Development of 3+1 Lv. Inverter for Efficient Motor Drive Systems

• Project/Area Number: 25K01213
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21010:Power engineering-related
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 日下 佳祐 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (40826202)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2028: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2027: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2026: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: 3+1レベルインバータ / 3レベルインバータ / 空間ベクトル変調 / フライングキャパシタ / モータドライブ

Outline of Research at the Start

国内の消費電力量のうち，モータ駆動に要する消費電力量は約55%を占めている。これらのうち中・大容量のモータドライブシステムでは，半導体スイッチを多段化する３レベルインバータが広く採用されている。本研究ではこれらのモータドライブシステムのインバータ効率改善とモータ効率改善の両立を目的とする。本目的達成のため，回路構成を変えることなく電圧レベル数を３から４に増やすことが可能な「３＋１インバータ」を開発し，インバータの効率を1ポイント改善，モータの高調波損失の原因となる出力電流リプル（キャリア周波数成分）を20%低減可能であることを試験器により実証する。