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( A092 )

スマートシティの電磁環境対策

スマートシティの電磁環境対策

発刊日
2012年12月10日
体裁
B5判上製本 294頁
ISBN
978-4-907002-09-1
Cコード
3058
価格(税込)
64,800
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61,508 円)

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著者リスト

藤原 修   名古屋工業大学 名誉教授
原田 公樹  NEC トーキン(株) EMC 事業部 第一製品技術部 ノイズグループグループマネージャー
三枝 健二  日本大学 理工学部 電子情報工学科 教授
岩井 通   (有)カワサキテクノリサーチ コンサルティングスタッフ
舟木 剛   大阪大学 大学院工学研究科 電気電子情報工学専攻 システム・制御工学講座 パワーシステム領域 教授
市川 紀充  工学院大学 工学部 電気システム工学科 電気安全研究室 准教授
大島 正明  オリジン電気(株) 研究開発本部 調査役
篠原 真毅  京都大学 生存圏研究所 生存圏電波応用分野 教授
馬場崎 忠利 日本電信電話(株) 環境エネルギー研究所 エネルギーシステムプロジェクト
           エネルギー供給方式グループ グループリーダー
小西 博雄  (株)NTT ファシリティーズ ソーラープロジェクト本部 部長
庄山 正仁  九州大学 大学院システム情報科学研究院 電気システム工学部門 教授
秋山 佳春  日本電信電話(株) 環境エネルギー研究所 エネルギーシステムプロジェクト 電磁環境技術グループ 主幹研究員
岡野 好伸  東京都市大学 知識工学部 情報ネットワーク工学科 教授
都築 伸二  愛媛大学 工学部 電気電子工学科 准教授
中村 隆   岐阜大学 工学部 電気電子工学科 教授
原田 高志  日本電気(株) NEC 中央研究所 C&C イノベーション推進本部 イノベーションプロデューサー
黒川 悟   (独)産業技術総合研究所 計測標準研究部門 電磁波計測科 電磁界標準研究室 研究室長
木村 英樹  (株)ノイズ研究所 テストラボ船橋

目次


第1章 電磁環境対策の概要
1節 電磁波の概要
 1. 電磁波の基本と諸元
  1.1 電界
  1.2 磁界
  1.3 電磁界の基本方程式
  1.4 電力分配とポインティングベクトル
  1.5 電磁波と名称分類
 2. 電磁波のスペクトルとバイオエフェクト
 3. 電波の発熱作用と安全基準
  3.1 電波の強さとは
  3.2 発熱作用とSAR
  3.3 SARと安全基準
 4. むすび

2節 電磁波対策部品の概要,メカニズム及び評価方法
 1. ラインフィルタ
  1.1 メカニズム
   1.1.1 インピ-ダンス-周波数特性
   1.1.2 減衰量-周波数特性
   1.1.3 コモンモードチョークコイル
   1.1.4 ノーマルモードチョークコイル
  1.2 ラインフィルタの新技術動向
   1.2.1 高インピーダンス化
   1.2.2 広帯域化
   1.2.3 デュアルモード化
 2. ノイズフィルタ
  2.1 メカニズム
   2.1.1 回路構成
   2.1.2 減衰量-周波数特性
   2.1.3 ノイズ抑圧効果の検証
    2.1.3.1 伝導性ノイズの伝搬モード分離計測
    2.1.3.2 Cx及びCyコンデンサによるノイズ低減効果
    2.1.3.3 コモンモードチョークコイル追加よるノイズフィルタとしてのノイズ抑圧効果
   2.1.4 構造
  2.2 評価方法
   2.2.1 減衰特性
   2.2.2 安全規格
  2.3 ノイズフィルタの新技術動向
   2.3.1 PLCへの応用展開
    2.3.1.1 ブロッキングフィルタ
    2.3.1.2 インピーダンスアッパー
   2.3.2 EV急速充電器への応用展開
 3. ビ-ズ・EMIコア
  3.1 メカニズム
   3.1.1 ビーズ
   3.1.2 EMIコア
 4. ノイズ抑制シ-ト
  4.1 メカニズム
  4.2 種類
   4.2.1 構造
   4.2.2 種類
    4.2.2.1 スタンダードタイプ
    4.2.2.2 高熱伝導タイプ
    4.2.2.3 ハロゲンフリータイプ
  4.3 評価方法
   4.3.1 内部減結合率 (Intra-decoupling ratio; Rda)の測定系と測定例
   4.3.2 相互減結合率 (Inter-decoupling ratio; Rde)の測定系と測定例
   4.3.3 伝送減衰率 (Transmission attenuation power ratio ; Rtp)
   4.3.4 輻射抑制率 (Radiation suppression ratio ; Rrs)
  4.4 使用例
  4.5 ノイズ抑制シートの新技術動向

3節 電磁波シールドの概要,種類,メカニズム,使用法,評価
 1. 電磁波シールドの概要
 2. 電磁波シールドの種類
 3. 電磁波シールドのメカニズム
  3.1 シールド効果の定義
  3.2 電磁波の反射、透過および損失性媒質中の伝搬減衰
  3.3 伝送線路理論を用いたシールド効果の計算式
  3.4 材料の透過による電磁波シールド
   3.4.1 平板材料の遠方界のシールド効果
    3.4.1.1 低周波帯のシールド効果
    3.4.1.2 高周波帯のシールド効果
    3.4.1.3 材料の厚みを変えた場合のシールド効果
   3.4.2 平板材料の近傍界のシールド効果
  3.5 導波管の遮断状態を利用する電磁波シールド
  3.6 チョ-ク構造による電磁波シールド
  3.7 開口部における電磁波シールド
 4. 電磁波シールドの使用法
 5. 電磁波シールド材料の評価
  5.1 MIL-STD-285準拠法
  5.2 同軸管法
  5.3 遮へい衝立を用いる方法
  5.4 KEC法
  5.5 誘電体導波路法
  5.6 球形チャンバー法

4節 電波吸収体
 1. 電波吸収体とは
 2. 電波吸収体の使用されるところ
  2.1 遠方界用途
  2.2 準近傍界用途
  2.3 近傍界用途
 3. 電波吸収体の歴史
 4. 吸収を担う材料
  4.1 導電性損失
  4.2 誘電損失
  4.3 磁性損失
 5. 形態による分類と動作原理
  5.1 平坦型吸収体
  5.2 楔形・ピラミッド形吸収体
 6. 人工材料を用いた電波吸収体
 7. 近傍界用吸収体(ノイズ抑制シート)



第2章 エネルギーマネジメントシステムから俯瞰した電磁環境対策
1節 HEMSを構成する機器と電磁環境対策の概要
 1. HEMS の構成機器と電磁環境対策の概要
  1.1 スマートシティにおけるHEMSの位置づけ
  1.2 HEMSの機能・役割・構成機器
  1.3 HEMS機器の電磁環境対策
   1.3.1 太陽光発電システム
   1.3.2 LED照明
   1.3.3 通信ネットワーク

2節 BEMS の構成機器と電磁波対策の概要
 1. BEMSの構成機器1)
 2. EMIに関する基本法則
 3. BEMSの構成機器の故障や誤動作の原因
  3.1 電磁波障害
   3.1.1 直接EMI
   3.1.2 間接EMI
 4. BEMSの構成機器のEMI障害
  4.1 帯電した人体の移動により電子機器内に生じる誘導電圧
 5. BEMS機器の故障や誤動作防止対策
  5.1 直接EMI対策
  5.2 間接EMI対策



第3章 スマートエネルギー機器における電磁環境対策
1節 太陽光発電システム
 1. 太陽光発電
 2. 太陽光発電用パワーコンディショナの回路構成
 3. EMCから見たPVパワコン
 4. コモンモード電位変動
 5. コモンモード電位変動抑制対策

2節 ワイヤレス給電の電磁環境対策
 1. ワイヤレス給電のスペクトル
 2. ワイヤレス給電の干渉評価実験例-ZigBeeセンサーネットワークへのマイクロ波ワイヤレス給電送-

3節 直流給電
 1. 直流給電
  1.1 直流給電の歴史
  1.2 直流給電の特徴
   1.2.1 効率の向上
   1.2.2 信頼性の向上
 2. 直流給電の応用例
  2.1 データセンタ直流給電
   2.1.1 高電圧化によるメリット
  2.2 宅内直流給電
 3. 直流給電におけるEMC・接地課題
  3.1 スマートシティの実現と機器
   3.1.1 短絡事故対策
   3.1.2 通信ビルでの接地対策
   3.1.3 家庭での接地対策

4節 メガソーラーの電磁環境対策
 1. 北杜メガソーラーシステム
 2. 研究内容と結果
  2.1 大容量PCSの開発
  2.2 LS-PCSの動作検証
 3. 太陽電池モジュールの評価
  3.1 支持架台
  3.2 太陽電池の特性評価
 4. 電磁ノイズの評価
  4.1 電磁ノイズの発生要因と影響
  4.2 電磁ノイズの測定方法
  4.3 測定結果と考察
 5. 今後の取組み

5節 スイッチング電源
 1. はじめに
 2. 伝導ノイズの測定法(雑音端子電圧)
 3. コモンモードノイズ電流とノーマルモードノイズ電流
 4. スイッチングサージの発生とスナバ回路によるノイズ低減
 5. 共振形コンバータ(ソフトスイッチング)によるノイズ低減
 6. スイッチング電源回路の平衡化によるコモンモードノイズ電流の低減法
 7. アクティブクランプ回路への平衡化手法の適用によるコモンモードノイズ電流の低減法
 8. むすび



第4章 通信システム機器における電磁環境対策
1節 通信機器の電磁環境対策
 1. 通信機器を取り巻く電磁環境
 2. 通信機器の電磁波対策の現状
  2.1 エミッション問題
  2.2 イミュニティ問題
  2.3 過電圧問題
  2.4 電磁波セキュリティ問題
 3. スマートシティ実現に向けた課題と対策
  3.1 エミッション問題
  3.2 イミュニティ問題
  3.3 過電圧問題
  3.4 電磁波セキュリティ問題

2節 RFID の電磁環境対策
 1. 静的管理区域と動的管理区域での電磁環境問題
 2. UHF-RFIDシステムの低エミッション化技術
  2.1 漏洩ケーブル技術の利用
  2.2 UHF-RFIDによるTag管理に特化した漏洩ケーブルの開発事例
  2.3 Tag管理用漏洩ケーブルの性能評価結果
 3. 動的管理区域における電磁干渉抑圧技術
  3.1 多重波伝播環境がRFIDシステムに与える影響
  3.2 簡便な電波吸収体の構成方法
  3.3 Tagの動的管理に適した電波吸収体の開発事例

3節 電力線通信(PLC)
 1. PLCの概要
 2. 欧州におけるNB-PLCの状況
 3. NB-PLCの電磁環境対策
  3.1 PLC 信号の減衰および歪の原因とその対策
  3.2 線路のノイズ特性

4節 アンテナの電磁環境対策 ―線路との融合―
 1. 基本アンテナ
 2. アンテナの放射特性
 3. 不連続部放射理論
 4. 伝送線路曲がりからの放射
 5. アンテナを含む任意導線の分布定数
 6. 電磁波対策



第5章 電磁環境対策のシミュレーション・解析・評価・規制
1節 シミュレーションと可視化
 1. シミュレータの種類
 2. 回路シミュレータとその応用
  2.1 回路シミュレータの基本
  2.2 回路シミュレータによるシグナルインテグリティ解析
  2.3 回路シミュレータによる不要電磁波放射の特性の解析
 3. 電磁界シミュレータとその応用
  3.1 電磁界シミュレータの基本原理
  3.2 時間領域解析手法
  3.3 周波数領域解析手法
  3.4 コモンモード電流による不要電磁波放射特性の解析例

2節 電磁波発生源の特定,解析
 1 電磁環境測定に用いるアンテナの自由空間アンテナ係数測定
  1.1 アンテナ係数の理論
  1.2 1GHz以下用広帯域アンテナのアンテナ係数測定への到来波推定手法の適用[LPDA]
  1.3 パルス圧縮処理を用いた直接波の推定
 2. 放射EMI測定用コムジェネレータ測定結果の差の時間領域波形の比較による原因推定手法
  2.1 コムジェネシステムによる放射EMI比較測定
  2.2 コムジェネシステムによる測定の概要

3節 EMC 試験の概要,信頼性評価
 1. EMCとは?
 2. EMC規格について
 3. エミッション評価
  3.1 放射エミッション試験
  3.2 伝導エミッション試験
 4. イミュニティ評価
  4.1 静電気試験
  4.2 放射電磁界試験
  4.3 EFT/B試験
  4.4 サージ試験
  4.5 伝導電磁界試験
  4.6 電源周波数磁界試験
  4.7 電圧ディップ・瞬停試験