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Advance

Hane　Yoshiki

    Department of Electrical and Electronic Engineering　Associate Professor
    Research Institute of Industrial Technology　Researcher
    Course of Electricity， Electronics and Communications　Associate Professor
Last Updated :2025/04/19

Researcher Information

Degree

  • Doctor of Philosophy (Engineering)（2021/03 Tohoku University）

Research funding number

  • 40908753

ORCID ID

J-Global ID

Research Interests

  • magnetic hysteresis behavior   magnetic circuit analysis   

Research Areas

  • Manufacturing technology (mechanical, electrical/electronic, chemical engineering) / Electrical power engineering

Academic & Professional Experience

  • 2021/05 - Today  Tohoku UniversityGraduate School of EngineeringDepartment of Electrical Engineering

Education

  • 2017/04 - 2021/03  Tohoku University  Graduate School of Engineering  Department of Management Science and Technology
  • 2013/04 - 2017/03  Tohoku University  Faculty of Engineering  Department of Information and Intelligent Systems

Association Memberships

  • Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)   The Institute of Electrical Engineers of Japan   The Magnetic Society of Japan   

Published Papers

Books etc

  • 電気学会誌11月号
    (Joint work特集 パワーエレクトロニクス用磁気受同部品のための高周波電磁界解析－３ 磁心の表皮効果モデリング技術)2024/11
  • 電磁界解析の先進応用技術
    (Joint work1.4.2項，1.5節，2.8節)2023/06
  • 電磁界解析による回転機の高精度性能評価技術
    (Joint work3.1.2項)2022/12
  • 磁気回路法に基づくヒステリシスモデリングの適用範囲拡大に関する研究（博士論文）
    羽根吉紀 (Single work)2021/03

Conference Activities & Talks

  • Comparison of Minor Loops between H-Input and B-Input Vector Play Model Identified from Major Loops  [Not invited]
    K. SUGAHARA; A. AHAGON; Y. HANE; A. SAUSENG; L. DOMENIG
    2024/06  Poster presentation
  • Improving Beam Commissioning by Fast Computation of Magnetic Field of Accelerator Magnets Considering Magnetic Hysteresis  [Not invited]
    Y. ONCHI; K. SUGAHARA; A. AHAGON; Y. ISHI; Y. HANE
    CEFC 2024  2024/06  Poster presentation
  • Reluctance Network Model of V-Type IPMSM for Accurate and Practical Design  [Not invited]
    Y. Hane; K. Nakamura
    INTERMAG2024  2024/05  Oral presentation
  • Computational Speed Improvement of Reluctance Network Analysis Combined with Play Model  [Not invited]
    Y. Hane; K. Sugahara
    INTERMAG2024  2024/05  Oral presentation
  • Calculation Accuracy Improvement of Magnetic Hysteresis Based on Simplified LLG Equation for Electric Machines  [Invited]
    Y. Hane
    4th International Conference on Materials Science & Nanotechnology  2023/10  Invited oral presentation
  • Dynamic Hysteresis Modeling Technique for Various Core Materials Based on Magnetic Circuit  [Invited]
    Y. Hane
    CMPMEET2023  2023/06  Invited oral presentation
  • High-Speed Iron Loss Calculation of Permanent Magnet Synchronous Motor Combining Reluctance Network Analysis and One-Dimensional Magnetic Circuit Models Considering Dynamic Hysteresis Behavior  [Not invited]
    Y. Hane; K. Nakamura
    IEEE INTERMAG 2023  2023/05  Oral presentation
  • Experimental Examination on Influence of Magnetic Hysteresis Behavior and Magnetic After Effect of Gap Magnetic Field Generated by Particle Accelerator Electromagnet  [Not invited]
    Y. Hane; K. Nakamura; K. Fujiwara; K. Sugahara; T. Urata; Y. Ishi
    The 13th International Particle Accelerator Conference (IPAC'22)  2022/06  Poster presentation  Bangkok 
    When controlling the magnetic field generated by accelerator magnets, the magnetic hysteresis behavior is one of the practical obstacles in determining the current values. Among various hysteresis models proposed in the electric machine field, the play model is well-known for its high expressiveness of the measured data and ease of coupling with the electromagnetic field analysis. Hence, it is desirable to apply the play model to accelerator magnets as well. However, the magnetic after effect cannot be neglected in accelerator magnets. The influence of the magnetic after effect on the magnetic hysteresis has never been quantitatively studied. Thus, in this presentation, the gap magnetic field of accelerator magnets was measured under various excitation conditions, to acquire the experimental data for modeling. As a result, it was found that the magnetic after effect may affect the magnetic hysteresis behavior, and accordingly indicated that the play model cannot be directly applied to accelerator magnets. In the future, we plan to establish a novel hysteresis model considering the magnetic after effect in combination with the previous model.
  • Iron Loss Calculation Method of Interior Permanent Magnet Motor Taking Carrier Harmonics into Account Based on Reluctance Network Analysis Representing Dynamic Hysteresis Characteristics  [Not invited]
    Y. Hane; Y. Uchiyama; K. Nakamura
    MMM-INTERMAG 2022  2021/12  Oral presentation
  • A Novel Reluctance Network Analysis Applicable for Open Magnetic Circuits  [Not invited]
    Y. Hane; K. Sugahara; K. Nakamura
    MMM-INTERMAG 2022  2021/12  Oral presentation
  • Dynamic Hysteresis Modeling Considering Skin Effect for Magnetic Circuit Analysis  [Not invited]
    Y. Hane; K. Nakamura
    INTERMAG 2021  2021/04  Oral presentation
  • Reluctance Network Model of Switched Reluctance Motor Considering Magnetic Hysteresis Behavior  [Not invited]
    Y. Hane; K. Mitsuya; K. Nakamura
    INTERMAG 2021  2021/04  Oral presentation
  • Dynamic Hysteresis Modeling for Magnetic Circuit Analysis by Incorporating Play Model and Cauer’s Equivalent Circuit Theory
    Yoshiki Hane; Kenji Nakamura
    INTERMAG 2020  2020/05  Oral presentation
  • Reluctance Network Model of Three-Phase-Laminated-Core Variable Inductor Considering Magnetic Hysteresis Behavior
    Yoshiki Hane; Kenji Nakamura; Takashi Ohinata; Kenji Arimatsu
    MMM-INTERMAG 2019  2019/01  Oral presentation
  • Hysteresis Modeling of Magnetic Devices Based on Reluctance Network Analysis
    Yoshiki Hane; Kenji Nakamura
    IPEC-Niigata 2018  2018/05  Oral presentation
  • Reluctance Network Model of Permanent Magnet Synchronous Motor Considering Magnetic Hysteresis Behavior
    Yoshiki Hane; Kenji Nakamura
    INTERMAG 2018  2018/04  Oral presentation

MISC

Awards & Honors

  • 2025/03 パワーアカデミー事務局 パワーアカデミー萌芽研究優秀賞
     粒子線がん治療用加速器電磁石の高速かつ高精度な磁場制御シミュレーション技術の確立 publisher 
    受賞者: 羽根吉紀;菅原賢悟;石禎浩
  • 2023/09 日本磁気学会 MSJ Distinguished Paper Award
     Reluctance Network Model of IPM Motor Repre senting Dynamic Hysteresis Characteristics for High-Accuracy Iron Loss Calculation Considering Carrier Harmonics official_journal 
    受賞者: Y. Hane;K. Nakamura
  • 2022/02 電気学会 静止器技術委員会 優秀奨励賞
     プレイモデルを取り入れたスイッチトリラクタンスモータの磁気回路網モデル 
    受賞者: 羽根吉紀;三ツ谷和秀;中村健二
  • 2021/08 The Magnetics Society of Japan MSJ Distinguished Paper Award
     A Novel Reluctance Network Model Applicable for Open Magnetic Circuits official_journal 
    受賞者: Y. Hane;K. Sugahara;K. Nakamura
  • 2021/07 The Magnetic Society of Japan MSJ Young Student Award
     A Novel Reluctance Network Model Applicable for Open Magnetic Circuits official_journal 
    受賞者: Yoshiki Hane
  • 2021/05 The Magnetic Society of Japan MSJ Young Student Award
     A Consideration of Magnetostriction Force Calculation for Transformer Core by Using Reluctance Network Analysis official_journal 
    受賞者: Yoshiki Hane
  • 2021/04 The Institute of Electrical Engineers of Japan Outstanding Paper Award for IEEJ
     Dynamic Hysteresis Modeling for Magnetic Circuit Analysis by Incorporating Play Model and Cauer's Equivalent Circuit Theory others 
    受賞者: 羽根 吉紀
  • 2019/09 The Institute of Electrical Engineers of Japan Excellent Presentation Award from the Fundamentals and Materials Society
     RNA Model combined with Play Model for Permanent Magnet Motor japan_society 
    受賞者: Yoshiki Hane
  • 2019/09 The Magnetic Society of Japan MSJ Young Student Award
     Prediction Method of Magnetic Properties in Magnetic Core due to Machining Process by using LLG Equation japan_society 
    受賞者: Yoshiki Hane
  • 2019/05 The Magnetic Society of Japan MSJ Encouragement Award for Master's Course Students
     Prediction Method of Magnetic Properties in Magnetic Core due to Machining Process by using LLG Equation official_journal 
    受賞者: Yoshiki Hane

Research Grants & Projects

  • 磁気ヒステリシスを考慮した自動車駆動用メモリモータの高効率速度制御手法の提案
    津川モーター研究財団：2024年度研究助成
    Date (from‐to) : 2025/01 -2025/12
  • Establishment of high-accuracy and high-speed characteristics calculation method and iron loss calculation method considering carrier harmonics for IPM motors for electric vehicles based on reluctance network analysis
    Nagamori Foundation：永守財団研究助成 助成A
    Date (from‐to) : 2024/10 -2025/09
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
    Date (from‐to) : 2022/04 -2025/03 
    Author : 羽根 吉紀
  • Establishment of high-accuracy and high-speed characteristics calculation method and iron loss calculation method considering carrier harmonics for IPM motors for air conditioners based on reluctance network analysis
    Nagamori Foundation：永守財団研究助成
    Date (from‐to) : 2022/10 -2024/09 
    Author : Yoshiki Hane
  • 粒子線がん治療用加速器電磁石の高速かつ高精度な磁場制御シミュレーション技術の確立
    パワーアカデミー事務局：パワーアカデミー研究助成
    Date (from‐to) : 2023/02 -2024/03 
    Author : 羽根吉紀; 菅原賢悟; 石 禎浩
  • 次世代EV・HEV用高効率PMモータの開発
    パワーアカデミー事務局：パワーアカデミー研究助成
    Date (from‐to) : 2022/02 -2023/03 
    Author : 羽根吉紀
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    Date (from‐to) : 2020/04 -2023/03 
    Author : 菅原 賢悟; 石 禎浩; 藤原 耕二; 中村 健二; 羽根 吉紀
     
    粒子加速器による磁場制御の精度をさらに向上させるためには、これまで粒子加速器分野で研究されてこなかった磁気ヒステリシスや磁気残効をモデル化することが必要である。本論文では、モデル化に必要な実験データを取得するため、電磁石の磁場測定環境の構築及び磁場測定を行い，測定した基礎データの分析を行った．測定結果より，磁気余効の時定数より十分に長い待機時間を設けた場合，渦電流などによる磁場の遅れが増加するという現象と真逆の現象を確認した． この現象の原因については今後の研究で明らかにしていく必要がある．また，電気機器の分野において提案されたヒステリシスモデリング手法は，そのままの形では加速器の分野に適用できないことを明らかにした．したがって，これらの現象を考慮した新たなモデリング手法の確立も必要である．
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    Date (from‐to) : 2019/04 -2022/03 
    Author : Yoshiki Hane
     
    本年度は，ISGシステム用クローポールモータの最適設計を目的とし，LLG方程式を用いた加工後の電磁鋼板の磁気特性予測，並びに磁気回路法に基づく鉄損および磁歪力の算定に関する検討を行った。 LLG方程式を用いた加工後の電磁鋼板の磁気特性予測においては，高圧延加工を施された電磁鋼板の磁気特性の予測精度向上に関する検討を行った。従来の予測手法では，30%以上の高圧延率において，直流ヒステリシスループの予測精度が低下するという問題があったが，圧延に伴う磁化過程の変化を勘案した補正係数をLLG方程式に加えることで，保磁力，最大磁束密度，ヒステリシス損の計算値が実測値に対して10%以内と，予測精度が大幅に向上することを明らかにした。 磁気回路法に基づく鉄損算定においては，従来は困難であったPWM励磁時のマイナーループの高精度な算定を目的とし，磁気ヒステリシスを表現可能なプレイモデル，並びに高周波における表皮効果の影響を考慮可能なCauerの等価回路理論を取り入れた磁気回路モデルを構築した。本手法により得られた計算値を実測値と比較した結果，マイナーループの形状を精度良く表現可能であることを示した。さらに，鉄損については計算値と実測値の誤差5%以内と，非常に高精度に算定可能であることを明らかにした。 磁気回路法に基づく磁歪力算定においては，高精度かつ実用的な計算時間と計算機容量での算定を目指し，鉄心の磁気回路網モデルより求めた各部の磁束密度分布に基づき，発生する磁歪力を近似的に算出する方法を構築した。本手法を用いて，簡便な形状の巻鉄心の磁歪力算定を行った結果，計算時間は1秒未満であったことから，今後，クローポールモータの解析においても，大幅な計算時間と計算機容量の削減が期待される。

Teaching Experience

  • Seminar 1・2
    Toyo University
  • Graduation Research 1・2
    Toyo University
  • Electromagnetics 1
    Toyo University
  • Electric Machinery 1・2
    Toyo University
  • Power Electronics
    Toyo University
  • Control System
    Toyo University

Committee Membership

  • 2022/01 -2023/12   IEEE Magnetics Society Sendai/Sapporo Joint Section Chapter 委員

Media Coverage

  • 磁気ヒステリシス損を考慮したモータのモデル化を1D-CAE(Ansys Twin Builder)で可能に
    Date : 2025/02
    Writer: Other than myself
    Publisher, broadcasting station: サイバネットシステム株式会社
    https://www.cybernet.co.jp/ansys/case/interview/093/index.html Internet

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