2008 Fiscal Year Annual Research Report
次世代パワーエレクトロニクスデバイス・機器のインバータサージ絶縁・評価技術の確立
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18206029
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
匹田 政幸 Kyushu Institute of Technology, 工学研究院, 教授 (40156568)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 健 奈良工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (10363409)
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| Keywords | パワーエレクトロニクス / インバータサージ説円 / 繰返しインパルス / 部分放電 / シリコンカーバイト |
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| Research Abstract |
本研究では次世代パワーデバイスとして注目されているSiCデバイスを用いたインバータシステムにおける電磁障害の評価および抑制手法の提案,およびインバータ駆動モータを対象としてインバータサージ下での部分放電(PD)現象解明とPD計測法の確立を目的として取り組んできた。EMI・EMCを評価するためSiCインバータを開発した。本研究では,VJFETおよびMOSFET SiCデバイスのスイッチング特性の測定を200℃の高温領域まで行い,Siデバイスとの比較を行った。その結果,Si IGBTデバイスと比べて高速かつ低損失な特性が明らかとなった。これらのSiCデバイスの特性の測定を活用して,SiCインバータの設計およびゲート駆動回路や保護回路を付加してSiCインバータ開発を行い,回転速度制御機能を付加してモータ駆動に成功した。また,開発したSiCインバータを600W級の電気自動車システムに搭載し,SiCインバータ駆動による電気自動車の試作を行った。
一方,インバータサージ下でのPD測定に関しては,インバータサージを模擬した繰返し両極性インパルス電圧下での部分放電開始電圧(Partial discharge inception voltage : PDIV)において、実験初期ではPDIVがばらつく過渡状態から、PDIVが一定値に収束する安定状態へ変化するPDIV特性変化の要因を検討した。特に,PDIVがインバータサージ電圧印加初期より安定して測定するべきプリストレス電圧値・時間について実験により詳細に検討を行った。また、IEC61934TSで新たに提唱された繰返しPDIV(Repetitive PDIV : RPDIV)をエナメルツイストペア試料に対して,発光測定による光学的検出,中心周波数1,8GHzの狭帯域平面アンテナ電磁プローブおよびホーンアンテナによる電磁波検出を用いて測定評価し,比較検討した。その結果,上記の3つの検出法はいずれもns領域で十分な応答速度があり,さらにRPDIVがほぼ等しいことがわかり,RPDIVの標準的な測定法の提案に至った。
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