| 講演名 | 2015-08-24 大出力を可能にする圧電トランスの構造 鈴木 康平(山形大), 足立 和成(山形大), 柴又 祐貴(山形大), |
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| 抄録(和) | 2つの同型のボルト締めランジュバン型振動子をステップホーンで結合した形態の，パワーエレクトロニクス応用のための圧電トランスを設計・製作した．この圧電トランスはホーンの面積比で決定される設計時の電圧変成比を機械共振周波数近傍の駆動周波数で実現できる．実際に試作したトランスは数値解析によって予想された通りの実験結果が得られ，実際に共振周波数と所望の変成比を実現する駆動周波数の実測値は，シミュレーションで得られた値から各々0.86%，0.80%しか離れていなかった．駆動周波数において，最大効率は99.2%，最大出力電力100W（入力電圧100V）が実現されたが，高電圧駆動時には跳躍現象によるものと見られる不安定な動作が観測された．解析結果から跳躍現象は，このトランスが出力インピーダンスが低い電源によって機械共振周波数で駆動される時に発生する圧電材料中の局所的な電界集中が原因ではないかと考えられる． |
| 抄録(英) | We propose a piezoelectric transformer comprising two identical Bolt-clamped Langevin-type transducers (BLTs) and a stepped horn for its applications to power electronics. The transformer can realize the specified step-up voltage transformation ratio determined by the cross-sectional area ratio of the horn, whose both ends the BLTs connected to, at a driving frequency in the vicinity of its mechanical resonance frequency. In the experiments, we obtained the specified values as expected in the finite-element analysis. The deviations of the measured resonance and driving frequencies from the numerically estimated values were 0.86% and 0.80% respectively. At the driving frequency, the maximum efficiency was 99.2% and the maximum output power of 100W was obtained with the input voltage of 100V. Nevertheless, we observed unstable action of the transformer which can be attributed to the “jumping and dropping” phenomena in high voltage operation. The numerical analysis suggests that the instability may be caused by the local electric field concentration in the piezoelectric elements, which occurs only when the transformer is driven by a low-output-impedance voltage source at its mechanical resonance frequency. |
| キーワード(和) | 圧電トランス / ボルト締めランジュバン型振動子 / 跳躍降下現象 |
| キーワード(英) | Piezoelectric Transformer / Bolt-clamped Langevin type Transducer / Dropping Phenomena |
| 資料番号 | US2015-42 |
| 発行日 | 2015-08-17 (US) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | US |
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| 開催期間 | 2015/8/24(から1日開催) |
| 開催地（和） | 東京工業大学 大岡山キャンパス |
| 開催地（英） | Tokyo Institute of Technology, Ookayama Campus |
| テーマ（和） | 水中音響，一般 （共催：海洋音響学会） |
| テーマ（英） | Underwater Acoustics, General(Co-Organization：The Marine Acoustics Society of Japan) |
| 委員長氏名（和） | 伊藤 洋一(日大) |
| 委員長氏名（英） | Yoichi Itoh(Nihon Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 松川 真美(同志社大) / 遠藤 信行(神奈川大) |
| 副委員長氏名（英） | Mami Matsukawa(Doshisha Univ.) / Nobuyuki Endoh(Kanagawa Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 野村 英之(電通大) / 畑中 信一(電通大) |
| 幹事氏名（英） | Hideyuki Hasegawa(Univ. of Electro-Comm.) / Shin-ichi Hatanaka(Univ. of Electro-Comm.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 長谷川 英之(富山大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Shin-ichi Hatanaka(Univ. of Toyama) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Ultrasonics |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 大出力を可能にする圧電トランスの構造 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A structure of piezoelectric transformer for high power applications |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 圧電トランス / Piezoelectric Transformer |
| キーワード(2)（和/英） | ボルト締めランジュバン型振動子 / Bolt-clamped Langevin type Transducer |
| キーワード(3)（和/英） | 跳躍降下現象 / Dropping Phenomena |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 鈴木 康平 / Kohei Suzuki |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 山形大学(略称：山形大) Yamagata University(略称：Yamagata Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 足立 和成 / Kazunari Adachi |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 山形大学(略称：山形大) Yamagata University(略称：Yamagata Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 柴又 祐貴 / Yuki Shibamata |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 山形大学(略称：山形大) Yamagata University(略称：Yamagata Univ.) |
| 発表年月日 | 2015-08-24 |
| 資料番号 | US2015-42 |
| 巻番号（vol） | vol.115 |
| 号番号（no） | US-186 |
| ページ範囲 | pp.25-30(US), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2015-08-17 (US) |