電気関係学会九州支部連合大会講演論文集
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  • 松本 康貴, 大塚 信也
    セッションID: 01-1A-02
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    近年、パワーモジュールの小型化・高性能化に伴い機器絶縁の高電界部に対し、シリコーンゲルやエポキシ樹脂系の固体絶縁物が封止材や固定材として使用されている。筆者らは、これまでシリコーンゲル自身の絶縁特性に関する検討を電界利用率や印加電圧条件を変化さえて実施してきた。絶縁性基板上に封止したシリコーンゲルは複合絶縁系を構成し、この界面での絶縁特性の把握が重要となっている。本論文では、針-平板電極に固体絶縁物を挟みシリコーンゲルで封止した複合絶縁系を構築し、界面での沿面放電開始と進展特性について実験並びに電界計算により検討した。

  • 高根 直也, 荒岡 信隆, 高村 紀充, 水崎 雅之, 竹元 真樹, 岡本 陵平, 花井 正広
    セッションID: 01-1A-03
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    放電が絶縁物を貫通する現象については過去に研究されているが、気中放電で絶縁物が貫通するメカニズムの主要因は依然として解明されていない。そこで我々は放電が絶縁物を貫通する主な要因として電界、熱、圧力などを考えており、その内の放電の圧力による影響について現在調査を進めている。これまでの研究でギャップ長約1000 mm、印加電圧約1000 kVの放電の最大圧力が圧力測定フィルムの測定で約25 MPaであることを報告してきた。この圧力で絶縁物が貫通するかを確認するため、針に重りを付け落下高さと重りの重さを調節しこの圧力を模擬した。その針を異なる厚さの絶縁シートに落下させシートの貫通の有無を調査した。

  • 水崎 雅之, 荒岡 信隆, 高村 紀充, 高根 直也, 岡本 隆平, 竹元 真樹, 花井 正広
    セッションID: 01-1A-04
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    棒対平板電極の間に絶縁物であるPETシートを配置し、負極性雷インパルス放電を発生させ、PETシートの貫通の有無を調査してきた。PETシート表面にポリエチレンクロス粘着テープを貼ったサンプルと何も貼っていないサンプルを使用して実験を行った。その結果テープを貼っていないPETシートでは放電の貫通は確認されなかったが、テープを貼ったPETシートでは貫通孔を確認したことを報告した。今回は同様の実験について負極性雷インパルス放電の進展の様子を超高速度カメラで撮影した。得られた観測結果から放電による絶縁物の貫通メカニズムを検討した結果を報告する。

  • 田上 剣汰, 小原 広希, 牟田口 崇志, 大塚 信也, 田畑 隆司, 久保 賢児, 佐藤 永一
    セッションID: 01-1A-05
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    電波吸収体は、電波無響音室への用途だけではなく、航空機や船舶レーダの偽像防止対策として屋外の高層建築物や大型橋梁などで用いられている。これら電波吸収体の落雷による特性変化に関しては不明な点が多く、ほとんど検討されていない。筆者らはこれまで、電波吸収体の落雷による損傷および吸収特性の変化を構造や材料の異なる試料を用いて検討している。本論文では市販の電波吸収体を供試体として用いて標準雷インパルス電圧印加による供試体の絶縁特性および吸収特性の変化を検討し、さらに雷撃による物理的損傷を模擬するため、人工的に穿孔を有する供試体を準備してそれら特性と比較検討した。

  • 濱田 俊之, 中本 健太, 山本 稜之, 南野 郁夫, 藤井 雅之, 桶 真一郎, 石倉 規雄
    セッションID: 01-1A-06
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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     太陽光発電システム(以降、PVS)は固定価格買取制度を背景に急速に普及している。しかし、普及に伴い、発電運用上でシステムの故障や事故が近年増加している。本研究では、近年増加しつつある雷によるPVSの故障の中でも誘導雷によってPVSが故障に至るメカニズムの解明を目的として研究を行っている。特に、PVモジュール内にあるバイパスダイオードは、本来、部分影や配線不良などによる発電不能クラスタによる出力低下を改善するために設置されているが、雷故障モジュールにおいては多くのバイパスダイオードの故障がみられた。本報告では、誘導雷サージ電圧によってバイパスダイオードの故障特性を明らかにし、誘導雷によるPVSの故障機構を検討した。

  • 森田 健斗, 石本 燎, 田原 正基, 古里 友宏, 山下 敬彦
    セッションID: 01-1A-07
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    電気エネルギーシステムにおける外部絶縁の適正化と関連して、絶縁物表面の汚損・湿潤時の局部放電の形態と電流の関係が調べられている。しかし、局部放電の諸特性の時間変化については十分に調べられているとはいえない。本研究では、ドライバンド放電発生装置に接続した直列抵抗の値を変化させ、放電形態の変化について電圧・電流波形及び時間分解した発光強度の変化から調べた。結果として、直列抵抗の値を小さくすると、交流半サイクル中に連続的な放電とパルス状の放電が交互に発生し、連続的な放電が占める時間の割合は直列抵抗の値が大きくなるとともに減少し、パルス状の放電が占める時間の割合が増加することが分かった。

  • 石本 燎, 森田 健斗, 田原 正基, 古里 友宏, 山下 敬彦
    セッションID: 01-1A-08
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    近年,汚損環境の多様化やポリマーがいしの劣化の観点から汚損湿潤面におけるドライバンド放電の研究が多く報告されている.しかし,放電形態と電流,スペクトル強度の関係を時間分解して詳細に調べたものはない.本研究では,がいし表面の汚損湿潤時の放電形態の把握を目的とし,電解質と窒素のスペクトル強度,電圧・電流波形から放電機構の解明を試みた.実験回路に直列接続された抵抗の値が小さい場合,連続的放電の電解質のスペクトル強度はパルス状放電より大きくなる.また,抵抗の値が大きくなるにつれて連続的放電の電解質のスペクトル強度は小さくなるにも関わらず,窒素のスペクトル強度は抵抗値に依らず大きく変化しない.

  • 川口 翔大, 迫田 達也, 三宅 琢磨, 阿嘉 良昌, 安食 富和, 深野 孝人
    セッションID: 01-1A-09
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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     近年,電力機器の外被材として絶縁性能と耐候性に優れ,且つ軽量であるシリコーンゴム等のポリマー材料の適用が進んでいる。しかし,ポリマー材料は有機物であるため,ポリマー表面の放電現象や環境ストレスによる劣化が危惧されている。加えて, 国内外において直流課電と交流課電による絶縁特性への影響の違いを比較したデータはほとんど存在しない。本報では、複数回の放電がポリマー材料の絶縁性能に与える影響を評価することを目的とし湿潤フラッシオーバ(flashover:F.O.)試験を複数回行い、耐電圧特性評価を行うとともにF.O.に至るまでの過程を観測し交流課電時と直流課電時の結果と比較・検討した結果について述べる。

  • 中村 友哉, 迫田 達也, 有元 慎太郎
    セッションID: 01-1A-11
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    電力安定供給の重要な役割を担っているCVケーブルは、製造技術の進歩により、CVケーブル本体における事故は年々減少している一方で、中間接続部・機器直結端末において絶縁不良による停電事故が発生している。そこで著者らは、CVケーブルの接続部の経年劣化に着目し、経年に伴う接続部絶縁体(エチレンプロピレンゴム:EPゴム)の吸湿・吸水現象及び電気的特性の変化を把握することを目的としている。本報では、テストピース(EPゴムシート)で吸水・吸湿させた試料の絶縁特性を評価することとした。具体的には、絶縁破壊強度と吸水量の相関を評価することとし、どの程度の吸水・吸湿があった場合に絶縁抵抗が低下するか検証した。

  • 別府 拓哉, 荒岡 信隆, 高村 紀充, 浪瀬 雅也, 浜野 大輝, 花井 正広
    セッションID: 01-1A-12
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    近年3Dプリンタの技術が進歩を遂げ、3Dプリンタによりエポキシ樹脂の造形物を製造できるようになっている。3Dプリンタにより、従来不可能であった形状の造形物を製造し、優れた絶縁特性を持つ絶縁物が製造できる可能性がある。しかし、3Dプリンタを用いて製造したエポキシ樹脂の電気的特性についてはほとんど調査されていない。そこで、本論文では光造形方式を用いて製造した3D造形エポキシの絶縁破壊特性を調査し、注型エポキシと比較した結果を報告する。

  • 鴨田 将一, 阿部 凌太, 白石 智也, 大塚 信也, 西 孝裕樹
    セッションID: 01-1A-13
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    炭素強化繊維プラスチック(CFRP)積層材料を航空機に使用する場合、所望の形状やサイズに切断する時に、その端部の切断面には炭素繊維が露出された状態になる可能性がある。落雷時にこの素繊維先端部で放電(エッジグロー)が発生すると、燃料タンク内であれば航空機の安全性に影響を与える着火源となる可能性がある。本論文では、大気中で端面処理がされていないCFRP供試体に雷インパルス電流を印加しエッジグローを発生させ、その発光をデジタルカメラで撮影した。取得した発光像を画像処理することによってエッジグローの発光強度および発生箇所についてノイズの影響とあわせて検討を行った。

  • 辛嶋 一樹, 下津 龍生, 浪平 隆男, 王 斗艶
    セッションID: 02-1A-01
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    ナノ秒パルス放電は、エネルギー効率の面において、オゾン生成、水処理、ガス処理などに有用であることが知られている。先行研究として、応用における大容量放電処理を行うために、パルス幅5 ns、特性インピーダンス12.5 Ωの低インピーダンスナノ秒パルス電源が開発された。その際、ナノ秒パルス形成線路内の誘電体はシリコーンオイルからエチレングリコールへ、線路長は500mmから125mmへ、スイッチの構造は自爆型から沿面放電型へと変更された。本報告ではこの12.5 Ωナノ秒パルス電源の特性評価を適切に行うために、その計測器となるB-dotプローブ、D-dotプローブを作製した。

  • 佐々木 貫至, 生駒 大地, 飯田 脩平, 浪平 隆男, 王 斗艶
    セッションID: 02-1A-02
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    ナノ秒パルス放電によるオゾン生成は,従来に比べて高エネルギー収率で生成可能であるという利点がある.しかし,その一方で,生成オゾン濃度が40g/m³で飽和するといった課題を抱えており,その原因として,リアクタ内ガス温度上昇に伴うオゾン熱分解反応の促進が推測される.そのため,本研究では,オゾンの熱分解反応の抑制を目的として,リアクタ条件の最適化を進めており,今回は,リアクタ内で発生した熱をリアクタ上部へ効果的に逃がす構造として,これまで横置きで用いていた同軸円筒リアクタを縦置きとして用い,その際の原料ガスの注入方向と生成オゾン濃度の関係について調査を行った.

  • 大石 一貴, 泉野 彰久, 児玉 伸太郎, 王 斗艶, 浪平 隆男
    セッションID: 02-1A-03
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    原油の採掘時に大量に生産される随伴水の処理が問題になっている。随伴水は,高濃度難分解性有機化合物が多種含まれているため,既存の処理方法では処理が困難である。そこで,ヒドロキシラジカル等の活性酸素種を利用した促進酸化処理が注目されている。その中でも,ナノ秒パルス電源によるナノ秒パルス放電は,放電形態がストリーマ放電のみで構成されるため,非常に高い効率で活性酸素種を生成できることが実証されている。本研究では,導電率の影響を受けにくい水滴噴霧型リアクタを用いて,随伴水の処理を行った。

  • 山本 遥太, 古里 友宏, 是枝 弘行, 山下 敬彦
    セッションID: 02-1A-04
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    近年,水上沿面放電を用いた水処理技術が注目されており,放電によって生成されるOHラジカルが汚水中に含まれる難分解性物質の分解に有効とされている。しかし,OHラジカルの生成に深く関わっていると考えられる水と放電の接触面積については未だ良く分かっていない。そこで我々は,電圧電流波形による水と放電の等価的な接触面積の評価法を提案した。本研究では,水の導電率を変化させて,溶液面上のパルス放電の広がりと,提案した方法を用いた放電と水の等価接触面積の計算を行った。その結果,次のことを明らかにした。放電の最大進展長と接触半径はともに印加電圧の増加に対して直線的に大きくなり,水の導電率の増加に対して小さくなった。

  • 柿原 諒, 小宮 慎二, 林 則行, 梶原 寿了
    セッションID: 02-1A-05
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    世界各地で起きている自然現象の中に「球雷(火の玉)」と呼ばれる現象がある。我々は,その電解質溶液(炭酸水素ナトリウム水溶液)沿面でのパルス放電によって発生する疑似的な球雷を対象に,発生メカニズムや性質の解明を目的として研究を行っている。この講演では,今までの実験結果をもとに行っているその挙動についての定性的な評価の結果を述べる。

  • 堀江 響, 迫田 達也, 久保 克隆, 水谷 学, 深野 孝人
    セッションID: 02-1A-06
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    ギャップ付避雷器等の大気圧放電を有効利用した電力機器においては、動作目的、特性に合わせて放電を精度良く制御できることが望ましい。一般に、放電ギャップを形成する際はギャップ長を保持するための絶縁スペーサが必要であるが、この設置によってギャップ電極と絶縁スペーサ近傍に高電界部が形成される。そのような高電界部は局所的であり、部分放電の初期電子の放出源として知られている。そこで、本論文では、ギャップ電極の形状の違いが雷インパルス放電のV-t特性にどのような影響を与えるのかを求めるとともに,ラウエプロットによりインパルス放電路中の電子数密度を評価した。

  • 青柳 大地, 佐々本 凌, 生澤 泰二, 西嶋 喜代人
    セッションID: 02-1A-07
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    炭素繊維強化プラスチック(CFRP)は機械特性が優れているだけでなく、軽量であることから、航空機や建設物など広い分野で利用され始めている。一方で、CFRP材料を利用した産業物が屋外で使用される場合、落雷などに対する電気的特性を把握する必要がある。しかしながら、それらの研究については未だ少ない。特に、急峻インパルス電圧をCFRP遮蔽板に印加した場合、遮蔽板下面で発生する放電現象については例がない。本研究では、大気圧乾燥空気中短ギャップ間にCFRP遮蔽板を挿入して、正負極性急峻インパルス電圧を印加した。そして、CFRP遮蔽板下面で発生した放電現象の測定を行った。

  • 兵頭 歩, 河村 勇太, 王 斗艶, 浪平 隆男
    セッションID: 02-1A-08
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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     近年、ZnOが注目を浴びている。ZnOは微粒子として利用されることが多く、粒子の形状や粒径によって、UVカット化粧品や亜鉛華軟膏(医薬品)への応用が展開されている。 従来の微粒子生成方法は様々あるが、プロセスが複雑や生成量が極めて少ないなどの課題を抱えており、近年、新たな微粒子生成方法として、パルスアーク放電プラズマ法が考案された。この方法は酸素(O2)を充填した亜鉛(Zn)製平行平板電極間へ高電圧パルスを印加することで、アーク放電を発生させ、ZnO微粒子を生成する。本研究ではパルスアーク放電プラズマ法で生成したZnO微粒子と市販されているZnO微粒子について、分光光度計及び蛍光分光光度計により、その分散性及び蛍光特性の比較を行った。

  • 白浜 優吾, 川小根 光輝, 三宅 琢磨, 迫田 達也, 瀬戸口 誠
    セッションID: 02-1A-09
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    地中配電設備は導入されてから30年以上が経過しており、高経年設備の絶縁劣化が懸念される。しかし、劣化診断技術は確立されておらず、現状の設備保全に関しては主に外観の点検のみにとどまっている。そこで、使用限界までの設備の有効活用と事故の未然防止の観点から地中配電設備の絶縁劣化診断技術の確立に向け、地中開閉器塔に使用されるモールド変圧器の部分放電メカニズムの解明を実施する。本報では、モールド変圧器の巻き線層間に存在するボイドを模擬した模擬試験片を用いてヒートサイクル試験を行い、放電頻度と温度の相関関係を明らかにした結果について述べる。

  • 山崎 翔太, 荒岡 信隆, 高村 紀充, 井上 大輔, 古賀 啓太郎, 花井 正広
    セッションID: 02-1A-11
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    電力機器の小型・軽量化を実現するために必要な電界緩和技術の一つとして、我々は、非線形抵抗特性を有する酸化亜鉛(ZnO)に着目し研究を行っている。ZnOをエポキシ樹脂に充填し、高圧側と接地側を完全に短絡させないZnO経路を形成させた材料については、報告例が少ない。本論文では、エポキシ樹脂中に埋め込んだ針電極と接地平板電極を用いて、3種類の異なる充填率でZnOを充填したエポキシを作製し、破壊電圧特性を調査・比較した。

  • 橋本 竜之介, 花本 剛士
    セッションID: 03-1A-02
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    近年、パワーエレクトロニクス技術の進歩により、モータの可変速駆動や高精度化等、制御に対する技術の要求が高まっている。それに伴い、制御演算の複雑化や大容量化が生じてしまい、従来のMPUによる制御系ではリアルタイム性の確保が困難となる場合がある。そこで、本研究ではリアルタイム性を維持しつつ複雑な制御演算を含むモータの制御システムを構築する為、高速演算が可能なFPGAを用いて制御演算のハードウェア化を行っている。今回はMPU とFPGAがワンチップ化された高機能FPGAを用いて、モータ制御系開発環境の構築を行った。MPU とFPGAの特性を活かすことで、指令値の変更や演算途中の値の読み取りを実現し、その有用性を確認したので報告する。

  • 福島 惇, 花本 剛士
    セッションID: 03-1A-03
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    近年、高速で高精度な制御に対する要求が高まっており、制御器の設計は重要になっている。電動機の制御器のパラメータ調整には様々な手法が提案されているが、それらの多くが複数回の実験を必要とし、時間やコストの増加という課題がある。そこで本研究では擬似参照信号反復調整法(FRIT)と呼ばれる手法を用いて、一度の閉ループ実験により得られた入出力データのみを用いて、オフライン上で2自由度速度制御器のパラメータ調整を行った。また、外乱応答を擬似的に移動させて目標値参照信号と同様に扱うことで、目標値応答と外乱応答を同時に設計手法を提案する。本手法の有用性をシミュレーション上で検証したのでその内容を報告する。

  • 前田 倖
    セッションID: 03-1A-04
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    永久磁石同期電動機は小型で高効率な特性のため家電製品から産業機器まで幅広く用いられていると同時に、さらなる小型化等の産業界からの要望を満たすべく位置検出器を取り払うセンサレス制御が求められている。ここでは高調波重畳方式が使用できない表面界磁永久磁石同期電動機(SPMSM)の始動方法について考察を行った。SPMSMを直流励磁し、その際に休止相に誘起する電圧を、非線形オブザーバ手法を用いた推定誘起電と比較する方法に着目した。供試機を用いた実験にて測定誘起電圧と推定誘起電圧の比較方法を工夫することで、正負90°の範囲においては逆転なしでの始動を実現したので報告する。

  • 前畑 星斗
    セッションID: 03-1A-05
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    マトリックスコンバータとは,交流電力を直接任意の周波数・大きさの交流電力へ変換できる電力変換器であり,従来使われてきた大容量平滑コンデンサを介して接続したコンバータとインバータの電力変換システムが持つ小型化が困難,高調波電流の発生等の問題解決が可能である.本研究では,複雑な制御系の構築をより効率的に行う為,MATLAB/Simulink上にSystem Generatorブロックを用いて制御部分を作成し,実システムに近いシミュレーションを行うことで開発時間の短縮を図っている.今回は,シミュレーション時間短縮のためFPGAとのハードウェア協調シミュレーションを行い,その結果を検証し,その有用性を確認したので報告する.

  • 毛利 真之, 花本 剛士
    セッションID: 03-1A-06
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    従来の電圧形インバータを用いた直流/交流変換では、正負の二値(2レベル)のみで交流変換を行っているため、所望の電圧周波数以外の成分(THD)を多く含んだ電力変換となる。THDは精密機器の誤動作や電力系統の不安定化などの要因となるため一般的にはフィルタによる低減策が多く見受けられる。モジュラーマルチレベルインバータ(MMLI)もその対策の一つとなり得るが現状の対策と比べ費用対効果が薄いため一般的には普及していない印象を受ける。そこで本研究では出力電圧の高分解能を実現するため、直流電源圧比が1:3:9の階調型MMLIを提案し、その有用性を検証したので報告する。

  • 小坪 俊勝, 山内 辰浩, 大塚 信也
    セッションID: 04-1A-01
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    著者らはこれまで、SHF帯までのPD電流パルス波形を正確に測定できる超広帯域測定装置(SHF_PDPW装置)を構築し、SF6ガスSF6代替ガスおよび絶縁油中、さらには固体絶縁物(XLPE)中での放電現象を検討しており、XLPE中の部分放電(PD)現象が8GHz程度までの高周波成分を有することを明らかにしている。本論文では、SHF_PDPW装置により計測したボイドを有する針刺しXLPEモデルサンプルにおけるPD電流パルス波形を用いて、PD放射電磁波の電力ケーブル内の伝搬特性を、電磁波信号の減衰特性や伝搬モード特性の電力ケーブルの太さ依存性についてUHF法による診断の観点からFDTD法を用いて検討した。

  • 小原 広希, 田上 剣汰, 大塚 信也
    セッションID: 04-1A-02
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    次世代の電気エネルギーシステムは、高い信頼性や絶縁診断技術の高度化が求められており、人やヘリコプターによる電力機器の点検の代替案としてドローンの活用が検討されている。筆者らは、飛行状態ドローンからwifi通信による2.4GHzの放射電磁波が出ていることを確認している。ドローンを用いた部分放電(PD)の検出や診断を行う場合、特に、UHF法と呼ばれるUHF帯である300MHz~3GHzの放射電磁波を対象とする場合、ドローンからの放射電磁波がPD検出に影響を及ぼす可能性がある。本研究では、飛行状態ドローンの電磁ノイズ環境下においてSF6ガス中部分放電(PD)の放射電磁波を測定し、PD信号の検出特性を検討した。

  • 岡 龍誠, 星野 光一朗, 井上 卓, 河野 晋, 石丸 智士
    セッションID: 04-1A-04
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    色素増感太陽電池は,従来のシリコン系太陽電池に比べて材料および製造工程の面から低コスト化が可能であり,次世代太陽電池として期待されている.しかし,エネルギー変換効率が10%を若干上回る程度で,実用化にあたっては更なるエネルギー変換効率の改善が望まれる.また近年,材料分野において,表界面の改質を目的とした大気圧プラズマ技術が注目されており,応用技術への展開が期待されている.本研究では,色素増感太陽電池の光電極に用いられる酸化チタン膜に対して,大気圧プラズマ処理を施し,エネルギー変換効率などの諸特性にどのような効果が得られるか検討を行った.

  • 星野 光一朗, 岡 龍誠, 井上 卓, 河野 晋, 石丸 智士
    セッションID: 04-1A-05
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    色素増感太陽電池は電気化学的な構造を持ち,材料および製造コストの面から低コスト化が可能であるとして,次世代太陽電池として期待されている.しかし,色素増感太陽電池には電極の一部(対極)に白金が用いられており,実用化にあたっては,白金に替わる安価な材料を用いることが望まれている.そこで,本研究では白金の代替材料としてカーボンを用いて対極を構成し,その影響について検討を行うとともに,近年,材料分野において,表界面の改質に効果があるとして注目されている大気圧プラズマ技術をカーボン対極に適用し,その効果について検討を行った.

  • 金山 和樹, 鳥原 亮, 林 則行, 大坪 昌久
    セッションID: 04-1A-06
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    近年、雷の発生した夜にPCS停止などの不具合が確認されている。この不具合は太陽電池モジュールの雷光による短時間の発電に起因する可能性がある。本研究では太陽電池モジュールへの雷光の影響を調査することを目的としている。そこで雷光のようなごく短時間の発光を模擬したキセノンストロボスコープのパルス発光を用いて太陽電池モジュールに照射した。実験で測定した結果から照射した時の太陽電池モジュールの短絡電流で振動が生じていた。今回は発生した振動の振動回数と振動周期について調べ、発生する振動の傾向について調査したので、その結果を報告する。

  • 新垣 翔太, 今坂 公宣
    セッションID: 04-1A-07
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    酸素雰囲気中でバリア放電を発生することでオゾンを生成し、カーボンナノチューブ(CNT)を酸化処理することでCNTの表面改質を行った。表面改質状態をFTIRおよびXPSで分析することにより水分散しやすいカルボキシル基の導入を確認した。また、表面改質CNTを固体高分子型燃料電池の電極材料に用いた4種類の電極を作製し、動作特性実験を行った。その結果、未処理のCNTよりも表面改質CNTの方が高い出力を得ることができ、特に水素極側に表面改質したCNTを用いることが一番良い出力を得ることができた。これは水素極に表面改質したCNTを用いたことで燃料である水素がより反応し、出力が向上したと考えられる。

  • 川畑 俊彦, 楠原 良人, 新田 敦司, 永田 亮一, 橋口 尭史
    セッションID: 04-1A-08
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
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    災害時におけるこれらの電源確保には,自立型電池電源は欠かせないものとなっている.従来の化学電池は,液漏れ,発火等の危険性があり,廃棄電池による環境破壊も報告されている.本研究では,これらの課題を解決するために水素発生を抑制したマグネシウム空気燃料電池(MAFC)を開発した.本稿では,水素抑制したMAFCの発電原理と従来装置との優位性について触れ,発電特性について市販の金属空気電池との比較・検討を行ったので報告する.

  • 渡邊 龍, 田島 大輔, 関谷 勝幸
    セッションID: 04-1A-09
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    多くの用途に利用される鉛蓄電池であるが,使い続けていると主に負極の鉛が硫酸と反応し,硫酸鉛を生成するサルフェーションという現象が発生する。生成された硫酸鉛は最終的に硬質化し,導電性を低下させ,寿命を迎えさせる大きな要因となっている。本研究では化学的方法から添加剤を用いて,硫酸鉛を分解し,劣化を抑制することが目的である。交流インピーダンス法から内部抵抗を測定し,CV法から電流と電位の関係性より電極表面における電気化学反応をみた。その結果,高粘度の添加剤ほど電解液の導電性が高く,内部抵抗が低下することとなった。高粘度の添加剤に着目し,成分を調べることで延命化に有効な成分を検討していく。

  • 平野 雅貴, 江口 卓弥, 北崎 訓, 田島 大輔
    セッションID: 04-1A-10
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    近年,短時間で充放電できメンテナンスが容易な電気二重層キャパシタが注目を集めている。プラズマによる表面処理に着目し,酸素プラズマが活性炭電極にどのような効果をもたらすのかを検討することが本研究の目的である。活性炭粉末に酸素プラズマを照射し,活性炭電極を作成後,CV法により静電容量を測定した。酸素プラズマを照射する条件である高周波電源の出力,処理時間,酸素の圧力,電極間距離を変化させ,実験を行った。実験を行った結果,高周波電源の出力40W,処理時間1時間,酸素の圧力40Pa,電極間距離13cmの場合が最適条件だと判明した。

  • 伊藤 亘, 境 伶王, 齊藤 勝彦, 田中 徹, 郭 其新
    セッションID: 05-1A-01
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    ワイドギャップ半導体であるGaNは光デバイス等に広く応用されている.現在の成長方法の主流である有機金属気相成長法や分子線エピキタシー法により高品質なGaNが得られるが,本研究では低コスト低温成長が可能なRFスパッタリング法を用いたGaN薄膜成長に注目した.GaN成長は従来からサファイア基板が主に使われているが切断することが困難な上導電性がないのが欠点である.本研究では応用上の優位性への期待等を背景にGaAs(100)基板を使用する.RFスパッタリング法によりGaAsをターゲットに使用しGaAs(100)基板上にGaN薄膜を作製し評価を行うことを目的に研究を行った.

  • 森 龍, 齊藤 勝彦, 田中 徹, 郭 其新
    セッションID: 05-1A-03
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    希土類元素の殻内遷移を利用した発光は、同一母材から複数の発光色を得ることができる新たな発光素子応用として期待されている。光デバイス化にあたり発光効率が重要な要素となるが、添加する半導体材料のバンドギャップがより大きい程、希土類に起因する発光効率が向上することが報告されている。本研究では新たな母材として、バンドギャップが約4.9 eVと大きく、熱的・化学的安定性に優れ、高い発光効率が期待できるGa2O3に着目し、Tmを添加した薄膜をsapphire及びp-GaAs(111)基板上へPLD法を用いて其々の成長条件でエピタキシャル成長を試みた。得られた試料は、X線回折、分光光度計、原子間力顕微鏡、反射高速電子回折等を用いて評価した。

  • 瀬川 隆央
    セッションID: 05-1A-05
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    RF帯からミリ波帯まで対応した、ベクトルネットワークアナライザの最新機能や最新機種を紹介します。

  • 森 賢太郎, 高 炎輝, 堂薗 浩, 村松 和弘, 関 偉民, 陳 柏超
    セッションID: 06-1A-01
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    インバータ電源に接続された電気機器の損失解析では,磁壁の移動によって生じる異常渦電流損を考慮する必要がある.そのため,ピンニング効果により磁壁が歪む時間的に変化するボウイングを数値解析モデルで考慮した異常渦電流損モデリング方法を提案し,無方向性電磁鋼板で印加最大磁束密度が1Tでの鉄損値とカタログ値を比較し,この方法の妥当性が示されている.本研究では,本モデリング方法を無方向性電磁鋼板で印加最大磁束密度が変化した時の妥当性を検討した.高磁束密度のとき,本モデリング方法はそのまま適用できないことがわかった.今後は,本モデリング方法において高磁束密度にも適用できるように改良する予定である.

  • 草野 大輔, 高 炎輝, 村松 和弘, 堂園 浩
    セッションID: 06-1A-02
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

     方向性電磁鋼板を用いた積層鉄芯を含む電気機器の鉄損を低減するためには,磁界解析が有効である.これまで我々は,方向性電磁鋼板を用いた簡易な鉄損計算法として,単相の場合,印加磁界が最大の瞬間の静磁界解析を行い,得られた磁束分布と実測で得られた鉄損曲線を用いて鉄損を計算していたが,この方法では回転磁界による鉄損増加が考慮できない.そこで今回,時間領域で一周期分の静磁界解析を行い,磁束が最大となる瞬間の磁束密度とそれに垂直な成分の最大磁束密度を用いることで,回転磁界を考慮した鉄損計算法を提案する.さらに,バルブ型可飽和リアクトルに適用することにより,従来の鉄損計算法との比較を行った.

  • 窪田 涼介, 大山 和宏
    セッションID: 06-1A-03
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

     誘導機(IM)センサレス制御法として,高周波電圧信号を制御磁束軸に重畳した場合に,磁気飽和の生じる二次磁束軸とその影響を受けない直交軸において,インピーダンスが異なることを利用して二次磁束位置を推定する手法が報告されている。その報告では,磁気飽和のインピーダンス特性への影響をFEM解析と実験により検討している。 本稿では,測定精度向上のために理想電圧源を用いて,IMの高周波電圧重畳による磁気飽和時のインピーダンス特性を測定したので報告する。具体的には,IMを無負荷・ゼロ速運転及び低速回生・零周波数運転する状態において,各種の電圧レベル及び周波数成分を重畳した場合のインピーダンス特性を測定する。

  • 秋山 祐一郎, 山本 吉朗, 篠原 篤志
    セッションID: 06-1A-04
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    自励式誘導発電機(SEIG)は速度変動により出力および周波数が大きく変動するため,入力を一定に保ち,定格速度付近で発電させることが一般的である。そのため,機械入力や回転数が不十分な環境で検討した報告はほとんどない。そこで本論文では,SEIGの数学モデルを用いてシミュレーションを行い,低速駆動時における発電特性を検討した。また,著者らはこれまでにスイッチを用いた簡単な負荷制御を提案していたが,この制御には,実験から得られた発電特性が必要であった。今回,この発電特性を用いることなく,SEIGの数学モデルから得られる発電可能条件を用いて制御を行ったので,その発電特性についても合わせて報告する。

  • 大久保 照二
    セッションID: 06-1A-05
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    高電圧大容量化の進んだ油入変圧器は,絶縁油中の加熱,油浸個体絶縁物の加熱,絶縁油中の放電等の異常によって発生する主なガス成分は知られているため,これらのガス量を分析することによって異常を判定する手法が広く利用されている。変圧器等の絶縁油中ガス分析は,保全基準により点検周期が決められており,判定結果により追跡調査を実施している。 油中ガス分析結果をトレンド解析し,ガス量の進展状況を把握・想定することで異常のない機器の油中ガス分析周期延伸を検討することが研究目的である。本稿では現在稼働中のそれぞれ製造後30年及び50年経過している主要変圧器2台のガス分析トレンドから特徴を明らかにする。

  • 村上 僚太, 柿木 稔男, 高田 昂季, 山口 仁
    セッションID: 06-1A-06
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    二次電池で動作する省エネルギー、低コスト、低公害の小型の磁気浮上搬送装置の研究をしている。本装置の磁気浮上体の特徴は、浮上用磁石に永久磁石を組み込んだ複合磁石を用いている。これを浮上体の4点に設置し、少ない電力で安定浮上させることに成功しており、本研究では磁気浮上体を非接触で軌道を切り替える研究を行うことを目的としている。本実験では磁気浮上搬送装置に分岐用電磁石を実装し,電磁石の吸引力特性や軌道の切り替え実験を行った。実験の結果、目標とする吸引力が得られ、製作した分岐用電磁石で手押しでの軌道切り替え実験に成功した。

  • 高田 昂季, 柿木 稔男, 村上 僚太, 山口 仁
    セッションID: 06-1A-07
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    小型で省エネルギーの磁気浮上搬送装置を研究開発している。安定浮上に成功しているためリニアスイッチドリラクタンスモータ(LSRM)を用いた推進機構の動的実験を行ったので報告する。浮上装置の二次鉄の厚さを変えた場合の推進力および慣性力の比較実験を行い測定値からLSRMの設置間隔を検討した。推進力測定ではLSRMが浮上装置を引き付けたときの重さ[gf]を測定した。慣性力実験では浮上装置を推進させ、設定した地点まで近づいたらLSRMの電流を0にし、その後に推進した距離を測定した。実験の結果、LSRMの適当な設置間隔はおよそ20cmであった。

  • 水間 健仁, 武居 周
    セッションID: 06-1A-08
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    本研究では、領域分割法に基づく時間調和渦電流解析の部分領域問題の直接解法に関する検討を進めている。本問題は、部分領域問題で解かれる方程式が複素対称特異行列となることから、一般にICCOCG法などの反復法が選択される。一方で、反復法に基づき求解する部分領域境界間のつり合い解析の収束性は、部分領域問題の解の高精度化により改善可能であるが、反復法の打切り誤差が解に含まれるため困難である。そこで本研究では、部分領域問題に対してムーア・ペンローズの一般逆行列を用いた直接法の導入に関して検討を進めている。本講演では、複素対称特異行列の直接解法に関する基礎検討および領域分割法への導入手法に関して発表する。

  • 小倉 柊人, 山里 将朗, 比嘉 晃
    セッションID: 07-1A-01
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    水素化アモルファス窒化炭素 (a-CNx:H)薄膜は、主に炭素原子と窒素原子で構成されており、炭素の未結合手に水素が結合したアモルファス(非晶質)の材料である。特徴としては高硬度、低誘電率、化学的に不活性、高い光伝導性などがありこれらの特徴から、ハードディスクの表面保護や工具の保護膜、切削工具などに応用されている。またa-CNx:H薄膜にヨウ素ドーピングを施すことで光学ギャップや電気抵抗率の減少が確認されており、電子デバイスへの応用も期待される。本研究では、成膜条件を変化させて作製した膜に対して、ヨウ素ドーピング後の電気的特性の評価について報告する。

  • 松堂 功介, 山里 将朗, 比嘉 晃
    セッションID: 07-1A-02
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    抵抗変化型メモリ(ReRAM)は電圧の印加により電気抵抗が変化する特性を利用した記憶素子である。絶縁膜を金属電極で挟んだシンプルな構造となっており、微細化、大容量化が比較的容易であり、動作速度にも優れている。そのため、次世代不揮発性メモリとして注目されている。一般に、ReRAMの絶縁層として金属酸化物などが多く用いられているが、本研究では、絶縁層として水素化アモルファス炭素(a-C:H)薄膜を用いたCu/a-C:H/Pt/Si 素子を作製し、その電気的特性について報告する。

  • 今村 優希, 宇留島 侑希, 武田 和大, 新田 敦司
    セッションID: 07-1A-03
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    現在,一般的に使用されるITO透明導電膜はフレキシブル性に乏しい.そこでITOの代替材料としてPEDOT:PSSに着目した.著者らはインクジェットプリンタを用いてフレキシブルな透明導電膜の作製を行っている.これまで基板のUV/Osub3/sub洗浄,熱処理及び極性溶媒の塗布が薄膜に有効であることがわかっている.また溶媒をエタノールからDMSOにすることで電気的特性の改善が行えた.しかし膜表面の凹凸による影響が課題となった.本報告ではDMSO含有インクを用いたPEDOT:PSS薄膜に極性溶媒の塗布と熱処理に関する検討を行うことで表面粗さと電気的特性の改善を目指す.

  • 石居 拓也, 吉田 裕則, 今崎 克哉, 加来 司, 西田 貴司
    セッションID: 07-1A-04
    発行日: 2017/09/19
    公開日: 2019/06/29
    会議録・要旨集 フリー

    近年、センサ・通信モジュールといったIoTデバイスでの低消費電力化、電源確保のためにPZTのような強誘電体(圧電体)薄膜を用いた振動発電機、強誘電体メモリが期待されている。強誘電体膜応用での重要な課題として、本研究では強誘電体の電極や下部層であるPt膜のナノレベルでの成長制御に取り組んだ。スパッタ法によりサファイア原子レベル平坦面上にPtナノ膜を成長させ、温度依存性を調べた。その結果、エピ成長と成長方位に加えて、600℃での高品質成長が確認できた。さらに表面近傍にフィルタ板を配置することで10 nm程度の均一なPtナノ結晶が得られることがわかった。Ptナノ結晶とPZTの積層化が今後の課題である。

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