一線式によるデータと電力同時伝送システムとSmart EMCへの適用研究

采用单线系统的同步数据和电力传输系统及其在智能 EMC 中的应用

• 批准号: 21K04043
• 负责人: 都築 伸二
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04043/
• 关键词: 電磁環境の認識; 雑音の抑圧制御; クレーンワイヤ; 電力伝送; G3-PLC; 磁気飽和; 高調波ノイズ; 線路推定結果の2次利用; トラッククレーンのワイヤ; Controller Area Network

研究の目的：これまでできなかった稠密な電磁環境のモニタリングが，IoT(Internet of Things)によって可能となることに着目した研究である。従来のEMC技術は単に電気機器単体で，かつ出荷時の性能を担保するに留まっていた。しかし，IoTを利活用すれば自身の経年劣化や故障に伴う障害発生を抑えたり，EMC規格は満たしていても所要SNRを満足していない状況を改善できるはずである。対象としている車載クレーンのワイヤーロープを用いた情報と電力の同時伝送システムでは，滑車（シーブと呼ぶ）を介してワイヤーロープが電気的にループ回路を形成することに着目し，筆者らが考案した一線式PLC(Power-Line Communication)システムを適用している。これは，通常のPLCとは異なる電流駆動型であり，かつワイヤとはトランスを利用した非接触であるため，ワイヤーロープ通信にも適しているためである。今年度は，筆者らのシナリオにおいて，最大可能受電電力を推定するためのシミュレータを作成し，実測値と一致するか検討した。またこの時に発生する伝導雑音を測定し，シミュレーションできるかを検討した。研究実施方法と結果：送電側に理想パワーアンプを挿入し，また受電側に力率改善コンデンサを挿入したとき，ワイヤー長30m において最大78W受電できるはず（理論限界値）であることをシミュレーションで求めた。実際に使用できるパワーアンプにシミュレーン条件を合わせたときは73Wであり，実測値と一致した．また，実用時に用いる予定の矩形波による電力伝送の際に磁気飽和によって発生する伝導雑音の各高調波振幅の増大傾向を数値で近似できることを明らかにした．ただし，その高調波がPLC（G3-PLC規格準拠）装置に及ぼす影響については，トランスの磁気飽和を許容する場合でもEMC的な問題は生じなかった。

の study aim: こ れ ま で で き な か っ た dense な electromagnetic environment の モ ニ タ リ ン グ が, IoT (Internet of Things) に よ っ て may と な る こ と に with mesh し た research で あ る. Youdaoplaceholder0 comes from <s:1> EMC technology 単に 単に electrical machine 単 body で, で まって at load time <s:1> performance を guarantee するに reserve まって た た た た. し か し, IoT を, use す れ ば itself の 経 degradation in fault に with や う handicap of 発 raw を え suppression た り, EMC specification は against た し て い て も to SNR を against foot し て い な い を in improving で き る は ず で あ る. Like と seaborne し て い る on-board ク レ ー ン の ワ イ ヤ ー ロ ー プ を with い た intelligence と power の 伝 at the same time send シ ス テ ム で は, block (シ ー ブ と shout ぶ) を interface し て ワ イ ヤ ー ロ ー プ が electric 気 に ル ー プ loop を form す る こ と に mesh し, The author ら が test case し た Line type PLC (Power Line Communication) シ ス テ ム を applicable し て い る. こ れ は, usually の PLC と は different な る type current 駆 で あ り, か つ ワ イ ヤ と は ト ラ ン ス を using し た non-contact で あ る た め, ワ イ ヤ ー ロ ー プ communication に も optimum し て い る た め で あ る. Our は ", the author ら の シ ナ リ オ に お い て, most likely by the electric power を presumption す る た め の シ ミ ュ レ ー タ を し consummate, be measured numerical と consistent す る か beg し 検 た. When ま た こ の に 発 raw す る 伝 guide 雑 を determination し, シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で き る か を beg し 検 た. と be applied approaches to the study results: sending end に ideal パ ワ ー ア ン プ を scions into し, ま た に power by electricity rates improve コ ン デ ン サ を scions into し た と き, ワ イ ヤ ー 30 m long に お い て 78 w by the largest electricity で き る は ず (theory on limit numerical) で あ る こ と を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で o め た. Be interstate に use で き る パ ワ ー ア ン プ に シ ミ ュ レ ー を ン condition わ せ た と き は 73 w で あ り, be measured numerical と consistent し た. ま た, be unavailable に with い る designated の rectangular wave に よ る power 伝 send の interstate に magnetic 気 saturated に よ っ て 発 raw す る 伝 guide 雑 の various high-profile wave amplitude の raised major tendency を the numerical approximate で で き る こ と を Ming ら か に し た. た だ し, そ の high-profile wave が PLC (G3 - PLC specification must 拠) device に and ぼ す influence に つ い て は, ト ラ ン ス の magnetic 気 saturated を allowable す る occasions で も EMC problem な は raw じ な か っ た.

项目成果

, IoTとEMC～電気学会の調査専門委員会の活動状況～, 第34回 EMC・ノイズ対策技術展<特別企画>世界のEMC規格・規制（2021年版），pp.16-25, 2021年6月23日発行．

，物联网和 EMC - IEEJ 研究委员会的活动 -，第 34 届 EMC 和噪声对策技术展览会<特别项目>世界 EMC 标准和法规（2021 年版），第 16-25 页，2021 年 6 月 23 日出版。

• 发表时间: 2021
• 作者: 原一真;岩井誠人;衣斐信介;Takemura Nobuyasu;都築伸二（分担）
• 通讯作者: 都築伸二（分担）

LoRa 無線の疑似海上伝搬特性と ITU-R モデルとの比較

LoRa无线电与ITU-R模型的模拟海上传播特性比较

• 发表时间: 2021
• 作者: 柿本侑亮;都築伸二;杉本大志
• 通讯作者: 杉本大志

2 値化 FM-CW 信号を用いた同軸ケーブル長推定の基礎検討

使用二进制 FM-CW 信号估计同轴电缆长度的基础研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 高田 拓朗;都築 伸二;岡南 佑紀
• 通讯作者: 岡南 佑紀

業績2009年以降

2009年以来的业绩

LoRa無線の疑似海上伝搬特性とその測定システムの構築

LoRa无线电伪海洋传播特性及其测量系统构建

• 发表时间: 2021
• 作者: 後藤 誉翔;横倉 勇希;大石 潔;桑田 凪沙;八巻 俊輔;片瀬貴也，長谷川勝，河村尚輝;柿本侑亮・都築伸二・杉本大志・李 還幇・長尾和彦
• 通讯作者: 柿本侑亮・都築伸二・杉本大志・李 還幇・長尾和彦