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教員紹介

山崎 克巳 教授 博士(工学)

山崎 克巳 教授 博士(工学)

略歴

1989年早稲田大学修士課程修了、同年 東芝入社、医用機器技術研究所勤務 1992年帝京大学理工学部助手 1996年早稲田大学より工学博士の学位授与 1997年より千葉工業大学工学部電気工学科勤務

趣味・特技

通勤中に日本経済新聞をじっくり読むこと。

研究分野

電気機器工学
数値解析
特に回転機の電磁界数値解析技術

主な担当科目

電気数学

電気電子情報工学に必要な数学と高校の数学のギャップを埋めます。

電磁気学

電気工学の基礎科目の一つです。

電磁エネルギー変換工学

山崎研究室の研究テーマでもある,モータ・発電機等の電磁エネルギーを利用した各機器について解説します。

  • ※注意:電磁エネルギー変換工学は電気工学コース科目です。他のコースにはありませんので,注意して下さい。

ひとこと

当研究室では,独自のコンピュータシミュレーション技術を生かして,モータ・発電機などの電気機器における高性能化に関する研究を行っています。地球環境問題解決に直接貢献することを目的として,電気メーカ,自動車メーカ,及び他大学と共同で各種研究に取り組んでいます。詳細は研究室紹介ページをご覧下さい。

研究概要

山崎研究室では発電機やモータなどの電気機器の研究を行っています。具体的には,電気自動車やハイブリッド自動車などに用いられる永久磁石同期モータ,新幹線などの鉄道や各種産業に用いられる誘導モータ,そして火力・水力・原子力・風力などの大部分の発電に用いられる同期発電機を三本柱とし,各企業や他大学と共同で研究を進めています。これらのテーマは,地球環境問題解決に直結しています。

特に,研究室で独自開発した電磁界解析ソフトウェアが研究を行なう際の大きな武器になっています。市販のソフトウェアにはない様々な機能によって,従来原因の良く分からなかった現象の解明や,新型モータの開発に関して多くの成果が挙がっており,最近国内外の学会で,当研究室が発表した各論文が以下の賞を受賞しています。

2004年 The Best Poster Paper Award in IEEE CEFC 2004(米国電気電子学会)

“Stray load loss analysis of canned induction motor for hermetic compressor”, The 11th Biennial IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation.

2005年 電気学会 優秀論文発表賞

「三次元有限要素法による誘導電動機の横流解析に関する検討」,電気学会回転機研究会資料,RM-04-113

2005年 電気学会 優秀論文発表賞

「電磁鋼板の表皮効果と結晶粒の影響を考慮した永久磁石同期電動機の三次元渦電流解析」,電気学会回転機研究会資料,RM-04-159

2006年 電気学会 優秀論文発表賞

「逐次アダプティブ有限要素法による回転機の電磁界解析における適切な許容誤差係数」,電気学会静止器・回転機合同研究会資料,SA-05-29, RM-05-29

2006年 電気学会 優秀論文発表賞

「キャリア高調波を考慮したIPMモータの損失解析-三次元有限要素法による永久磁石渦電流損算定-」,電気学会産業応用部門大会,3-90

2006年 電気学会 優秀論文発表賞

「IPMモータにおける磁石分割による渦電流損低減効果に関する検討」,電気学会全国大会5-115

2006年 The Best Poster Paper Award in ICEM 2006(国際電気機器会議)

“A method of eddy current calculation for stator core ends of turbine generators”, 17th International Conference on Electric Machines.

2007年 電気学会 優秀論文発表賞

「形状修正アダプティブ有限要素法によるIPMモータの形状最適化計算」,電気学会静止器・回転機合同研究会資料,SA-06-93, RM-06-95

2007年 電気学会 優秀論文発表賞

「タービン発電機固定子鉄心の面内渦電流解析-端部および内部パケット-」電気学会全国大会,5-142

2007年 電気学会 産業応用部門大会第20回記念論文賞

「弱め界磁制御時の高調波鉄損を低減したIPMモータの開発」,電気学会論文誌D,vol.127, no.8, pp.837-843

2009年 電気学会 優秀論文発表賞

「逐次アダプティブ有限要素法による集中巻永久磁石同期電動機の形状最適化計算」,電気学会静止器・回転機合同研究会資料,RM-08-74, SA-08-81

2010年 電気学会 優秀論文発表賞

「電磁界解析による高調波を考慮した誘導電動機の等価回路の構築に関する検討」,電気学会全国大会,5-037

2010年 電気学会 優秀論文発表賞

「電磁界解析による誘導電動機の漂遊負荷損及び高調波トルクを考慮した等価回路の構築」,電気学会静止器・回転機合同研究会資料,RM-09-82, SA-09-88

2011年 電気学会 優秀論文発表賞

「インバータで駆動される大容量高速誘導電動機の三次元電磁界解析-実験・解析結果の比較-」,電気学会マグネティックス・静止器・回転機合同研究会資料,MAG-10-45, SA-10-45, RM-10-45

2011年 IEEE IAS Electric Machines Committee 3rd Prize Paper Award (米国電気電子学会)

"Harmonic Loss Analysis and Air-Gap Optimization of High-Speed Induction Motors"

2012年 電気学会 優秀論文発表賞

「磁気飽和によるdq 軸間相互干渉を考慮したIPM モータの回転子設計に関する検討」

2012年 電気学会 優秀論文発表賞

「非線形非定常電磁界解析による誘導電動機の自動形状最適化計算に関する検討」

研究室の様子

永久磁石同期モータ

永久磁石同期モータ

永久磁石同期モータは,省エネ形エアコンやハイブリッド・電気自動車の駆動源に用いられる高効率モータです。わが国における希土類ネオジム磁石の発明に伴って,近年大幅に性能が向上しつつあります。この分野は日本が世界をリードしています。

現在当研究室では,本モータの高性能化に関して,日産自動車と共同研究を行なっています。

誘導モータ

誘導モータ

誘導モータは,全世界で最も多く用いられるモータです。先進工業国では全電力の約半分がこのモータで使用されており,このモータの効率が国内で1%向上するだけで,原子力発電機1基分の電力が節約できると報告されています。身近なところでは,新幹線のモータがこのタイプです。

現在当研究室では,安川電機と共同で,このタイプのモータの高効率化に取り組んでいます。

円筒形同期発電機

円筒形同期発電機

円筒形発電機は,火力・原子力発電に用いられ,次に述べる突極形同期発電機と共に,総電力の大部分をまかなっている機器です。

現在当研究室では,日立製作所と共同で,本発電機の電磁界解析および性能向上に関する研究を行なっています。

突極形同期発電機

突極形同期発電機

突極形同期発電機は水力や風力発電などに用いられ,クリーンエネルギーの発生をまかなっているといえます。

現在当研究室では,金沢工業大学と共同で,永久磁石を補助的に用いる事による本発電機の性能向上に関する研究を行なっています。

研究室の学生

研究室の学生

上記の各研究の主役は,研究室に所属する学生たちです。特に大学院まで進むと,研究が本格的となり,各自年1,2回学会発表を行なっています。上記の受賞論文の大部分は学生の発表したものです。

最近の論文

"Estimation of Assist Effects by Additional Permanent Magnets in Salient-Pole Synchronous Generators", IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 59. no.6 pp.2515-2523
Katsumi Yamazaki, Kazuyoshi Nishioka, Kazuo Shima, Tadashi Fukami, and Keisuke Shirai
2012年 6月
IEEE Transactions on Industrial Electronics

"Characteristics Analysis of Large High Speed Induction Motors Using Finite Element Method"", IEEE Transactions on Magnetics, vol. 48, no. 2, pp.995-998
Katsumi Yamazaki, Satoshi Kuramochi, Noriaki Fukushima , Shinichiro Yamada , and Shin Tada
2012年 2月
IEEE Transactions on Magnetics

二層IPMモータの磁石配置最適化, 電気学会論文誌D, vol. 131, No. 11, pp. 1316-1323
山崎 克巳, 北湯口 一也
2011年 11月
電気学会論文誌D

"タービン発電機における固定子ティーススリットによる損失低減効果に関する基礎検討—実機の解析結果と基礎実験結果の比較—, 電気学会論文誌D, vol. 131, No.11, pp.1284-1291
山崎 克巳, 西岡 一吉, 中原 明仁, 古川 陽子, 高橋 和彦, 籔本 政男
2011年 11月
電気学会論文誌D

"Modeling of Salient Pole Synchronous Machines Assisted by Permanent Magnets", IEEE Transactions on Magnetics, vol. 47, no.10, pp. 3028-3031
Katsumi Yamazaki, Syuichi Tamiya, Kazuo Shima, Tadashi Fukami, and Keisuke Shirai
2011年 10月
IEEE Transactions on Magnetics

"Torque and Loss Calculation of Rotating Machines Considering Laminated Cores Using Post 1-D Analysis"", IEEE Transactions on Magnetics, vol. 47, no. 5, pp. 994-987"
Katsumi Yamazaki and Noriaki Fukushima
2011年 5月
IEEE Transactions on Magnetics

"Equivalent Circuit Modeling of Induction Motors Considering Stray Load Loss and Harmonic Torques Using Finite Element Method", IEEE Transactions on Magnetics, vol. 47, no. 5, pp. 986-989
Katsumi Yamazaki, Akihiro Suzuki, Ohto Motomichi, Teruyuki Takakura, and Satoshi Nakagawa
2011年 5月
IEEE Transactions on Magnetics

"Effect of Eddy-Current Loss Reduction by Magnet Segmentation in Synchronous Motors With Concentrated Windings," IEEE Trans. on Ind. Appl., vol. 47, no. 2, pp. 779-788
K. Yamazaki, and Y. Fukushima
2011年 3月
IEEE Transactions on Industry Applications

"Reduction of Magnet Eddy-Current Loss in Interior Permanent-Magnet Motors With Concentrated Windings," IEEE Trans. on Ind. Appl., vol. 46, no. 6, pp. 2434-2441
K. Yamazaki, Y. Kanou, Y. Fukushima, S. Ohki, A. Nezu, T. Ikemi, and R. Mizokami
2010年 11月
IEEE Transactions on Industry Applications

「電磁界解析による突極形同期発電機における永久磁石アシスト効果の分析」, 電気学会論文誌D, 130巻, 10号,pp.1182-1188
山崎克巳,西岡一吉,島和男,深見正,白井啓介
2010年 10月
電気学会論文誌D

"In-Plane Eddy Current Analysis for End and Interior Stator Core Packets of Turbine Generators", Compel, vol. 29, no. 5, pp. 1218-1231
Katsumi Yamazaki, Yuki Yamato, Hisashi Mogi, Chikara Kaido, Akihito Nakahara, Kazuhiko Takahashi, Kazumasa Ide, and Ken’ichi Hattori
2010年 10月
Compel: The Inernational Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering

"Iron Loss Model for Rotating MachinesUsing Direct Eddy Current Analysis in Electrical Steel Sheets", IEEE Trans. on Energy. Conversion, vol. 25, no. 3, pp. 633-641
Katsumi Yamazaki and Noriaki Fukushima
2010年 9月
IEEE Transactions on Energy Conversion

「電磁界解析による誘導電動機の漂遊負荷損及び高調波トルクを考慮した等価回路の構築」, 電気学会論文誌D, 130巻, 8号,pp. 1030-1038
山崎克巳,鈴木章浩,大戸基道,高倉照幸
2010年 8月
電気学会論文誌D

"IronLoss Modeling for Rotating Machines: Comparison between Bertotti’s Three-Term Expression and 3-D Eddy-Current Analysis", IEEE Transactions on Magnetics, vol. 46, no. 8, pp. 3121-3124
Katsumi Yamazaki and Noriaki Fukushima
2010年 8月
IEEE Transactions on Magnetics

"Shape Optimization of Rotating Machines Using Time-Stepping Adaptive Finite-Element Method", IEEE Transactions on Magnetics, vol. 46, no. 8, pp. 3113-3116
Katsumi Yamazaki and Yuji Kanou
2010年 8月
IEEE Transactions on Magnetics

"Rotor-Shape Optimization of Interior-Permanent-Magnet Motors to Reduce Harmonic Iron Losses", IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 57, no. 1, pp. 61-69
Katsumi Yamazaki and Hiroki Ishigami
2010年 1月
IEEE Transactions on Industrial Electronics

「インバータ駆動誘導電動機のキャリア損 -実験及び電磁界解析による分離結果の比較-」, 電気学会論文誌D, 129巻, 11号,pp. 1068-1074
山崎克巳,福島範晃
2009年 11月
電気学会論文誌D

永久磁石渦電流損を低減した集中巻IPMモータの開発, , 電気学会論文誌D, 129巻, 11号,pp. 1022-1029
山崎 克巳, 狩野 祐二, 福島 悠, 大木 俊治, 根津 章, 池見 健, 溝上 良一
2009年 11月
電気学会論文誌D

"Effect of eddy current loss reduction by segmentation of magnets in synchronous motors: Difference between iterior and surface types”, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 45, no. 10, pp. 4756-4759
Katsumi Yamazaki, Masayki Shina, Yuji Kanou, Masashi Miwa, and Jun Hagiwara
2009年 10月
IEEE Transactions on Magnetics

“Loss analysis of permanent-magnet motors with concentrated windings –variation of magnet eddy current loss due to stator and rotor shapes,” IEEE Trans. on Ind. Appl., vol. 45, no. 4, pp. 1334-1342
K. Yamazaki, Y. Fukushima, and M. Sato
2009年 8月
IEEE Transactions on Industry Applications

“Loss investigation of interior permanent magnet motors considering carrier harmonics and magnet eddy currents,” IEEE Trans. on Ind. Appl. vol. 45, no. 2, pp. 659-665
Katsumi Yamazaki and Atsuhi Abe
2009年 4月
IEEE Transactions on Industry Applications

"Rotor Loss Analysis of Interior Permanent Magnet Motors Using Combination of 2-D and 3-D Finite Element Method”, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 45, no. 3, pp. 1772-1775
Katsumi Yamazaki and Yuji Kanou
2009年 3月
IEEE Transactions on Magnetics

"Investigation of eddy current loss in divided Nd-Fe-B sintered magnet for synchronous motors due to insulation resistance and frequency”, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 44, no.11, pp. 4269-4273
Katsumi Yamazaki, Masayki Shina, Masashi Miwa, and Jun Hagiwara
2008年 11月
IEEE Transactions on Magnetics

「電磁鋼板の渦電流を直接考慮した回転機の鉄損解析」,電気学会論文誌D, 128巻, 11号,pp.1298-1307
山崎 克巳,谷田 誠, 里見 倫
2008年 11月
電気学会論文誌D

"An adaptive finite element method for minor shape modification in optimization algorithms”, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 44, no. 6, pp. 1202-1205
Katsumi Yamazaki, Hiroki Ishigami, Atsushi Abe
2008年 6月
IEEE Transactions on Magnetics

"Eddy Current Analysis Considering Lamination for Stator Core Ends of Turbine Generators”, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 44, no. 6, pp. 1502-1505
Katsumi Yamazaki, Shin Tada, Hisashi Mogi, Yoichi Mishima, Chikara Kaido, Shinichi Kanao, Kazuhiko Takahashi, Kazumasa Ide, Ken’ichi Hattori, Akihito Nakahara
2008年 6月
IEEE Transactions on Magnetics

「集中巻IPMモータの鉄損及び磁石渦電流損解析」,電気学会論文誌D, 128巻, 5号,pp.678-684
山崎 克巳, 磯田 翼介
2008年 5月
電気学会論文誌D

「電磁界解析による誘導電動機の漂遊負荷損算定」,電気学会論文誌D, 128巻, 1号,pp.56-63
山崎克巳・渡辺裕太
2008年 1月
電気学会論文誌D

「弱め界磁制御時の高調波鉄損を低減したIPMモータの開発」,電気学会論文誌D, 127巻, 8号,pp.837-843
山崎克巳,大木俊治,根津章, 池見健
2007年 8月
電気学会論文誌D

「電気機器の最適化計算のための形状修正アダプティブ有限要素法」電気学会論文誌B, 127巻, 8号, pp. 882-888
山崎克巳,石上洋希
2007年 8月
電気学会論文誌B

「タービン発電機の固定子鉄心端部における面内渦電流解析法に関する基礎検討」,電気学会論文誌D, 127巻, 5 号, pp.528-535
山崎克巳,多田伸,渡辺裕太,茂木尚,開道力,金尾真一,高橋和彦,井出一正,服部憲一,中原明仁
2007年 5月
電気学会論文誌D

”Hi-speed prediction of strict numerical solutions using multi-adaptive-meshing”, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 43, no. 4, pp. 1477-1480
Katsumi Yamazaki, Nobuyoshi Yamada
2007年 4月
IEEE Transactions on Magnetics

「キャリア高調波を考慮したIPMモータの損失解析-三次元有限要素法による永久磁石渦電流損算定-」,電気学会論文誌D, 127巻, 1号, pp. 87-94
山崎克巳,阿部敦
2007年 1月
電気学会論文誌D

"Iron loss analysis of interior permanent magnet synchronous motors –Variation of main loss factors due to driving conditions", IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 42, no. 4, pp. 1045-1052
Katsumi Yamazaki, Yoshiaki Seto
2006年 8月
IEEE Transactions on Industry Applications

"Inter-bar current analysis of induction motors using 3-D finite element method considering lamination of rotor core”,IEEE Transactions on Magnetics, vol. 42, no. 4, pp. 1287-1290
Katsumi Yamazaki, Yuta Watanabe
2006年 4月
IEEE Transactions on Magnetics

"Loss analysis of induction motors considering carrier harmonics of PWM inverters", IEEJ Transactions on IA, vol. 126, no. 4, pp. 379-38
Katsumi Yamazaki, Yoshihiro Abe
2006年 4月
IEEJ Transactions on IA

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