回転機制御技術を活用した電磁エネルギー変換に関する研究
| Project/Area Number |
21K04027
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University (2022-2023)
Osaka Prefecture University (2021) |
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Principal Investigator |
井上 征則 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (50580148)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 電磁エネルギー変換 / 非接触給電 / 回転機制御 / パワーエレクトロニクス |
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| Outline of Research at the Start |
電磁エネルギー変換として共通点を持つ電磁誘導方式による非接触給電システムとモータ駆動システムについて、電力最大化や高効率運転の制御法を研究する。本研究では、既に多くの数式モデルや制御法が報告されているモータ駆動システムの数式モデルと制御法を拡張し、非接触給電に適用する。特に三相の非接触給電コイルを用いることでモータ駆動システムでは主流の「ベクトル制御」, 「パルス幅変調」,「三相インバータ」の標準構成があれば、非接触給電システムの制御も可能となることを目指す。これにより、コスト増加や信頼性低下を招くセンサ類を多く設置するのではなく、最低限の情報（巻線の電圧と電流など）を用いる制御法を実現する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は前年度に未実施項目が残っていた「非接触給電システムの制御法や推定法の構築」に加えて、予定していた「シミュレーションと実機実験による有効性検証」を実施した。
非接触給電コイルの状態（位置, 距離）を考慮し、印加電圧に同期した回転座標系上における数式モデルを導出した。位置と距離はインダクタンスに考慮しモデル化を行った。導出した数式モデルによって、三相ではなく、直交座標上かつ直流量で特性を評価できるようになった。シミュレーションモデルにおいても、三相変圧器による回路モデルではなく、回転・直交座標上での状態方程式による表現で実現できるようになった。さらに、非接触給電コイルの実機を用いて数式モデルのパラメータ詳細について測定値も取得した。測定結果に基づき電流制御特性を比較検討したが、制御の誤差が大きく、数式モデルの妥当性を含めて本課題の研究期間後も引き続き研究を進める予定である。
本研究の研究期間全体を通して、モータ駆動システムと同様の構成として回転座標上での電流制御器と三相インバータの組み合わせを実現でき、制御法の構築に必要な数式モデルを得ることができた。非接触給電では単相コイルを１対１で使用することが多く、三相交流で直交成分を用いるベクトル制御の考え方は積極的に利用されていなかった。三相巻線による給電コイル構成を用いることでベクトル表現が容易であることに注目したが、導出した数式モデルはまだ制御に容易に利用できるところまで整理・簡略化できておらず引き続き検討が必要な課題も残った。
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Report
(3 results)
Research Products
(1 results)
