2017 Fiscal Year Annual Research Report
Control System of Medium-Voltage High-Power-Density Modular Matrix Converter
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15H03962
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
竹下 隆晴 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70171634)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | パワーエレクトロニクス / モータドライブ / 高電圧 / 省エネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高電圧大容量の交流モータ駆動装置として，電源トランスを用いることなく，商用周波数から直接，可変電圧可変周波数の高電圧を出力できる新たな電力変換器としてモジュラーマトリックスコンバータが注目されている。申請者は，モジュラーマトリックスコンバータの各制御の独立性と簡単な制御法として，サブコンバータの制御において，入力電流，モジュールコンデンサバランス，出力電圧の制御をそれぞれ，電源の正相，逆相，零相の制御系で実現できることを提案している。
本研究では，負荷の正相，逆相，零相の制御系を導出し，3台のサブコンバータ間の連携制御を構築することで，簡単で安定な制御系の確立と制御理論の体系化をする。具体的に以下の内容を実施し，それぞれ成果が得られた。
機能ごとの独立制御による基本制御法では，導出したモジュラーマトリックスコンバータの基本制御法を適用した場合に，出力電圧，出力周波数を変化させた過渡状態において，入力電流制御，モジュールコンデンサ電圧バランス制御，出力電圧制御などの安定性をシミュレーションおよび実験で検証をした。本研究で得られたモジュラーマトリックスの制御理論は，新たに絶縁形AC/DCコンバータに適用できることを明らかにした。
スイッチング損失低減制御法では，導出したスイッチング損失低減制御において，システムの安定した制御系の構築のために，未使用アーム切換時に新たに電流を連続させる制御法を開発した。さらに，シミュレーションと実験で安定に動作することを検証した。
負荷周波数と電源周波数の同期時の制御法では，導出した負荷周波数と電源周波数の同期時の制御について，負荷と電源の周波数同期時の制御において，コンデンサ電圧の安定性を確保するために，コンデンサバランス制御法を改良した。具体的には，電源と負荷には影響を与えずに，コンバータ内を循環する電流を用いたアルゴリズムとした。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(2 results)
