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

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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。