古関 隆章/KOSEKI Takafumi

古関 隆章 教授

【研究分野】
システム制御・宇宙分野
【研究領域】
運動制御、軌道交通/電機駆動制御応用
【研究室URL】
http://koseki.t.u-tokyo.ac.jp

研究内容

鉄道車両、磁気浮上、リニアモータの設計と運動制御、旅客輸送のIT化など交通システムへの電気工学の応用に関する研究を行っています。H29年度までに進行中のテーマです。平成30年度以降は大西亘助教もチームに加わり、新研究分野の展開も期待できます。皆さん自身の創意に基づき具体的に相談しつつ良いテーマを設定しましょう。

旅客輸送におけるスケジューリング

本研究室では鉄道利用者の旅客時間の短縮、利便性の向上及び事業者の運行コスト最小化の観点から、グラフ理論、動的計画法など数理的手法を応用した鉄道旅客輸送の運行計画・運行管理に関する検討を専門の研究所や鉄道事業者の協力のもとに行っています。特に、事故発生時の運転整理法を、計算機を用いて、乗客流を解析し乗客の損失を積算して評価し、運転指令員を支援するシステムの構築を目指した研究を進めてきました。

交通システム電気エネルギー制御、非接触電力伝送の研究

回生制動を積極的に活用する運転を通じ、電気エネルギーを有効に利用する制御を議論してきました。図1のような実車試験を通じ研究を進めています。また、電気自動車などへの応用を想定し、動的な磁場計算や回路計算を応用し、図2の基本的な試験装置を組み立てて、移動中非接触電力伝送の研究を進めています。

リニア誘導モータを応用した都市鉄道のエネルギー性能向上の研究

交通用のリニア誘導モータを設計、製作している電機メーカと協力し、近年の車両用交流駆動制御のベクトル制御に対応したリニア誘導モータのモデル化として、電磁界時間依存場の解析としての詳細な特性計算と等価回路モデルの関係を研究してきました。現在は、リニア地下鉄の世界市場への展開を想定し性能向上を可能とするため、電動機特性を定量的に把握する磁界計算法や自動運転を活用した省エネルギー運転の研究、および、これらの提案理論の実用性を実車試験で確認する作業を進めています。

直接駆動大推力永久磁石形リニア同期モータ

永久磁石を用いたリニア同期モータは、リニアモータの中では効率が高く、軽量化・大推力が原理的に可能となるため、高精度な運動制御に適する駆動装置として工作機械分野などで応用が注目されています。Transverse-flux typeと呼ばれる横磁束形モータはこの大推力直接駆動に適したモータです。現在、直接駆動を生かした工作機械への応用および海洋での波力発電への展開を想定し、図3に例示するような大推力永久磁石形リニア同期モータを設計・組み立てして、その基礎特性の測定と制御方法の研究を進めています。高推力化のための設計を考えるとともに、ディテントトルク低減を図る磁気回路を工夫し円滑な駆動を可能とする構成を三次元解析併用して検討し、図4のような装置も用いて駆動制御技術を検討します。

学生へのメッセージ

古関研では

元気で創造的仕事に喜びを感じる人
自分の知識を生かし社会に貢献したい人
外国人と積極的に付き合える人

を求めています。

上に例示した研究テーマに加え、磁気浮上制御技術、エネルギー効率の向上、交通弱者のための交通システムの開発、製造現場にお行ける高性能な運動制御による品質向上策の提案など、様々な技術的可能性に関するアイデアを積極的に提案してください。 聞きたいことがあれば何でも遠慮なく古関に直接ご連絡ください。

e-mail:takafumikoseki@ieee.org
skype:takafumikoseki
個人のページ:http://www.takafumikoseki.blogspot.com/

図1:地下鉄での実車試験における車上電力測定
図2:電磁誘導型移動中非接触電力伝送試験装置
図3:横磁束形リニア同期モータ設計のための磁界数値計算結果例
図4:リニア波力発電装置基礎検討のための机上MG試験装置