世界へ省エネエアコンを推進する省資源インバータのモータ電流センサレス電源電流制御
| Project/Area Number |
22K14251
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology |
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Principal Investigator |
阿部 晃大 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 准教授 (20822894)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
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| Keywords | パワーエレクトロニクス / インバータ / 永久磁石同期モータ / 電解コンデンサレスインバータ / 電源電流制御 / 電流センサレス / IPMSM / 電源電流高調波 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、省エネ性の高いモータ家電を国際普及させるために、シンプルで小型軽量な究極の低コストインバータを実現することである。低コスト化への最大の課題は、規格により規制されている電源高調波を抑制するために付加回路が必要なことであり、これが、インバータを搭載した省エネモータ家電の国際普及の弊害となっている。本研究では、インバータだけで電源電流とモータを同時に制御するのに加え、モータ電流センサレスを実現する新しい電源電流制御技術を開発する。これにより、電源高調波問題を解決するための力率改善回路が不要となり、かつモータ電流センサも搭載の必要がなくなるため究極の低コストインバータが実現可能となる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、省エネ性の高いインバータエアコンを国際的に普及させるために、力率改善(PFC)回路や嵩の大きい電解コンデンサ、重いリアクトルなどの付加部品が一切無い、シンプルで小型軽量な究極の低コストインバータを実現することである。インバータの低コスト化を妨げる最大の課題は、規格により厳しく規制されている電源高調波を抑制するために、付加的な回路が必要となることであり、これが結果的にインバータを搭載したエアコンの国際的な普及の大きな障害となっている。そこで本研究では、インバータからモータまでの従来の物理モデルに加えて、インバータから電源までの新たな物理モデルを構築し、電源高調波抑制と電流センサレス制御を同時に両立させるモータ制御系を実現することを目指している。
前年度においては、モータの動作条件を定格負荷および定格回転速度に設定した場合の検討を実施し、電源高調波の抑制とセンサレス制御を両立する手法の有効性を確認することができた。しかしながら、軽負荷および低回転速度での動作が難しいことが判明したため、今年度は動作領域を変更した場合の検討を進めることにした。
軽負荷および低回転速度の条件で電源高調波の抑制とセンサレス制御を両立させようとする場合には、考慮すべき電圧ベクトルパターンが増加することが確認された。また、軽負荷時において電源電流量が小さいため、電源電流の高調波量は大きくなく、電源高調波規格（例えば、IEC61000-3-2等）を充分に満たすことも確認された。次年度においては、実機を用いた実験により提案手法の妥当性をさらに詳細に検証していく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
提案する手法のベースが出来上がり、前年度に発見した課題を解決して機能の改善ができたため。
次年度は現在行っている実機実験の準備を進め、実機実験での提案法の妥当性の検討を行う。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の検討の中で動作条件が機能へ与える影響も検証できたため、次年度は実機実験での検証ができるよう引き続き研究を進めていく。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
