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学生コラム「ISTラウンジ」

本研究科在学生のコラムです。日頃の学生生活の中で感じたことや考えたことなど,さまざまな話題をお届けします。

「パワーエレクトロニクス技術による環境負荷の低減」

写真:野村 譲さん

システム情報科学専攻
システム融合学講座
電気エネルギー変換研究室 博士後期課程2年
松﨑 達也
(茨城県 石岡市出身、2013年度入学)

現在,電気エネルギーは,水や空気と同様に私達が生活していく上で必要不可欠なものとなっています。その中で,パワーエレクトロニクス技術は,電力用半導体デバイスのスイッチング動作を基本に,この電気エネルギーをアプリケーションに適した電圧・電流・周波数になるよう高速・高精度に制御する技術です。そのため,パワーエレクトロニクス技術は省エネルギー実現のためのキーテクノロジーとなっています。私達の電気エネルギー変換研究室では,電力変換・制御技術・モータ開発等のパワーエレクトロニクス技術に関する研究をしています(図1)。

私は,500 kW以上の大容量・高速モータ(回転数は数万rpm以上)をベアリングレスモータで実現するための研究を行っています。近年,500 kW以上の大容量モータを用いた大型のターボ機械(現在は10000 rpm以下が主流)などを小型化・低コスト化するために,大容量モータを高速化することが強く求められています。そこで,回転子を電磁力により完全非接触で浮上回転させることができるベアリングレスモータは,無摩擦・無潤滑で回転子を回転でき,大容量モータの高速化のために非常に有用です。私の研究では,電磁界解析により設計を行い,設計したものを実際に試作・試験しています(図2)。また,実験・測定を行うために必要な冶具製作なども自分で行います。そのため,どうすればモノが作れて,動かせ,測定できるのかということまで経験できます。

研究室全体として,「モノづくり」を重視しており,コンピュータシミュレーションだけではなく,実際に実験装置を試作し,実証試験を行います。実際にモノを動かしてみて初めて分かることもたくさんあります。加えて,企業との共同研究テーマも多く,比較的製品開発に近い研究も行っています。

そして,学会発表では,国内だけでなく海外の学会にも積極的に参加し,研究だけでなく,色々な意味で外の世界を知る機会を多く得ることができます。

(2015/02/26)

図1:実空間と異なる背景におけるCGの衣服の仮想試着結果 図2:研究室旅行でのハイキングの集合写真
図1 電気自動車(コンバートEV) 研究室で開発したレアアースフリーの50 kWモータを搭載 図2 (左)試作機 (右)ドライブシステム

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