2007 Fiscal Year Annual Research Report
高圧大容量電動機可変速駆動用PAMとPWNを併用したマルチレベルインバータの開発
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17360132
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
松瀬 貢規 Meiji University, 理工学部, 教授 (40061999)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三木 一郎 明治大学, 理工学部, 教授 (20130833)
久保田 寿夫 明治大学, 理工学部, 教授 (10170036)
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| Keywords | 5レベルインバータ装置 / 直列接続パワーデバイス / デュアルコンバータ / PWM制御 / PAM制御 / 高圧大容量電動機駆動 / MHC / 空間電圧ベクトル変調 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は,高圧大容量電動機の速度制御を可能にする新しいタイプのPAM制御とPWM制御を併用した電圧形マルチレベルインバータ装置とその制御方式を開発し提案することである。
2007年度には制御回路は,MATLABによって直接PCから主回路の各IGBTにスイッチング信号を送り込む方式を採用した。本方式は直流リンク電圧可変形PWM制御であり,低速領域で直流電圧を一定に保ちインバータ部でPWM制御して可変速駆動のため出力の電圧と周波数を制御すること,中高速領域では直流リンク電圧を調整すると同時にインバータ部で電圧と周波数の制御が可能であることをシミュレーション実験で確認実証した。
現状の3レベルインバータなどマルチレベルインバータは,高圧大容量のパワーデバイスを使用してマルチレベルの出力電圧波形を持っている。この場合,各デバイスの損失は過大になり,主回路に使用しているパワーデバイスも非常に多いのでさらに装置損失は増大し過熱するので大掛かりな冷却装置を必要として大きな装置スペースがいる。
中容量のパワーデバイスを直列に接続して大容量高圧化し,各パワーデバイスのスイッチング性能を低下させずに損失を低減し,各デバイスに印加される電圧をバランスさせる方式として,ゲートバランスコアを用いる方式開発提案して実験によって実証した。この方式の開発により装置の小型軽量化も期待できるので用途の多様化ができ,さらに実用的である。本方式を用いたマルチレベルインバータを試作し小型軽量化,高効率・高性能化を図り,可変速ドライブによる省エネルギー化と装置自身の高効率化を検証して,これらの研究成果を各種国際会議や電気学会論文D分冊,英文論文誌で発表した。
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