2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of a wireless power transmission system based on vector control of electrical machine.
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18K04106
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
井上 征則 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50580148)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 電気機器工学 / パワーエレクトロニクス / 非接触給電 / 回転機制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電磁誘導方式によるワイヤレス電力伝送システムについて、コスト増加や信頼性低下を招くセンサ類を多く設置するのではなく、最低限の情報（コイルの電圧と電流など）を用いて伝送電力を最大化できる制御法を構築する。本研究では、既に多くの数式モデルや制御法が報告されているモータ駆動システムの数式モデルと制御法を拡張し、ワイヤレス電力伝送に適用する。駆動するモータの種類を問わない直接トルク制御のための制御法を応用することにより、ワイヤレス電力伝送への適用も容易であることを期待している。シミュレーションと実機実験により有効性を評価し、モータ駆動システムのように「ベクトル制御」, 「パルス幅変調」, 「三相インバータ」の標準構成があれば、より多くの機器にワイヤレス電力伝送を適用できるようになることを目指す。
2018年度は項目A「モータ駆動システムとワイヤレス電力伝送の共通点整理」についてモータ駆動システムとワイヤレス電力伝送について整理、課題出しを行った。システムを最も簡単化するために1次側を三相電圧源と変圧器のみ、2次側をダイオードブリッジによる整流回路と負荷抵抗で構成した。シミュレーションにより電力伝送特性を得た。電圧と電流についてd,q軸成分で整理することによりベクトルとして運転特性を確認できるようになった。
2019年度は項目B「ワイヤレス電力伝送システムへのモータ駆動システム制御法の適用」について、モータ駆動システムにおけるパルス幅変調ではなく、方形波駆動を適用しシミュレーションによる特性確認を行った。また、伝送コイルについて磁界解析ソフトウェアを用いて特性比較した結果、次年度の実験システム構築のためのコイル仕様を決定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コイル仕様に関する検討を追加で行ったことから、その結果を用いたシミュレーション検討、実験システムの構築が遅れており最終年度にコイル試作も含めて実施する予定である。項目A「モータ駆動システムとワイヤレス電力伝送の共通点整理」について実測値を用いた特性評価は現在までにできていないが、至急、コイル試作を手配し、計画通り実験を含めた特性評価と検討を実施する。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、引き続き項目Bについてシミュレーションによる特性評価を進める。現時点で計画していたベクトル制御法は適用できていないため、d-q座標上での制御器と指令値の計算法について検討を進め適用する。回路シミュレーションで得られる特性の妥当性評価に課題があり、磁界解析ソフトウェアの結果とも比較することにより評価が容易になったため、両方を活用して研究を進める。
また、次の「C. シミュレーションと実機実験による有効性検証」を実施する。シミュレーションソフトウェアを用いて、項目Bで新しく構築した制御法による伝送電力最大化が実現できることを確認する。電圧や電流の制限値を大幅に超過するなど制御特性が不適切な場合には項目Bに戻り再検討する。シミュレーションで有効性を確認できれば実機実験による検証を行う。
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| Causes of Carryover |
コイル試作のための仕様決定に時間を要したため、次年度にコイル試作費用として合わせて使用する予定である。
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Research Products
(2 results)
