パワーマグネティクスのための応用電磁気学

書籍情報
シリーズ名現代講座・磁気工学 【5】巻
ISBN978-4-320-08591-6
判型A5 
ページ数352ページ
発行年月2015年11月
本体価格4,000円
パワーマグネティクスのための応用電磁気学 書影
パワーマグネティクスのための応用電磁気学

パワーマグネティクス(電力変換,電気・機械エネルギー変換など)や磁気を利用した非破壊検査などの磁気応用技術を解説したテキスト。第1章で大学学部の電磁気学を一通り復習した後に,第2章では各種スイッチング電源と磁気デバイスの機能について解説している。第3章ではさまざまなワイヤレス給電方式の基本原理を解説した後に,医療分野への応用について実現された具体例を用いて詳細に説明している。第4章では磁気デバイスについて,それに適用される磁性材料特性のモデル化,デバイス内の電磁界解析法の例,デバイスの等価回路などが示されている。最後に第5章では,電磁気を応用した非破壊検査技術について解説している。広く実用化されている渦電流試験の原理,等価回路,表皮効果なのどの考慮に加え,最近多くの研究成果が発表されている磁粉探傷試験について説明している。

目次

第1章 電磁気学の基礎
1.1 アンペールの法則
1.2 ストークスの定理
1.3 電磁力
1.4 ファラデーの電磁誘導の法則
1.5 媒質定数と境界条件
1.6 ガウスの定理
1.7 マクスウェルの方程式と電磁界の方程式
1.8 変圧器
1.9 勾配,発散,回転
1.10 まとめ

第2章 スイッチング電源に用いる高周波パワー磁気デバイス
2.1 電力変換回路と双対電磁回路解析法
  2.1.1 スイッチング電源と高周波パワー磁気デバイス
  2.1.2 磁気回路と電気回路の類似性
  2.1.3 電気と磁気の双対回路
  2.1.4 双対電磁回路解析法
  2.1.5 まとめ
2.2 スイッチングコンバータにおける磁気応用技術
  2.2.1 フライバックコンバータ
  2.2.2 フォワードコンバータ
  2.2.3 スイッチングコンバータに用いる磁気部品
2.3 複合機能磁気デバイスを備えたコンバータと磁束解析
  2.3.1 ハイブリッド型DC-DC コンバータの基本動作
  2.3.2 4 脚トランスの磁気回路
  2.3.3 磁気回路から電気回路への変換
  2.3.4 出力平滑チョーク機能
  2.3.5 磁気抵抗の導出
  2.3.6 4 脚トランスの磁束責務
2.4 複合トランスを用いたDC-DC コンバータ
  2.4.1 複合トランスを用いた出力チョークレス同期整流ZVSコンバータ
  2.4.2 複合トランスの解析
  2.4.3 実験結果
  2.4.4 まとめ

第3章 ワイヤレス給電
3.1 ワイヤレス給電基本原理
  3.1.1 はじめに
  3.1.2 ワイヤレス給電の基礎原理
  3.1.3 エネルギー伝搬
3.2 さまざまなワイヤレス給電方式
  3.2.1 マイクロ波送電方式
  3.2.2 電界共振結合送電方式
  3.2.3 磁界共振結合送電方式
  3.2.4 電磁誘導型送電方式
3.3 医療分野への応用
  3.3.1 はじめに
  3.3.2 体内埋込人工臓器への構成例
  3.3.3 体内治療機器へのワイヤレス・エネルギー伝送技術
  3.3.4 生体計測機器へのワイヤレス・エネルギー伝送技術(ワイヤレス通信)
3.4 ワイヤレス給電のシステム化と直流共鳴システム
  3.4.1 高周波パワーエレクトロニクスと共鳴ワイヤレス給電
  3.4.2 直流共鳴ワイヤレス給電システム
  3.4.3 共鳴結合システムの統一的設計法(MRA/HRA/FRA 手法)
  3.4.4 GaN FET を用いた10MHz 級動作実験
  3.4.5 まとめ

第4章 電磁エネルギー変換
4.1 電磁エネルギー変換の基礎
  4.1.1 基本方程式
  4.1.2 磁気回路のエネルギー
  4.1.3 磁気エネルギーと機械的仕事
  4.1.4 電気系と機械系のアナロジー
4.2 モータ
  4.2.1 直流モータ
  4.2.2 交流モータ
  4.2.3 PM モータ
  4.2.4 リラクタンスモータ
  4.2.5 直流モータの電気的等価回路
4.3 磁気回路法とリラクタンスネットワーク解析
  4.3.1 磁気回路法の基礎
  4.3.2 回路シミュレータを用いた磁気回路の計算
  4.3.3 リラクタンスネットワーク解析
4.4 振動発電
  4.4.1 はじめに
  4.4.2 磁歪材料
  4.4.3 発電デバイスの構造と原理,特徴
  4.4.4 デバイスの試作例
  4.4.5 デバイスの等価回路
  4.4.6 振動発電の応用
4.5 非線形磁気応用と可変インダクタ
  4.5.1 非線形磁気応用とは
  4.5.2 可変インダクタの動作原理
  4.5.3 系統電圧制御用可変インダクタとしての応用

第5章 電磁気応用非破壊検査
5.1 非破壊検査とは
  5.1.1 非破壊検査の目的
  5.1.2 非破壊検査の種類
  5.1.3 きずと欠陥
5.2 渦電流試験
  5.2.1 概要
  5.2.2 渦電流試験の原理
  5.2.3 渦電流試験装置
  5.2.4 応用例
5.3 磁粉探傷試験
  5.3.1 磁粉探傷試験の基礎と原理
  5.3.2 試験体およびきずの種類
  5.3.3 磁粉探傷試験の手順
  5.3.4 各種磁化方法
  5.3.5 磁粉探傷試験の実際