注目論文（ものづくり技術）

本解説は、生産システムのあり方が、従来の自動化追求から、ヒューマンファクターが重視されるようになってきた背景を受けて、IMS-HUTOPプロジェクトで取り組まれた様々な研究内容を中心に、次世代生産システムの一形態として、ヒューマンファクターを考慮した、人中心型の生産システムについて展望している。

近年インバータパワー素子の能力向上に伴い、パワー素子スイッチングのdv/dtが大きくなっている。また、PWM制御におけるモータ巻線中性点電位の発生に伴う軸電圧やベアリング電流の発生があり、状況によっては電食などのトラブルを及ぼす事例がある。

本論文は、従来起こり難いと考えられてきたインバータ駆動非接地モータにおける軸電圧とベアリング電流の発生・解析を実験及びシミュレーションモデルの構築により、三相モータ巻線のインダクタンスや浮遊静電容量の非対称性ならびにこれらの共振現象に起因して発生することを紹介している。電食問題への解決の一助となる可能性があり興味深い。

また、あわせて127巻2号の｢接地系におけるノイズ伝搬の可視化｣も一読しておきたい。

電学論D　127巻3号(2007年)

近年、自律型移動車の実現が望まれており、特に人のアシストを目的とした医療分野での期待は大きい。

本論文は、移動車の経路の滑らかさ及び環境の変動を考慮した自律移動手法を紹介している。特に所望の軌道に応じた時間スプライン近似による動作指令や流体モデルによる障害物回避などの手法を提案しており、シミュレーション及び実験による結果もあわせて報告している。現状、既知の環境下での条件ではあるが、環境構築により自律走行への範囲拡張が期待でき興味深い。

電学論D　125巻1号(2005年)

近年、ドイツのインダストリー４．０に端を発し、アメリカではインダストリアルネットワーク、中国では中国製造2025、日本でもコネクテッドインダストリーズが提唱されている。細かな取組みは異なるものの、共にIoT（Internet of Things）により社会全体で最適化を図る取組みであり、人口知能（Ai）、ネットワーク技術の向上や労働生産人口の減少などが背景に挙げられる。

本論文では、誘導電動機の設計支援システムをニューラルネットワークを使って開発し、設計効率の向上と人手不足の解消といった問題の解決を実現したことを紹介している。10年以上前の論文ではあるが、現在においても各種取組みが行われていること、またいろいろな分野に同様の考え方が導入できることから、再度、今何ができるのかを考え直す機会として本論文を紹介したい。

電学論D　127巻11号(2007年)

電動機をインバータ駆動する場合，サージに対する十分な検討に基づいた絶縁設計をしなければ，レアショートや地絡などの重大事故が生じる危険がある。

本論文では，ケーブル結線方式がサージ電圧に与える影響についての検討結果を報告するとともに，サージ抑制方法についても提案している。接地線に対して非対称なケーブルを用いた場合には，接地線と各相給電線間の静電容量が異なることにより，静電容量が最も小さい相の対地サージ，第一コイル分担電圧が他相に比べて大きくなることを実験および解析で確認している。そして，サージ抑制方法として，(1)対象構造をもつ3心シールドケーブルを使用すること，非対称なケーブルを使用する場合には，(2)接地線を給電線と別ケーブルにすること，(3)電動機端またはインバータ端において，対地静電容量が低い相と対地間にコンデンサを追加することを提案している。

サージ抑制方法が，新たにケーブルを敷設する場合に限らず、既にケーブルが敷設されている場合にも適用できるため，その適用機会は多く実用的であり，トラブル解決の一助となる。

電学論D　127巻5号(2007年)

近年IGBTは，電圧駆動型であり小駆動電力，比較的小さい発生損失，広い安全動作領域をもちスナバレスが可能，などの長所があり，多くのインバータ機種に適用されている。その一方で，電源短絡が発生した場合，IGBTには素子特性に従って定格電流の5～10倍の短絡電流が流れ，かつ電源電圧が印加される可能性がある。このときIGBTの内部には，非常に大きなエネルギーが発生することから，これが許容限界値を超えた時，素子破壊が発生し，更に連鎖的に素子破壊が拡大する。

本論文では，高圧・大容量のインバータに適した短絡保護方式と，電圧や容量が比較的小さいインバータに適した短絡保護方式について提案し，その有用性について検証している。前者の方式は，装置条件に対して最適化したIGBTのゲート波形をあらかじめ成形し，これに追従させて短絡電流の遮断波形を制御する。後者の方式は，IGBTのエミッタ端子とゲート駆動用のエミッタ端子の間にインダクタンスを挿入するのみの非常に簡単な回路構成で，保護を実現する。

提案されている2つの方式により，小容量から大容量まで幅広い容量のインバータに最適な保護回路を適用することが可能であり，その有用性は高く，興味深い。

玉置　寿文，高根沢　真，木許　雅則，森田　登，星野　毅夫，橋爪　健次

電学論D　131巻6号(2011年)

圧延用交流可変速電動機が本格的に普及しはじめた1990年以降は，板の厚み精度向上の要求から，速度制御系の高応答化調整が実施されるようになった。その結果，圧延ロールと電動機間の軸系のねじり振動との共振とみられる事例が現れるようになり，「バンドカットフィルタ」を挿入するなど，各種の対策が実施されてきている。そして，ねじり振動の抑制効果を確認するため，ドライブ制御装置の現地調整時にホワイトノイズを速度基準信号に重畳して，速度制御の伝達関数(周波数応答)を実測することが行われている。

本論文では，ホワイトノイズを重畳して行う運転が電動機本体の機械的強度に及ぼす影響と速度制御の伝達関数の実測精度について各種解析を行っている。解析によって，ホワイトノイズ信号のレベルと伝達関数の実測精度の関係を明らかにするとともに，ホワイトノイズの入力量によっては過大な接線方向加速度が電動機回転子外周に発生することを明らかにし，ホワイトノイズレベルの推奨値を示している。

本論文は，上述の研究結果に加えて，熱間・冷間の圧延設備の歴史的変遷も紹介されていて，とても興味深い。