直交磁心型DC-AC変換器を用いた太陽光発電システムの実用化研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05555080
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 一ノ倉 理 東北大学, 工学部, 助教授 (20134017)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 秦泉寺 敏正 東北大学, 工学部, 教授 (10216260)
• Keywords: 太陽光発電システム / DC-AC変換器 / 直交磁心 / 非線形磁気応用

Research Abstract

本研究は,筆者の着想による直交磁心型DC-AC変換器を用いた連系方式の太陽光発電システムの実用化を目的とし,家庭用規模の変換器の製作と太陽電池模擬電源による検証を行うとともに,太陽電池による不規則な発生電力を有効に利用するための最適制御方式の確立を図るもので,平成5年度より2カ年の予定で進めているものである.以下に平成5年度における研究成果を記述する.
1.太陽電池模擬電源の製作:プログラマブル直流電源とマイクロコンピュータにより,3kW程度の太陽電池アレイの出力特性を極めて良好に再現する模擬電源を構築した.
2.検証用小型器の製作:実器の製作に先立ち,400W程度の小型の直交磁心を用いて単相用DC-AC変換器の製作を行い,最適励磁回路方式ならびに制御方式について,シミュレーション並びに実験により検討を行った.これにより,実規模装置の開発に必要な事項が明らかになった.
3.上記と平行して,装置の最適設計についても検討した.非線形な電気機器である直交磁心の解析・設計手法として,3次元的な非線形磁気回路モデルを提案し,"Reluctance Network Analysis"を適用して直交磁心の磁化特性の算定を行い,良好な成果を得た.これは新しい知見である.
以上,本年度においては,太陽電池模擬電源の製作,小型器による直交磁心型DC-AC変換器の特性検証,ならびに直交磁心型DC-AC変換器の最適設計手法の確立など,平成6年度の研究遂行に必要な基礎的事項を明らかにすることができ,所期の目的はある程度達成されたものと考えている.これらの研究成果は,電気学会,電子情報通信学会,日本応用磁気学会の研究会及び学術講演会等で発表を行った.

Research Products

• [Publications] 一ノ倉 理: "可変直流電源とダイオードで構成した太陽電池模擬電源の特性" 平成5年度電気関係学会東北支部連合大会講演論文集. 2H-18. 333 (1993)
• [Publications] 一ノ倉 理: "直交磁心の応用機器の最適設計について-直交磁心形DC-AC変換器の場合-" 平成5年度電気関係学会東北支部連合大会講演論文集. 1H-13. 309 (1993)
• [Publications] 田島 克文: "直交磁心の磁化特性算定法と直交磁心形DC-AC変換器解析への適用について" 電子情報通信学会技術研究報告〔電子通信用電源技術〕. PE93-29. 73-80 (1993)
• [Publications] 田島 克文: "異方性を考慮した3次元磁気回路モデルに基づく直交磁心の特性算定" 電気学会マグネティックス研究会資料. MAG-94-30. (1994)
• [Publications] 田島 克文: "直交磁心形パラメトリック変圧器の最適設計について" 日本応用磁気学会誌. Vol.18,No.2(掲載予定). (1994)
• [Publications] 一ノ倉 理: "SPICEによる回路解析" 平成6年電気学会全国大会講演論文集(シンポジウム資料). S.19-1-3. (1994)