2020 Fiscal Year Research-status Report
Study on Control Performance Improvement by Using Multilevel Power Converters Focusing on the Voltage Levels and the Modulation Methods
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20K04439
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
名取 賢二 千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (70545607)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | マルチレベル電力変換器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は当初の予定通り２つの研究計画を進めた。１つ目の研究計画は、マルチレベル電力変換器のレベル数と変調方式に依存したデッドタイム誤差の抑制量についての定量的検証と、当該抑制量と制御性能改善効果との定量的関係の明確化である。このうち、研究計画初年度である本年度はレベル数と変調方式に依存したデッドタイム誤差の抑制量についての定量的検証について取り組み、２つの変調方式において、複数のレベル数の場合についてデッドタイム誤差がどのように抑制されるかについて、理論的な検討と実機実験による実験的な検証を行った。結果として、理論的な検討の結果を裏付ける実験結果を得ることができ、当初予定通りの成果が得られた。
次に、２つ目の研究計画は、マルチレベル電力変換器のレベル数と変調方式に依存した分解能向上についての理論的および実験的検証と、当該分解能向上と制御性能改善との定量的関係の明確化である。研究計画初年度である本年度は、レベル数と変調方式に依存した分解能向上についての理論的・実験的検証に取り組み、特に時間的分解能向上効果について、理論および実験の双方から検証することができた。結果として、理論的な検証と実験による検証が一部異なる結果となったが、それについての詳細な検討により、その原因が当初は想定していなかったシステム上の制約であることを明らかにすることができた。よって、今後は当初予定していた研究計画と並行し、明らかとなった制約を解消するための取り組みについても同時に進行する予定である。
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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
研究実績の概要で述べた通り、本年度は当初の予定通り２つの研究計画を進めた。１つ目の研究計画については当初計画を上回るペースで順調に進行しており、次年度からは、本年度に明らかにしたデッドタイム誤差の抑制量と制御性能改善効果との定量的な関係について理論的および実験的に検証を行う。一方、２つ目の研究計画については、当初予定していた計画の中で時間的分解能の向上についての理論的および実験的検証は行うことができたが、空間的分解能の向上については十分な検証を行うことができなかった。ただし、時間的分解能の向上についての検証の中で、当初は想定していなかったシステム上の制約があることを明らかにすることができた。これについては研究計画全体として重要な進捗であると考えることができる。
以上の結果から、本研究計画はおおむね順調に進展していると考えることができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和３年度については、研究実績の概要で述べた２つの研究計画を引き続き進行する。１つ目の研究計画については、本年度に明らかにしたデッドタイム誤差の抑制量が制御性能改善効果とどのような定量的関係をもつかについて理論的および実験的に明らかにする。また、２つ目の研究計画については、当初計画に対して遅れている空間的分解能の向上についての理論的および実験的検証を行った後、それら分解能の向上と制御性能改善効果との定量的な関係を明らかにする。
以上の２つの研究計画について令和３年度末を目途に終了させた後、令和４年度からは、両研究計画で得られた知見に基づいて、所望の制御性能を得るために最適なレベル数・変調方式の選択方法と制御ゲインの設計方法を明確化し、それについて実験検証を行う。
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