共振型電力変換器の回路構成まで考慮した最適化に関する研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05402037
• Research Institution: The 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 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (00126062) ; 橋本 秀紀 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (30183908)
• Keywords: 電力変換システム / PWM型電力変換システム / 共振型電力変換システム / 空間ベクトル制御 / 菱形スイッチング制御 / フィルタ出力電圧制御 / シミュレーション / 共振型電力変換器

Research Abstract

低損失・低ノイズで電力変換システムのスイッチング周波数を高周波数化することは、良質な電力エネルギーを効率的に利用し、さらには電力変換機器の小型化や低コスト化のために重要な課題である。しかし、従来、主に使用されてきた、電流を強制的にオン/オフするPWM型電力変換システムでは、高周波数化により損失が大きくなる問題がある。当研究室では、共振現象を利用したゼロ電圧(電流)スイッチングにより、低損失で高周波数化が可能な共振型電力変換システムを研究しており、実用化における問題点を明確にしつつある。
本年度は、以前に開発・試作した誘導電動機駆動用回生機能付き共振型直流リンクコンバータ・インバータシステムを再検討し、より一層の高周波数化と低損失化のために、入力側コンバータに対する空間ベクトル制御による3つのスイッチング方式と、出力側インバータに対する2つの制御方式を提案し検証した。今回は定常状態について、それぞれの方式を主に高性能ワークステーション上でのシミュレーションと高調波分析により比較検討した。また、計測・制御ボードを試作し、実験的な検証も試みている。
その結果、出力波形歪みを軽減することによりスイッチング損失やノイズを低減する方式として、入力側コンバータを菱形スイッチング制御方式とし、出力側インバータをフィルタ出力電圧制御方式とすることが、有効であることが明らかになりつつある。

Research Products

• [Publications] S.H.Yang: "Evaluation of the Loss in the Parallel Resonant DC Link Inverter and Proposal of the Control Method" Journal of KIEE(大韓民国電気学会論文誌). 43. (1993)
• [Publications] Korondi Peter: "共振型コンバータ・インバータにおける空間ベクトル制御の適用" 半導体電力変換研究会 電気学会研究会資料. SPC-94-15. 85-94 (1994)
• [Publications] Korondi Peter: "A Novel Indirect Current Control Strategy for Parallel Resonant Inverters" 平成6年度電気学会全国大会論文集. (1994)