SI機能素子による電力周波数の資源化利用システムの開発

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01850055
• Research Institution: University of Tokyo
• Principal Investigator: 原島 文雄 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (60013116)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 近藤 正示 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (00126062) ; 橋本 秀紀 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (30183908)
• Keywords: SI機能素子 / SIサイリスタ / SIT / 電力変換器 / 電力周波数 / 共振型インバ-タ

Research Abstract

本研究は、電力を任意に変換し電力周波数そのものを資源化し有効活用する技術の開発を手指して行われた。
現在の電力系統の周波数は50Hzまたは60Hzで一定であるが、電力負荷機器は様々な電調周波数を必要としている。たとえば、交流電動機の回転速度はほぼ駆動電源周波数で決まり、可変速運転を行うためには可変周波数の電源が必要である。また、FA化工場あるいはインテリジェントビルなどロ-カルエリアにおいては、受電設備に電力変換器を設置すれば電力周波数を任意に変換して利用することができ、400Hz程度に高周波数化すれば絶縁トランスを小型軽量化できる。また、電力変換器にバッテリ-を付加すれば、無停電電源装置として機能させることが可能となり、瞬時停電を許容しないコンピュ-タなどにも高信頼度の安定した電力の供給が可能となる。
電力の変換と制御は、電力用半導体素子のスイッチングを利用したパワ-エレクトロニクス技術により可能である。ただし、従来の技術では、電圧または電流を強制的にオン/オフするためにスッチング損失が発生し、これにより動作周波数が制限されていた。これに対処するため、本研究では共振形電力変換装置を開発した。すなわち、電力変換回路に共振回路を付加することにより電力用素子に加わる電圧がほぼ零となるタイミングを生じさせ、このタイミングで素子の切り替えを行うことによりスイッチング損失を極めて小さくし、高効率な電力変換装置を開発した。

Research Products

• [Publications] 原島 文雄: "可変構造理論によるパラメ-タ同定手法に関する考察" 第29回計測自動制御学会学術講演会予稿集. No.JS1-5 (1990)
• [Publications] 原島 文雄: "可変構造系を用いる多入力多出力非線形系のパラメ-タ同定" 第29回計測自動制御学会学術講演会予稿集. No.JS1-6 (1990)
• [Publications] 原島 文雄: "DSPを用いたサ-ボシステムの予測制御(位置サ-ボ系による軌道迫従実験)" 電気学会論文誌. 110ーD No.9. 990-996 (1990)
• [Publications] Fumio Harashima: "High Performance.Torque Control of Induction Motor by Speed Sensorless Vector.Control" '90 KACC. 1410-1414 (1990)
• [Publications] Fumio Harashima: "VSS.Observer for Linear Time Varying System" IEEE IECON '90. Vol.1. 34-39 (1990)
• [Publications] Fumio Harashima: "Prediction Based DC Servo Control System in Robtic Arm" IEEE IECON '90. Vol.1. 294-299 (1990)