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次世代マルチレベル・インバータを用いた高圧大容量モータの可変速駆動に関する研究

Research Project

Project/Area Number 15J04165
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Power engineering/Power conversion/Electric machinery
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

岡﨑 佑平  東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords高圧電動機駆動 / 高圧インバータ / 発電制動 / 受動素子小型化 / 系統連系 / 次世代マルチレベル・インバータ / 高圧同期電動機駆動 / コンデンサ小型化 / 複数台の電動機駆動
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、次世代マルチレベルインバータを用いた電動機の発電制動と受動素子の小型化に着手した。前者については、実験室ミニモデル(400V 15 kW)を設計、製作し、良好な電動機の制動特性を実験により確認した。後者については、新しいシステム構成を提案した。その結果、従来の次世代マルチレベルインバータと比較して、受動素子の体積を大幅に低減できることを理論、数値解析、シミュレーションにより確認した。上記に追加して、電動機駆動システムに必要不可欠な系統電流の高調波についても検討した。その結果、新しいシステム構成を提案し、安価で堅牢なダイオード整流器を使用しながら系統連系規制を満足できることをシミュレーションにより確認した。このように、本研究では次世代マルチレベルインバータを基盤とし、高圧電動機駆動の実用的な要求を満足する回路、制御、システム構成について検討した。上記の研究成果についてはそれぞれ学術論文誌、学会論文にまとめ、発表済みである。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Experimental comparisons between modular multilevel DSCC inverters and TSBC converters for medium-voltage motor drives2017

    • Author(s)
      Y. Okazaki, W. Kawamura, M. Hagiwara, H. Akagi, T. Ishida, M. Tsukakoshi, R. Nakamura
    • Journal Title

      IEEE Transactions of power electronics

      Volume: 32 Issue: 3 Pages: 1805-1817

    • DOI

      10.1109/tpel.2016.2562103

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Dynamic Braking for a Medium-Voltage Induction Motor Driven by a Modular Multilevel DSCC Inverter2017

    • Author(s)
      岡崎 佑平、塩田 駿、赤木 泰文
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Industry Applications

      Volume: 137 Issue: 2 Pages: 175-182

    • DOI

      10.1541/ieejias.137.175

    • NAID

      130005308512

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Capacitor-voltage balancing for a modular multilevel DSCC inverter driving a medium-voltage synchronous motor2016

    • Author(s)
      Y. Okazaki, H. Matsui, M. M. Muhoro, M. Hagiwara, H. Akagi
    • Journal Title

      IEEE Transactions of Industry Applications

      Volume: 52 Issue: 5 Pages: 4074-4083

    • DOI

      10.1109/tia.2016.2558638

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Feasibility Study of a Modular Multilevel DSBC Conversion System Equipped With Medium-Frequency Isolation Transformers for Driving Multiple Medium-Voltage Motors2016

    • Author(s)
      岡崎 佑平, 赤木 泰文
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Industry Applications

      Volume: 136 Issue: 12 Pages: 1005-1014

    • DOI

      10.1541/ieejias.136.1005

    • NAID

      130005171464

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] モジュラー・マルチレベルDSCCインバータのコンデンサ電圧変化幅を最小化する誘導電動機の制御法:二乗低減トルク負荷への応用2016

    • Author(s)
      岡﨑 佑平・松井 仁志・M. Moses Muhoro・萩原 誠・赤木 泰文
    • Journal Title

      電気学会産業応用部門論文誌

      Volume: 136 Pages: 336-345

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 「12パルス整流器とモジュラー・マルチレベルDSCCインバータを使用する電動機駆動システムの系統電流高調波の抑制2016

    • Author(s)
      岡﨑 佑平,赤木 泰文
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2016-03-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Multiple medium-voltage motor drives using modular multilevel cascade converters with medium-frequency transformers2015

    • Author(s)
      Y. Okazaki, M. Hagiwara, and H. Akagi
    • Organizer
      IEEE IFEEC Taiwan
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2015-11-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Enhancement on capacitor-voltage-balancing capability of a modular multilevel cascade inverter for medium-voltage synchronous-motor drives2015

    • Author(s)
      Y. Okazaki, H. Matsui, M. M. Muhoro, M. Hagiwara, and H. Akagi
    • Organizer
      IEEE ECCE Canada
    • Place of Presentation
      Montreal, Canada
    • Year and Date
      2015-09-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 複数台の高圧・大容量電動機を駆動する高周波交流リンクモジュラー・マルチレベル・カスケード・コンバータ (MMCC)2015

    • Author(s)
      岡﨑 佑平・萩原 誠・赤木 泰文
    • Organizer
      電気学会産業応用部門大会
    • Place of Presentation
      大分
    • Year and Date
      2015-08-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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