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レグ共通形電力変換器における数理計画法に基づくリアルタイム高効率制御法の開発

Research Project

Project/Area Number 14750218
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 電力工学・電気機器工学
Research InstitutionAkita National College of Technology

Principal Investigator

安東 至  秋田工業高等専門学校, 電気情報工学科, 助教授 (20212665)

Project Period (FY) 2002 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2004: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2003: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2002: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Keywordsレグ共通形電力変換器 / 数理計画法 / 高効率 / スイッチング損失 / 導通損失 / DSP
Research Abstract

本研究における本年度の計画は,用途の広い容量2kVAの1レグ共通形単相ブリッジ形電力変換器において,入力力率99%以上,出力電圧歪み率5%以下を達成する制約条件の下で,入出力における総合効率が平均的に最も高くなる本各レグ制御法を適用した実機を試作し,実験を通して効率的有効性を実証することである。さらに,三相アクティブフィルタにも適用し,有用性を明らかにすることである。
1レグ共通形単相ブリッジ形電力変換器においては,以下の結果が得られた。
1.1kW以上の負荷において入力力率99%以上,DC電圧変動率1%以下に制御できていることを確認できた。
2.正弦波入力電流,出力電圧を確認し,抵抗負荷において出力電圧変動率は2%以下,出力電圧歪率5%以下を達成できた。
3.各レグ出力電圧は,抵抗負荷においてはスイッチングを必要としない期間である電源と負荷との直送領域が大幅に増加し,本制御法を適用しない場合に比べて,1.4kW以上で3%,500W以下では10%以上の効率向上が確認できた。
4.容量性あるいは誘導性負荷の場合は,リアルタイムに最高効率が得られるよう適切にスイッチングを選択し制御されていることが確認できた。
本各レグ制御法を適用した三相アクティブフィルタについては,シミュレーションにより検討し,以下の結果が得られた。
1.整流器負荷においても入力力率99%以上,歪率2%以下の正弦波入力電流を達成した。
2.500W以下においては,10%程度の効率向上が確認できた。
以上の結果を踏まえ,開発した本制御法は,入力力率や出力電圧等の入出力特性においては従来手法と大差なく,効率においては2kWにおいて3%程度,軽負荷においては10%以上の高効率化を可能にすることが確認でき,その有効性を実証し本研究の目的を達成することができた。

Report

(3 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2004 Other

All Journal Article (2 results) Publications (6 results)

  • [Journal Article] レグ共通形電力変換器における リアルタイム高効率スイッチング手法の開発2004

    • Author(s)
      豊島史征服, 安東至, 芳賀仁, 大石潔
    • Journal Title

      電気関係学会東北支部連合大会講演論文集

      Pages: 117-117

    • NAID

      130004677228

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of High Efficiency Control Method for Common Leg Converter using Golden Section Method2004

    • Author(s)
      Itaru Ando, Fumiyuki Toyoshima
    • Journal Title

      Proceedings of the IEEE International Conference on Industrial Electronics, Control and Instrumentation IECON2004

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] Itaru Ando: "High Efficient Parallel-Connected Induction Motor Speed Control with Unbalanced Load Condition using One Inverter"Proceedings of the IEEE International Conference on Industrial Electronics, Control, and Instrumentation.. 162-167 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 安東至: "フライホイール式単相無停電電源装置の一構成法"電気学会半導体電力変換研究会資料. SPC-04-33. 7-12 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 安東至: "高効率ダイオード整流回路を有するFW式単相UPS"電気学会東京支部新潟支所研究発表会. 70 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 安東至: "スコット結線変圧器機能を有する三相-単相電力変換器の検討"電気学会全国大会. (発表予定). (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 安東 至: "電流センサのみを用いた正弦波PWMコンバータの一制御法"電気関係学会東北支部連合大会講演論文集. 2E22. 193 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 安東 至: "電流シュミレータを用いた1インバータによる複数誘導機の高効率速度制御法"電気学会産業計測制御研究会資料. IIC-03-46. 7-12 (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report

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Published: 2002-04-01   Modified: 2016-04-21  

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