| 講演名 | 2022-07-14 ケーブルを含むブラシモータ回路におけるEMIフィルタのセットベース設計による素子定数範囲の決定 菅 翔平(岡山大), 許 振鴻(岡山大), 五百旗頭 健吾(岡山大), 豊田 啓孝(岡山大), |
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| 抄録(和) | 自動車部品や電子機器の設計では，多種多様な要求性能同時に満足にするために多数の設計変数を決 める必要がある.本研究で対象としているブラシモータは 0.1 ~ 30 MHz の周波数帯域で発生するブラシノイズを抑 制するため EMI (Electromagnetic Interference)フィルタを使用している.電源とモータとの間のケーブルが 1 ~ 2 m と 長い場合，その寄生インダクタンスと搭載フィルタの静電容量との間で共振が発生するため，この周波数帯域では ブラシノイズの抑制だけでなく共振の影響も回避する必要がある.さらに製品によって配線長が異なることや素子 の搭載スペースに制限があることに伴い，共振への影響が大きいため，設計値に冗長性をもたせる必要がある.本 研究では，まずブラシモータの電源ケーブルを含む高周波等価回路を同定した.次に，同定した等価回路モデルを 参照データとして Differential-Mode(DM)と Common-Mode(CM)ノイズの減衰特性とフィルタ定数の関係を応答曲面法を 用いて表し，要求性能を満足する EMI フィルタ定数とケーブル長の範囲解を決定した.その際，多目的設計手法の 一つである Preference Set-based Design (PSD)手法を用いた.結果，要求性能を満たす EMI フィルタの定数は得られ た範囲解の中央値に対して 9 %以上の許容範囲を持つ範囲として得られた.これは素子のばらつきを超える範囲で あり実用的な結果が得られ, 設計手法の有効性を示した. |
| 抄録(英) | In the design of automotive products and electronic devices, a large number of design variables must be determined to satisfy a wide variety of design requirements simultaneously. The brush motors in this study use electromagnetic interference (EMI) filters to suppress brush noise from 0.1 to 30 MHz. When the cable length ranges between the power supply and the motor as long as 1 to 2 m, resonance occurs between the parasitic inductance of the cable and the capacitance of the installed filter. It requires the simultaneous suppression of the brush noise and resonance. In addition, redundant design is necessary because the influence of resonance is significant due to the different cable lengths of different products and the limited space available for installing elements. In this study, the brush motor was identified as an equivalent high-frequency circuit. A filter design was conducted with differential-mode (DM) and common-mode (CM) noise attenuation as design requirements. The Preference Set- based Design (PSD) method, one of the multi-objective satisfactory design methods, was used to obtain a range solution that satisfies the requirements by setting the EMI filter constant and cable length as design parameters. As a result, the EMI filter parameters that meet the required performance were obtained with a tolerance range of at least 9%, which is wider than that of commercially available electronic components. So, sufficiently practical results were obtained by the proposed design method. |
| キーワード(和) | EMI フィルタ / セットベース設計手法 / ブラシモータ / メタモデリング / ケーブル長 |
| キーワード(英) | EMI filter / set-based design / brush motor / meta-modeling / cable length |
| 資料番号 | EMCJ2022-31 |
| 発行日 | 2022-07-07 (EMCJ) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | EMCJ |
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| 開催期間 | 2022/7/14(から1日開催) |
| 開催地（和） | 機械振興会館 |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | 若手研究者発表会 |
| テーマ（英） | Young Scientist Meeting |
| 委員長氏名（和） | 西方 敦博(東工大) |
| 委員長氏名（英） | Atsuhiro Nishikata(Tokyo Inst. of Tech.) |
| 副委員長氏名（和） | 田島 公博(NTT-AT) |
| 副委員長氏名（英） | Kimihiro Tajima(NTT-AT) |
| 幹事氏名（和） | 日景 隆(北大) / 高橋 昌義(日立) |
| 幹事氏名（英） | Takashi Hikage(Hokkaido Univ.) / Masayoshi Takahashi(Hitachi) |
| 幹事補佐氏名（和） | 松島 清人(日立) / 緒方 健二(直鞍情報・産業振興協会) / 松嶋 徹(九工大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Kiyoto Matsushima(Hitachi) / Kenji Ogata(ADOX) / Toru Matsushima(Kyushu Inst. of Tech.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Electromagnetic Compatibility |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ケーブルを含むブラシモータ回路におけるEMIフィルタのセットベース設計による素子定数範囲の決定 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Determination of Circuit Element Constant Ranges by Set-based Design for EMI Filters in Brush Motor Circuits Containing Cables |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | EMI フィルタ / EMI filter |
| キーワード(2)（和/英） | セットベース設計手法 / set-based design |
| キーワード(3)（和/英） | ブラシモータ / brush motor |
| キーワード(4)（和/英） | メタモデリング / meta-modeling |
| キーワード(5)（和/英） | ケーブル長 / cable length |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 菅 翔平 / Shohei Kan |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 岡山大学(略称：岡山大) Okayama University(略称：Okayamma Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 許 振鴻 / Zhenhong Xu |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 岡山大学(略称：岡山大) Okayama University(略称：Okayamma Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 五百旗頭 健吾 / Kengo Iokibe |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 岡山大学(略称：岡山大) Okayama University(略称：Okayamma Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 豊田 啓孝 / Yoshitaka Toyota |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 岡山大学(略称：岡山大) Okayama University(略称：Okayamma Univ.) |
| 発表年月日 | 2022-07-14 |
| 資料番号 | EMCJ2022-31 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | EMCJ-111 |
| ページ範囲 | pp.17-22(EMCJ), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2022-07-07 (EMCJ) |