モータドライブの実省エネと高信頼により多様化に優れるダイバーシティインバータ開発
| Project/Area Number |
20H02127
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
|
|---|
| Research Institution | Shizuoka University (2022-2023)
Nagaoka University of Technology (2020-2021) |
|---|
Principal Investigator |
芳賀 仁 静岡大学, 工学部, 准教授 (10469570)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊東 淳一 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (90377218)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
|
|---|
| Keywords | パワーエレクトロニクス / モータドライブ |
|---|
| Outline of Research at the Start |
初年度は、提案するモータドライブシステムの設計製作を行う。また、入出力波形の改善に向けた回路制御技術の研究を行う。シミュレーションによりその有効性を確認する。
次年度以降は、試作機の静特性の評価を行う。入出力波形の評価そして変換効率を評価する。そして、実使用条件を考慮して、電源電圧歪み、負荷変動時における安定動作と高性能化に関する研究開発を実施する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，商用電源をもつ可変速モータドライブのグローバルな普及を目指して，モータを設置する電源環境，負荷変動に制約がなく，電源に悪影響を与えず，小型軽量省エネで多様性に優れるモータドライブ「ダイバーシティインバータ」を開発した。電源環境と電力変換器とモータを巨視的に捉えたモータドライブおよび制御法を開発した。なかでも今年度は，単相商用電源を持つダイバーシティインバータとして，単相電解コンデンサレスデュアルインバータおよびオープン巻線IPMSMを用いたモータドライブシステムの制御技術を開発した。電解コンデンサレス電力変換器を用いたモータドライブシステムのシステム効率およびモータ運転範囲拡大を目的とした，電解コンデンサレスデュアルインバータの新しい電力補償制御法を提案した。提案制御法の特長は，1次側インバータによる電源力率の改善動作，2次側インバータによる有効電力脈動補償および定常的な無効電力補償を実現できる。2次側インバータによる無効電力補償により，1次側インバータの出力電圧ベクトルを抑制し，モータ運転範囲およびシステム効率の改善を狙う。
提案制御法の有効性を検証するために，オープン巻線IPMSMおよび電解コンデンサレスデュアルインバータを用いた実機実験を行った。実験結果より，従来の電解コンデンサレスインバータと比べて，トルク脈動を98.9 %抑制すると同時に電源力率98.6 ％での駆動を確認した。また，電解コンデンサレスインバータおよび従来制御法で動作する電解コンデンサレスデュアルインバータとのモータ運転範囲の比較では，同速度条件における最大トルク値を114 %向上した。効率評価では，同運転条件において，システム効率を最大で33.9 pt.向上できた。
|
| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(4 results)
Research Products
(24 results)
