高速演算プロセッサを用いたフライホイール式単相無停電電源装置の開発

• Project/Area Number: 05750270
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 電力工学・電気機器工学
• Research Institution: Sendai National College of Technology
• Principal Investigator: 安東 至 仙台電波工業高等専門学校, 電子制御工学科, 講師 (20212665)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1993: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 無停電電源装置 / フライホイール / 誘導機 / すべり周波数制御方式

Research Abstract

本研究の最終目的は、デジタルシグナルプロセッサ(以下、DSP)を用いて、フライホイール付き誘導機の電力制御、コンバータ制御、インバータ制御を行い、DSPを用いた全デジタル制御方式によるフライホイール式無停電電源装置を開発することである。本年度の開発計画は、電源異常時のエネルギー源となるフライホイール付き誘導電動発電機のエネルギー制御をDSP制御による三相インバータにより実現することである。
DSPによるエネルギー制御を行うにあたり、DC電圧と誘導機の回転数をDSP内に取り込む必要があり、高速A/D変換インターフェースボードおよび制御ソフトウエアを設計開発した。高速A/D変換インターフェースボードは変換時間3muSのA/D変換器を用い、また回転数取り込みには全デジタル周波数逓倍回路を設計し、各々12bitの高速高精度入力を可能にした。制御ソフトウエアは、16kHzの割込信号の度に各データをDSP内に取込み、すべり周波数制御処理を施し、次の割込信号までの間に電力制御用三相インバータへの出力も含めて処理を完了する。また、電源異常時は瞬時にエネルギー回生処理を行えるよう強制割込モードを使用し、同時に復電を検出判断する二重の電源異常監視機能を装備した。
以上の開発により、フライホイール付き誘導機へのエネルギー貯蔵は極めて滑らかな貯蔵過程をたどり、約12分でエネルギー貯蔵を完了することができた。また、電源異常時のエネルギー回生制御においても瞬時にエネルギーの回生制御が行われ、良好な結果が得られることを確認できた。このことから、本年度の研究開発計画は計画通り完了した。
今後の計画としては、コンバータおよびインバータもDSPによる制御方式とし、全デジタル制御方式によるフライホイール式UPSの開発を行う予定である。

Research Products

• [Publications] 安東,至: "フライホイール式USPの開発(DSPを用いたフライホイールエネルギー制御)" 電気関係学会東北支部連合大会・講演論文集. 303 (1993)