多重化とPWM制御を併用した大容量電流形GTOインバータ・コンバータ装置の試作

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555082
• Research Institution: Meiji University
• Principal Investigator: 松瀬 貢規 明治大学, 理工学部, 教授 (40061999)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 俊昭 (株)明電舎, 製品開発研究所・開発第4部, 主任研究員 ; 久保田 寿夫 明治大学, 理工学部, 講師 (10170036) ; 三木 一郎 明治大学, 理工学部, 教授 (20130833)
• Keywords: 電流形インバータ / GTOインバータ / 多重化インバータ / PWM制御

Research Abstract

本研究の目的は大容量高周波電動機の速度制御を可能にする高性能な多重化とPWM制御を併用した大容量電流形GTOインバータ・コンバータ装置の試作開発である。
本研究で試作開発される装置は、3つの主要な回路から構成されている。すなわち、電源から見た負荷力率を常に1.0に保ちながら高周波電流を抑制するためPWM制御し、さらに直流出力電圧を調整可能なサイリスタ・コンバータ部、GTOサイリスタで構成され、PWM制御による可変電圧可変周波数の電流形インバータの2台を並列接続して2重化したインバータ部、およびインバータのPWM制御時における転流を補助し、スパイク電圧をコンデンサにクランプしてその電圧を直流中間回路に放出することによってサイリスタコンバータ部のサイリスタを一括消流してPWM制御を可能にするエネルギーリバウンド回路である。
本年度は試作に先立ち主回路構成を提案し、その主回路動作の確認と波形解析、最適PWMパターンの決定などを回路シミュレータのPspiceを用いたシュレーション実験を中心に研究した。その結果は4編の研主論文にまとめてあるが主な内容は次の通りである。
(1)1電源方式の2重化電流形インバータの新しい主回路構成を提案し、そのインバータパルスパターンを考察し、明らかにした。
(2)コンバータ部のPWM制御法とその動作原理を明らかにした。
(3)2重化インバータの転流動作をPspiceによる回路シミュレータで実験し解析した。インバータ出力波形の特性やインバータ各部の電圧電流波形を明らかにした。
(4)エネルギーリバウンド回路と2重化インバータの波形解析を行いその特性を明らかにした。本装置の動作原理と特性がシミュレーション実験により明らかにされたので、ほぼ所期目的が達成された。

Research Products

• [Publications] 関谷太介.梅下貴明.松瀬貢規: "PWMサイリスタコンバータを持つ2重化PWM制御電流形GTOインバータの特性解析" 電気学会.金属産業.産業電力電気応用合同研究会. IEA-95-16. 85-92 (1995)
• [Publications] 関谷太介.梅下貴明.松瀬貢規: "2重化PWM制御電流形GTOインバータの特性解析" 電気学会.半導体電力変換研究会. SPC-95-32. 43-51 (1995)
• [Publications] 関谷太介.梅下貴明.松瀬貢規: "2重化PWM制御電流形GTOインバータの出力波形解析" 電気学会.平成7年度産業応用部門全国大会講演論文集. II. II-89-II-90 (1995)
• [Publications] 関谷太介.梅下貴明.松瀬貢規: "2重化PWM制御電流形GTOインバータの動作解析と基礎特性" 明治大学 理工学部 研究報告. 13. 17-24 (1995)