が起きた。
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久田 一徳, 泉井 裕行, 生澤 泰二, 西嶋 喜代人
セッションID: 05-2A-11
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
会議録・要旨集
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放電メカニズムの解明には、高精度なプラズマ診断法による気体温度の計測が不可欠である。放電プラズマに擾乱を与えないスペクトル分光計測法は発光強度の比較的強い低気圧で多く研究されている。本報告では、極めて微弱な発光である大気圧の室空気(絶対湿度:11.3～12.6[g/m3])と合成空気(N2/O2(21%)混合ガス)中の負極性コロナの回転温度Tr[K](≒Tg:気体温度)を高感度分光計測で導出している。その結果、合成空気と室空気では放電発光の形状が異なり、破壊電圧に約6[kV]、そして破壊前の気体温度に約200[K]の差が出た。また、室空気の絶対湿度の差で気体温度の明確な変化は認められなかった。
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江本 秀明, 青山 嵩史, LU ZHE, 生澤 泰二, 西嶋 喜代人
セッションID: 05-2A-12
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
会議録・要旨集
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大気圧室空気のCO2濃度が放電特性にどのような影響するかはよく調べてられていない。最近の我々の研究によると、室空気にCO2ガスを混合すると、CO2濃度が約2400[ppm]で火花破壊電圧が著しく低下(室空気のみの約50%)することを見い出している。本研究は、室空気に地球温暖化ガスであるCO2を0～2%の範囲で混合した供試ガスの正極性火花破壊電圧及び火花破壊過程を調べたものであり、CO2濃度の増加に伴い、火花破壊時の放電形態が変化することを見い出した。
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江藤 秀, 神崎 和博, 蓮尾 昌亮, 真鍋 吉秀, 嶋崎 俊行
セッションID: 05-2A-13
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
会議録・要旨集
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本研究では、固体誘電体の厚さを2mm、電極直径を125mmとし、固体誘電体から棒電極を、0.1mm,0.2mm,0.3mmと離していき、電圧印加後、最初に進展する負インパルス沿面コロナの発光を観測し、沿面コロナの形成機構を励起数から検討した。 その結果1.沿面コロナの発光強度が最大となる平均半径は、固体誘電体から棒電極を離していくにつれて、小さくなる。2.励起数が最大となる時の電極中心からの距離は、固体誘電体から棒電極を離していくにつれて小さくなり、実測値と計算値は、ギャップ長が変化しても、ほぼ一致する。以上のことから、沿面コロナが最初に進展する場所は、励起数が最大となる点からと考えられる。
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蓮尾 昌亮, 江藤 秀, 神崎 和博, 真鍋 吉秀, 嶋崎 俊行
セッションID: 05-2A-14
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
会議録・要旨集
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本研究は、棒電極を固体誘電体(アクリル板)に接した状態での正極性沿面コロナの進展機構について、棒電極直径を125mm、アクリル板の厚さを1、2、5、10mmと種々変化させて、正インパルス電圧を印加後、沿面コロナの発光を観測し、励起数から検討した。その結果、1.沿面コロナの形状は、中心部分に発光のない円環状となり、その円環状の部分から放射状にフィラメント状の正ストリーマが進展している。2.励起数が最大となる電極中心からの距離は、アクリル板の厚さの増加と共に増加する。3.実測値と計算値は、アクリル板の厚さを変化してもよく一致する。従って、最初に沿面コロナの進展する場所は、励起数が最大となる点から進展すると考えられる。
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神崎 和博, 江藤 秀, 蓮尾 昌亮, 真鍋 吉秀, 嶋崎 俊行
セッションID: 05-2A-15
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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大気中における負インパルス電圧印加時の同心球ギャップのコロナ開始電圧を推定する為に、陰極から出発した電子の衝突励起による光が陰極に達し、これにより放出された電子数が1となる電極電位をコロナ開始電圧として計算した。外球内直径を30,50,70,90,110mm、内球直径を20,40,60,80,100mmと種々変化した時の実測値と推定値はよく一致した。外球内半径を一定とした時のコロナ開始電圧は最初、ギャップ長の増加と共に上昇するが、さらにギャップ長が増加すると減少する傾向を示した。これらの結果について報告する。
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河合 真司, 小田部 荘司, 木内 勝, 松下 照男, 野村 朋哉, 山内 尚雄, 本橋 輝樹, 岡安 悟
セッションID: 05-2P-01
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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(Bi, Pb)-2223相単結晶の超電導性に及ぼす酸素アニールによる影響を調べた。試料はKClフラックス法で作製しており、Biサイトの15%がPbにより置換されている。試料は作成後、熱処理を行わなかったものと、1, 3, 10気圧で酸素アニール(350℃, 48時間)をしたもの、1気圧で窒素アニール(350 または 450℃, 48時間)をしたものを用意した。全ての試料について200 MeVのエネルギーのAuイオンを
c軸と平行に照射して柱状欠陥を導入し、臨界電流密度を測定した。この結果を解析し、凝縮エネルギー密度を定量的に評価した結果、1気圧で酸素アニールした試料が最も高い値を取った。
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上野 俊輔, 高山 伸一, 木内 勝, 小田部 荘司, 松下 照男, 綾井 直樹, 菊地 昌志, 林 和彦, 佐藤 謙一
セッションID: 05-2P-02
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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Bi-2223銀シーステープ線材の最終焼結プロセス時に加圧焼結処理を行うことにより、従来の大気圧焼結処理線材に比べて高い臨界電流が得られることが報告されている。今回、更なる特性改善を目的としてPb組成を変えたBi-2223銀シーステープの臨界電流特性を四端子法を用いて評価した。その結果、高Pb組成の線材の臨界電流密度
Jcや不可逆磁界
Biが向上していることが分かった。また磁束クリープ・フローモデルを用いて解析をした結果、特性向上の原因として凝縮エネルギー密度が向上していることが考えられる。
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磯部 現, 木内 勝, 小田部 荘司, 松下 照男, 岡安 悟, Prusseit Werner
セッションID: 05-2P-04
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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超電導線材の磁界中での臨界電流密度向上のために、人工ピンの導入が試みられているが、どのようなピンが効果的か定量的な評価がなされていない。本研究ではISD法を用いて作製された厚さ1.5 μmの超電導層を持つDyBCOコート線材に、AuイオンとNiイオンをテープ面に垂直に照射し、円柱状欠陥を導入した。照射の際のエネルギーはそれぞれ320 MeVと200 MeVで、照射量はマッチング磁界に換算して1 Tと0.5～5 Tであった。測定はSQUID磁力計を用い、直流磁化と磁化緩和の測定から、臨界電流密度と
E-
J特性を評価した。Auイオン照射により、大幅な臨界電流密度の改善と、
n値の増加が見られた。
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本田 貴裕, 阿比留 健志, 井上 昌睦, 木須 隆暢, 加藤 順子, 筑本 知子, 中尾 公一, 塩原 融
セッションID: 05-2P-05
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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希土類系酸化物高温超伝導線材は高い臨界電流と優れた磁場特性を持つため、応用機器開発に向けた研究が盛んに行われている。これらの先進線材の開発課題は、均一な線材の作製法及びプロセス安定性の向上、交流損失低減のための線材のマルチフィラメント化及び欠陥部位の補修接続等の加工技術の確立等が挙げられる。これらの解決のためには、局所不均一性の評価と共に、加工線材の評価技術の確立が必要不可欠である。本研究では走査型ホール素子磁気顕微鏡システムを用いて、実用環境レベルの電流を印加し、その自己磁場分布を測定することで、マルチフィラメント構造を持つ線材、ならびに補修接続を施した線材の接続部位の電流分布評価を行った。
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山崎 怜士, 柳田 治寛, 岩熊 成卓, 船木 和夫, 斉藤 隆, 飯島 康裕, 和泉 輝郎, 山田 穣, 塩原 融
セッションID: 05-2P-06
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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超伝導線材を電力機器に応用する場合、超伝導巻線部に発生する交流損失は機器の全熱負荷の大部分を占めるため、損失の見積もりが重要になり、また、最近開発されている高温酸化物超伝導体での幅広い温度領域の交流損失の把握が必要である。ところが、交流損失の温度特性を測定するには多大な時間、設備、費用が必要になる。そこで、我々は交流損失を温度に関して零磁場の臨界電流と既知の交流損失温度特性を用いて規格化することで、様々な温度の交流損失を容易に予測することができる。今回、人工ピンZrO2をドープしたGdBCOテープ線材について垂直磁場中における交流損失を測定し、温度スケーリング則が適応可能かを調べた。
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林田 昌之, 中村 章, 岩熊 成卓, 船木 和夫
セッションID: 05-2P-07
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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酸化物超伝導体は金属系超伝導体に比べ冷却コストを低下することができ、安定性が向上する。これにより超伝導体の応用分野が飛躍的に拡大している。また転位並列導体は電力機器に応用する際、大電流容量かつ低損失という要求を満たす。しかし、最適位置で転位しない場合、鎖交磁束が打ち消されず、遮蔽電流が流れ、転位並列導体における付加的交流損失が発生する。そこで我々は大電流容量酸化物超電導体の構成法として、素線を用いて巻線を行い、途中で転位を施す方法を提案している。本研究ではこの並列導体に不均一な外部磁界を印加した場合に、遮蔽電流によって発生する付加的交流損失を定量的に明らかにすることを目的としている。
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中尾 彰浩, 久保 輝朗, 松尾 政晃, 佐藤 誠樹, 柁川 一弘, 船木 和夫, 田中 和英, 岡田 道哉, 熊倉 浩明, 林 秀美
セッションID: 05-2P-08
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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超伝導機器の巻線がクエンチし、焼損してしまうような万が一の事故を防ぐには,クエンチに至る機構(常伝導領域の伝播現象など)を詳細に把握することが重要である。MgB
2線材は臨界温度が39Kと高く、幅広い温度領域におけるコイル用巻線として期待できる。そこで、液体ヘリウム温度におけるMgB
2線材の常伝導部の伝播現象について、液体ヘリウムの過渡的な冷却効果や伝導冷却を模擬した固体伝熱材中の熱拡散が及ぼす影響を実験と解析の両面から議論する。また、これまでに得られている高いレベルの超伝導特性を採用して、伝導冷却時の常伝導部の伝播現象を数値解析し、コイルの安全面からの課題等を検討する。
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根本 慎司, 木内 勝, 小田部 荘司, 松下 照男, 林 敏広, 大松 一也, 倪 宝栄
セッションID: 05-2P-09
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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Bi-2223超電導体を用いたコイルを作製する。この超電導マグネットは、線材にかかる垂直下の磁界により性能が決定されるため、形状や条件を変え、線材にかかる垂直成分の磁界を減らすと、中心最大磁界を大きくすることができると考えられる。今回、ダブルパンケーキ型コイルの、臨界電流(
Ic)を増やし、コイルの両端に磁性体をおいた場合について、有限要素法を用いて解析を行った。その結果、線材にかかる垂直成分磁界を減らすことができることが分かった。これにより、中心最大磁界は当初の2倍にまで増え、77.3 Kで0.78 T出すことができると予想される。
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戸町 恭平, 柁川 一弘, 田中 和英, 船木 和夫, 神谷 卓伸, 岡田 道哉, 熊倉 浩明
セッションID: 05-2P-10
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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近未来の水素利用社会へ備え,液体水素の容器内残量を正確かつ連続的に測定できるセンサの開発が必要とされている.これまでに,我々はMgB
2線材を用いた液体水素用超電導式液位センサを試作し,その動作試験の結果から実用化の可能性が実証された.今回,液位センサの最適設計へ向けて,熱平衡方程式を解くことにより実験結果を数値的に再現した.また,先の実験では正常に動作するために必要な最小伝播電流や入力電力の大きさに問題があったため,それらに与える線材の太さ,超電導体の臨界電流密度や臨界温度,シース材の種類などのパラメータ依存性をシミュレーションにより検証したので報告する.
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川野 友裕, 柁川 一弘, 中村 武恒, 高橋 雅也, 岡田 道哉
セッションID: 05-2P-11
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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現在、我々人類が抱えているエネルギー問題や環境問題はエネルギー供給を化石燃料に求める限り深刻にならざるを得ない。その解決策の1つとして水素利用社会の可能性が検討されている。水素を安全にかつ安定的に移送するための基盤技術の一つとして全超電導モータを用いた電気式液体水素ポンプの開発は大変有益であると考えている。1次抵抗が非常に小さい高性能な全超電導モータの実現を目指して、鉄心スロット内に配置された固定子巻線の交流損失を精度良く測定することは非常に重要である。そこでまず固定子巻線付近の磁界分布を汎用有限要素法ソフトウェアにより数値解析し、固定子巻線の交流損失に関する理論的考察を行ったので報告する。
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玉井 悠也, 松尾 政晃, 円福 敬二
セッションID: 05-2P-12
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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近年、磁気ナノ粒子をマーカーに用いた免疫検査システムが注目されている。本方法では、検査物質(抗原)に磁気マーカーを結合させ、マーカーからの磁気信号により、抗原-抗体の結合反応を検出する。従来の検出法では、抗原に結合していない未結合マーカーを洗浄により洗い流し、試料を乾燥させた後に、結合マーカーを検出していた。本研究では、磁気ナノ粒子のブラウン緩和特性を利用して、結合・未結合マーカーが混在した液体状態のまま測定を行う方法を開発した。
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辻 裕介, 鍋倉 真也, 円福 敬二
セッションID: 05-2P-13
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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近年、検査試薬や薬剤を結合した磁気ナノ粒子を体内に注入し、疾患の診断や治療を磁気的に行う研究が開始されている。これらの応用においては、体内に集積した磁気ナノ粒子の位置と量を正確に知る必要があるが、粒子からの磁気信号は距離とともに急激に減少するため、体表面では微弱な磁気信号を測定する必要がある。本研究では、冷却銅コイルとSQUIDピコボルトメータを用いた微弱磁界計測システムを開発することを目的とした。
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高橋 康介, 松永 修一, 上田 剛, 光木 文秋, 池上 知顯
セッションID: 05-2P-14
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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PLA(Pulsed Laser Ablation)法により単層カーボンナノチューブ(SWCNT)を作製し,SWCNTとTiO
2をSDS1wt%水溶液に超音波分散させ,その分散液をセンサ基板に滴下,乾燥させガスセンサを作製した.室温におけるガスセンサの一酸化窒素(NO)に対する応答を,UV-LEDを用いて常時UV照射を行いながら測定した.TiO
2の光触媒効果により吸着したNO分子が脱離し,ガスセンサの回復特性が向上した.ガスセンサ作製条件のTiO
2添加量を変化させた時のNO脱離効果を比較し,それによりTiO
2添加量の最適化を行った.
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松永 修一, 千馬 慶介, 上田 剛, 光木 文秋, 池上 知顯
セッションID: 05-2P-15
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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本研究では、日機装より提供されたe-DIPS法を用いて作製された単層カーボンナノチューブ(SWCNT)をSDS(sodium dodecyl sulphate)水溶液中で超音波分散を行うことによりSWCNT懸濁液を作製した。懸濁液をピエゾ方式のインクジェットプリンタのインクカートリッジに注入し、パターンの印刷を行うことにより基板上へSWCNTを固定した。パラメータとして、基板の種類、パターンの形状などを取り、評価を行った。またガスセンサの試作を行い最適なパラメータを探し、ガス検出を評価をした。
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千馬 慶介, 上田 剛, 光木 文秋, 池上 知顯
セッションID: 05-2P-16
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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本研究では、PLD(Pulsed Laser Deposition)法でSi基板上にバッファ層であるAl薄膜を厚さ100nm堆積させ、Al薄膜上にレーザパルス数を様々に変化させFe触媒粒子を堆積させた。エチレンを炭素源とした熱CVD法により多層カーボンナノチューブ(MWCNT)を基板から垂直な方向に成長させ、Fe触媒粒子が配向MWCNTの成長形態に及ぼす影響を調べた。これまでの実験結果からレーザパルス数が少ないとMWCNTの配向性が良く、まっすぐに成長することが分かった。またレーザパルス数を増やすとFe触媒粒子径が大きくなり、大きい粒子のほうがMWCNTの成長速度が早いことが分かった。
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松岡 祥平
セッションID: 05-2P-18
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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近年、地球環境への意識の高まりから、環境調和型の電力機器開発が進められている。そこで筆者らは、鉱油に代わる環境調和型の電力機器に対応できる絶縁媒体の調査・適用検討を進めている。本研究では、鉱油に代わる絶縁油として菜種油に着目した。さらに油量低減のため、固体絶縁物を充填した複合絶縁システムの構築の予備的調査として、ガラス粒子を充填した菜種油の絶縁破壊特性を検討した結果を述べる。
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園田 大輔, 清原 剛士, 川島 秀清, 福澤 雅弘, 田口 大, 間中 孝彰, 岩本 光正
セッションID: 05-2P-19
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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In order to use liquid crystals as display materials , the control of the arrangement of molecule on substrate is important. Orientational ordering process was examined by the surface potential measurement , using 5CB (4-cyano-4’-pentylbiphenyl) liquid crystal molecules. The experiments were carried out by changing the source temperature of vapor deposition , a vapor deposition time interval , and electrode metal.
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星村 義一
セッションID: 05-2P-20
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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熱分解ガスクロマトグラフィーは、1mg程度の少量の高分子などの試料からのガス量測定により、酸化劣化判定が可能である。低密度ポリエチレン(PE)において110℃の加熱処理による無添加PEおよび酸化防止剤添加PEのCOガス量の酸化劣化による増加が分かる。さらに、無添加PEよりも酸化防止剤(412S,412SとBCSの混合)を添加したPEのCOガス量が大きく減少していることが確認されたので報告する。
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鳥井 勇希, 赤峰 修一, 大久保 利一
セッションID: 05-2P-21
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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エレクトロクロミック(EC)素子は,電気化学反応によって色が可逆的に変化する素子として知られている。一般的なEC素子の構造は,ガラス基板上の透明電極膜,電解質膜,EC材料膜,透明電極膜から構成されている。EC素子は視野角依存性がない,低消費電力,メモリー性がある,目に優しいなどといった特徴を有している。今回,ターゲットとしてEC材料であるWO3を用いた。膜厚の均一性と大面積化を考慮し,ターゲット-基板間距離Lを45 mm~110 mmの間で変えて,WO3薄膜を作製し,成膜条件の最適化とEC特性の確認を行い,比較的大きな面積のEC素子の可能性について検討を行った。
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土居 正典, 鳥井 勇希, 赤峰 修一, 大久保 利一
セッションID: 05-2P-23
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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現在、透明導電性薄膜は液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどにも使われており、エレクトロクロミック素子にも必要不可欠である。本研究ではPLD(Pulsed Laser Deposition)法による全固体エレクトロクロミック素子の作製を目標とし、実現させるにあたって問題になっているのが固体電解質と透明導電性薄膜である。構造上最上層になる透明導電膜にはITO(Indium Tin Oxide)を用いることを考えており、ITOについて研究を行った。室温で基板間距離、酸素雰囲気圧力、成膜時間の成膜条件を変えて成膜し抵抗の測定を行なった。
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向井 栄一, 川部 寛司, 深井 澄夫
セッションID: 06-1A-01
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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本稿は、酸化物高温超電導マグネットを対象として、交流で励磁したときの損失評価の計測法を検討したものである。 今まで、計測の簡便さから電気的な計測法を検討してきた。ここでは、試作した酸化物高温超電導マグネットに対して、乗算器回路を用いた位相差計測の実験結果を示す。
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渕 陽二
セッションID: 06-1A-03
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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従来の磁性材料の磁気特性は交番磁束条件下のみを考慮し、スカラー量として測定されてきた。しかし、実際の電気機器の鉄心中では交番磁界だけでなく回転磁界が存在している。また、異方性を有する磁性材料中では磁束密度と磁界強度は空間的な位相差をもつため、大きさだけではなく方向も考慮したベクトル量として評価する必要がある。そこで、当研究室では磁束密度と磁界強度をベクトル量として測定できる二次元磁気特性測定センサを開発した。このセンサを用いて三相誘導電動機の高効率化及び低損失化を目的とし、正弦波励磁条件下における三相誘導電動機モデル鉄心中の二次元ベクトル磁気特性及び鉄損の測定を行いその分布を明らかにした。
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碇賀 厚, 間内 透, 榎園 正人, 小川 俊文
セッションID: 06-1A-04
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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電力を発生する交流発電機には、蒸気タービンに代表される高速回転型と水車や風車用の低速回転型がある。高速回転型は高速回転による機器の小型化が可能であるが、風力発電など低速回転型の小型化には増速機を組み合せることが必要になる。著者らは低速回転型発電機の小型化を目的として、低損失化のための電磁材料の有効活用技術に着目し、方向性電磁鋼板を用いたデュアルギャップ構造の永久磁石型発電機の開発を行ってきた。本論文では、二次元ベクトル磁気特性を考慮した機器設計技術により、デュアルギャップ型発電機を試作した結果について報告する。
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川上 光徳, 藤井 信男
セッションID: 06-1A-05
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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冷媒圧縮機はヒートポンプ装置の心臓部である。冷媒圧縮機には幾つかの型式が存在する。それらの中で,スクロール型圧縮機は,振動・騒音・性能面で非常に優れている。 このスクロール圧縮機に求められる運動は,現在,誘導電動機を駆動源として,機械的な機構により達成されている。しかし,これでは,圧縮機の容量(単位時間に冷媒ガスを循環させる容積)に機械的な制限が存在する。 本稿では,このスクロール圧縮機に求められる運動を,電磁気力学的な機構によって達成する2つモデルを提示し,その力学的特性を,有限要素法により求め,互いに比較・検討する。
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小川 大介, 岡田 昌丈, 大澤 善次郎
セッションID: 06-1A-06
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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直流励磁した二相モータの回転子軸が、一定回転に回転振動が重畳した速度入力で駆動されている時の、二相モータの発生トルク(制動トルクと制振トルク)を二相モータの原理モデルとその等価回路を用いて解析し、回転振動入力に対する制振トルクの算定式を二相モータの等価回路定数を用いて表示した。ついで、この制振トルク算定式の妥当性を供試機を用いた制振トルクの算定値とその実測値を対比することにより明らかにした。
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松田 宗二, 辻 峰男, 蛭子 譲治, 浜崎 真一
セッションID: 06-1A-07
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
会議録・要旨集
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誘導電動機のベクトル制御において電流制御はトルク制御に直接影響するため非常に重要であり,その高性能化が求められている。しかし,電流PI制御を行う際,d,q軸が相互干渉し,制御性能が劣化する問題点がある。そこで本研究では,電流PI制御の高性能化を目的として,等価的にd,q軸の干渉を相殺し,各成分を独立に制御する電流の非干渉制御について,速度センサ有り,速度センサレスの各ベクトル制御による有効性の比較・検証を行った。さらに,Jinhwan Jung氏,Kwanghee Nam氏により提案されている直接PI制御とクロスカップリングPI制御を組み合わせた非干渉制御の有効性について検証を行った。
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木村 周一郎, 平原 弘次, 樋口 剛, 阿部 貴志
セッションID: 06-1A-08
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
会議録・要旨集
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著者らは先に,スイッチトリラクタンスモータ(SRM)の特性改善のために,アルミニウムブロックにセグメント鉄心をはめ込んだ回転子と単層巻三相固定子巻線を持つ固定子からなる新型Segment構造SRMを提案した。新型 Segment 構造SRMは,振動・騒音を低減し,トルクを増加させることができたが,トルク脈動は通常のVR型同様,改善がみられなかった。これを改善する必要がある。そこで,トルク脈動低減を目的として回転子部分を2段スライド構造にして有限要素法解析ソフト(Maxwell 2D)を用いて解析を行った。本稿では,その解析結果を元に試作機を製作し,その結果の検討を行った。
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松本 聡, 辻 峰男, 吉田 寛, 浜崎 真一
セッションID: 06-1A-09
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
会議録・要旨集
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一般に永久磁石形同期電動機(PMSM)の制御には位置検出器が必要であるが,センサの価格,耐環境性などの観点からセンサレス制御の要求が強くなってきており,盛んに研究されている。拡張誘起電圧を用いたセンサレス制御について、既にいくつかの制御方式が提案されている。本論文ではPMSMの拡張誘起電圧を用いたセンサレス制御系について、システムの非線形モデルと、定常動作点についての線形モデルを導出し、非線形モデルと線形モデルの過渡応答が入力の微小動作点に対し一致するかを確認した。また、速度PI制御器のゲイン、速度推定器のゲイン及び回転指令等に対し線形モデルを用いて根軌跡を描き安定解析を行った。
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加藤 章悟, 原田 祐輝, 樋口 剛, 阿部 貴志
セッションID: 06-1A-10
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
会議録・要旨集
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近年,パワーエレクトロニクス技術の進歩に伴いモータドライブの高速化,小型軽量化,高効率化が進み,超高速機の開発も報告されるようになった。筆者らは,先に定格回転数240,000rpm,出力5kw 仕様の小型・超高速永久磁石型同期電動機を試作し,DSP,FPGA を搭載したPWMインバータドライブシステムを構築し駆動実験を行っている。ファン負荷試験において132,000rpm での駆動を確認している。さらなる超高速駆動を目指すにあたり従来の高性能V/f 制御ではこれ以上の安定駆動は困難な状況である。本稿では,低分解能センサを取り付けることで超高速での安定駆動を目指した制御システムの提案を報告する。
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袈裟丸 勝巳, 空 信之
セッションID: 06-1A-11
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
会議録・要旨集
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近年、サーボモータの位置決め制御では、高速、高精度が強く要求される。この位置決め制御系を設計する場合、モータは空間高調波、飽和を無視したdqモデルで考慮されることが多い。しかし高性能化を実現するためには磁界解析に基づいた厳密なモータモデルが必要である。本稿は表面PMモータの有限要素法による位置決め制御シミュレーションを行ない、モータのコギングトルクが制御性能に与える影響を考察した。本文ではdqモデルで行なった制御シミュレーションとの比較検討結果を報告する。
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田中 賢太朗, 河野 勝一, 樋口 剛, 阿部 貴志
セッションID: 06-1A-12
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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近年、小型風力発電機は活発に開発されている。特に都市部における小型風車での発電は、従来風力発電に適していないと見なされていた地域において風資源の発掘することになるだけでなく、電源・消費地が近接することにより環境エネルギーの啓蒙にも役立つと考えられる。課題として回転子の高速回転による騒音の低減、高効率化、構造の簡単化などがある。そこで、これらの課題を改善するため、発電機の諸特性を正確に把握し、設計する必要がある。本論文では、まず空間高調波解析法を用いて設計計算式を導出し、次に制約関数に効率、温度上昇等を選んだ制約のある非線形最適化問題に定式化し、これを制約のない問題に変換した後、シンプレックス法を使って目的関数を最小にする最適解を求めている。
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澤田 和樹, 辻 峰男, 浜崎 真一
セッションID: 06-1A-13
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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近年、風力発電システムの研究が盛んに行われている。その中でも可変速運転が可能な風力発電システムが注目されている。そこで、本研究では超同期セルビウス方式による巻線形誘導機を用いた風力発電システムの解析について報告する。本システムでは、回転子電流のd軸成分でトルクを、q軸成分で無効電力を制御する。巻線形誘導機を2軸理論によりモデル化し、系全体の非線形モデルと線形モデルを導出した。解析の結果、非線形モデルと線形モデルの過渡応答はほとんど一致し、線形化の有効性を確認した。さらに、線形モデルによる根軌跡を用いて系の安定性の解析を行い、シミュレーションにより動作を確認した。
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園田 大輔, 袈裟丸 勝己
セッションID: 06-1A-14
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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化石燃料の枯渇化、環境問題により新エネルギー源として、風力エネルギーが注目されている。本論文では、永久磁石同期発電機(PMSG)を用いた小型風力発電システムにおいて、コスト削減の観点から山登り法による風速計を用いない出力最大化制御(MPPT制御)の検討を行う。山登り法を用いて風車出力Pwが常に最大値になるように回転数を制御することで、風速計を用いずにMPPT制御が可能である。しかし、風速が変化する場合、Pwは風速変動によって常に変化するためPwの最大値付近を大きく振動したり、最大値から外れた点を最大値としてしまうことがある。本論文では風速変動を考慮した山登り法によるMPPT制御を提案し、シミュレーションを通してその妥当性を確認する。
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Gao Yanhui, Muramatsu Kazuhiro, Fujiwara Koji, Fukuchi Shigemasa, Taka ...
セッションID: 06-1P-01
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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The iron loss of a reactor under an inverter power supply was calculated using the finite element method taking into account eddy current in the steel plate of laminated core. However, the calculated iron loss is much smaller than measured data due to neglect of the anomalous eddy current loss in the laminated plate.In this paper, a method of modifying the conductivity of steel plates for considering the anomalous eddy current loss is investigated. Moreover, the method is applied to the loss calculation of reactor under inverter power supply.
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佐藤 尊, 下地 広泰, 戸高 孝, 榎園 正人
セッションID: 06-1P-02
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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これまでモータや変圧器などの電磁応用機器において、高効率・高品質化が進められてきた。そのなかでも、機器内にある電磁鋼板の鉄損の低減は大きな課題とされる。我々はその電磁鋼板の正確な鉄損評価を行うために磁気特性をベクトルで評価する2次元ベクトル磁気特性を用いている。磁界解析においてそのベクトル磁気特性を考慮できる磁界解析モデルとしてダイナミックE&Sモデルがある。このモデルは磁束密度の時間変化による渦電流の鉄損への影響を推定できるモデルである。本研究会ではこのモデルを用いて三相三脚変圧器モデル鉄心を磁界解析し、歪磁束の鉄損への影響を報告する。
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黒木 聖也, 長田 尚一郎, 榎園 正人
セッションID: 06-1P-03
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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現代は高度情報化社会であり、それに伴い安定した電力の供給が望まれている中、コンピュータは更なる性能向上が求められている。しかし、大量の情報を処理し、実行させるにはコンピュータ1台の処理速度と容量では限界がある。そこで用いられるのがクラスタマシンというものである。クラスタマシンはコンピュータをネットワークでつなぎ、1つの情報を並列処理させることで処理速度を高速化するものである。特にPCを用いて並列処理を行うものをPCクラスタという。クラスタマシンは主に解析などを行う際に用いられている。今回このクラスタマシンを用いて、磁気解析手法であるE&Sモデルの解析速度を高速化するための方法について検討する。
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堀内 陽子, 入江 喜之, 江崎 忠男
セッションID: 06-1P-04
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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超電導コイル中の導体の電磁力による運動はコイルの安定性に重大な影響を及ぼす。これを抑制するため従来,巻き線時に十分な張力を加えて巻く等の対策が取られているが,経験に基づいた設計が大部分である。単純な円筒ソレノイド型の場合にも巻き枠とコイル導体の熱収縮の差による張力の解放の問題があり,他にも大きな張力が加えられないコイル構造や,多層パンケーキ巻のように電磁力が非対称となり,導体が動き易いコイル等が増えてくると思われる。ここではこの課題を解決するための基礎として巻き線時の応力,熱収縮を考慮して電磁力によりコイル内の導体がどのように振る舞うかを有限要素法により検討した結果を述べる。
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津房 慶亮, 長田 尚一郎, 榎園 正人
セッションID: 06-1P-05
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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非破壊検査技術は産業分野で地球環境問題に貢献する一つの手法である。工業製品に非破壊検査を適用すれば欠陥の位置を正確に特定でき、その位置情報をもとに製品の修繕が可能となり、製品のライフサイクルが長くなる。非破壊検査は産業界で工業製品の品質管理や品質保証としてとても重要な評価技術である。一般に多くの工業製品はいくつかの複雑な形状の部品から構成されている。従来は簡単な形状の構造物に非破壊検査が適応されてきたが、近年は複雑な形状の構造物に非破壊検査を適用する重要性が増してきた。本研究では渦電流非破壊検査を使用し、複雑形状の試料として放熱フィンを持つ現実の冷却器の非破壊検査を行っている。
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甲斐 悠史, 長田 尚一郎, 榎園 正人
セッションID: 06-1P-06
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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近年、構造物の経年劣化に伴う欠陥の早期発見、そして廃棄物の抑制という観点からみた人工物の長期的な利用のために非破壊検査の重要性が増してきている。非破壊検査において、欠陥の形や深さなどを定量的に推定し、欠陥発生のメカニズムを解明することは人工物の安全性・信頼性を獲得する上で必要不可欠である。ここで、ダイカスト製品について目を向けてみると、ダイカストは自動車をはじめ多くの機械部品に使用されている。省エネルギー化をにらんだ軽量化のためにアルミ合金の採用が増える一方、金属内部の鋳巣欠陥など品質の面で問題がある。よって、非破壊検査による鋳造金属中の空孔探知方法について検討を行い、これを報告する。
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小田原 峻也, 村松 和弘, 山崎 慶太
セッションID: 06-1P-07
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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精密な磁気測定を行なう施設では,周囲の建築構造物に起因する磁気擾乱が問題となる.この建物の磁気擾乱を評価するため,有限要素法による磁界解析を用いて鉄骨などの建物中の磁性体を詳細にモデル化した方法が提案されているが,モデリングに要する労力や計算機の記憶容量が膨大となる.また,代表的なオフィスビルを想定して建物が一様に磁化されると仮定した簡易計算による方法も提案されているが,オフィスビルとは異なる建物に適用することは困難である.そこで今回,均質化手法を用いた建物の磁気擾乱の計算方法について検討したので報告する.
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川内 伸也, 池田 久利, 原田 克彦, 大塚 信也, 匹田 政幸, 永田 寿一, 岩本 勝治
セッションID: 06-1P-08
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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電力用ガス遮断器の状態を知る為の診断方法として現在ガス圧の点検や、リレー動作による動作状況の分析などが行われている。 筆者らはガス遮断器に加速度センサを取り付け、各部位に発生している加速度からその状態を診断する常時加速度診断システムの構築を目的とし研究を行っている。小型で安価なMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)加速度センサの診断用システムへの適用性を検討するために開発を行っている。 電力用ガス遮断器は高電圧、大電流の電力系統下で機能する為、電磁波によるノイズが加速度診断を妨げる可能性が懸念されているので、電磁環境下での特性を調査した。その結果を報告する。
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大森 和貴, 澤田 雅詞, 中野 泰輝, 大塚 信也, 池田 久利, 匹田 政幸, 星野 俊弘, 丸山 志郎, 榊原 高明
セッションID: 06-2A-01
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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筆者らはこれまでUHF法によるGISの絶縁診断技術を主に基本となる直線型GISや、より実器に近いL字型GISを対象に電磁波伝搬モード特性を考慮して検討してきた。実変電所においてGIS外部で発生する気中ノイズは一般に数kHz～数100MHzの周波数成分をもつと考えられているが、まれに数GHz帯域の気中ノイズが検出されるといった現象が起こっている。このような現象が絶縁診断技術に影響を及ぼす可能性がある。そこで気中放電を利用したGHz帯電磁波発生装置を作製した。装置の性能としては5 GHz程度までの周波数成分を持つ電磁波を放射できることを確認している。本稿では、どのような放電がGHz帯電磁波の放射に起因しているのかを検討した。
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勝瀬 俊文, 森田 明宜, 安部 裕太郎, 大塚 信也, 池田 久利, 匹田 政幸, 山田 慎, 谷口 安彦
セッションID: 06-2A-02
発行日: 2008年
公開日: 2010/04/01
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近年、UHF帯域の電磁波を用いた絶縁診断手法であるUHF法の電力用油入変圧器への適用が、様々な機関で研究および検討されている。しかし、変圧器内部は鉄心やコイル、固体絶縁物、液体絶縁物などがあり、それらが組み合わさった複雑な構造となっている。そのため、コイルおよび鉄心を模擬したドラム缶を実変圧器タンクモデル内に設置し、放電源の位置を変化させたときの電磁波を取得する実験を行った。
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