2018 Fiscal Year Annual Research Report
Realization of Sustainable Green Society Through 99.9% Class Efficiency Electric Power Conversion
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17H06147
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
河村 篤男 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (80186139)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
辻 隆男 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00432873)
小原 秀嶺 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 助教 (50772787)
藤本 康孝 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60313475)
下野 誠通 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90513292)
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| Project Period (FY) |
2017-05-31 – 2022-03-31
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| Keywords | パワーエレクトロニクス / 電力変換効率 / 電気機器 / 部分電力変換 / マイクログリッド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度の要約は、以下のようにまとめられる。変換効率99.9％級の単相インバータの試作二号機を設計製作し、測定精度0.05％以下の測定計測系を用いて、変換効率99.65％を観測した。次に、高効率三相インバータ試作一号機をGaNデバイスを用いて製作した。さらに、HEECSインバータの逆潮流の解析を行った。
研究計画Ａの変換効率99.9％級単相インバータ技術の実現の項目に関しては、前年との反省を踏まえ、フィルタの改良、制御方式の改良、ゲート回路の改良を行い、試作2号機を製作して、実験データを計測した。その結果、直流電圧405V、交流電圧400Vpeak、負荷2.3kWの条件で、入力側の直流電力と出力側のAC電力を測定した結果、電力変換効率99.65％を実測した。この測定精度を確認する手法として、各部の損失（スイッチング損失、導通損失、鉄損を含む）を厳密に測定し、その合計値が上述の測定と同一になるかどうかを実測に基づき検討した。その結果、測定誤差が0.05％以下であることが確認できた。一方で、理論効率はもっと高くなるトポロジーに変更したT型マルチレベルチョッパ＋折り返し回路を用いて試作3号機を製作しデータを実測したところ、2号機のHEECSインバータよりもわずかに効率は小さくなった。この原因やさらなる高効率化手法は、2019年度の課題として引き継ぐことにした。
研究計画Ｂの変換効率99.9％級三相インバータ技術の実現の項目に関しては、GaNデバイスを用いた新しいトポロジーのT－PWAMインバータを製作し実験を行った。しかし、GaNデバイスの本質的な特性であるスイッチング速度は速いがオン抵抗が大きい欠点により、現状では測定効率は低い。2019年度に3相インバータを新規トポロジーで設計するかを検討中である。
研究計画Ｃに関しては、HEECSインバータの力行回生（逆潮流）の動作をシミューションで確認したので、次年度に実験を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ほぼ計画通りに研究が進行しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り、順調に進展しているので、今年度も予定通りに、研究を遂行する。
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[Presentation] High efficiency chopper based EV range extender2018
Author(s)
Ayataro Tamura, Takayuki Ishibashi, Takuro Umihara, Yukinori Tsuruta, Hidemine Obara, and Atsuo Kawamura
Organizer
The 31st International Electric Vehicles Symposium & Exhibition (EVS 31) & International Electric Vehicle Technology Conference 2018
Int'l Joint Research
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