2011 Fiscal Year Annual Research Report
スイッチング損失・ノイズを低減した高効率ソーラーパワーコンディショナの開発
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21360126
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
藤田 英明 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (40238580)
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| Keywords | インバータ / 太陽光発電 / 昇圧コンバータ / 系統連系 / 電力損失 / 高効率化 / 高調波 |
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| Research Abstract |
本研究課題の目的は,系統連系用三相インバータの一相PWM制御法を確立し,スイッチング損失およびスイッチングノイズを低減した高効率なソーラーパワーコンディショナを開発することにある。これは,系統連系用三相インバータの三相の内,二相分のパワー半導体デバイスを導通状態に固定し,一相分のパワー半導体デバイスだけをスイッチング(PWM制御)する制御方式に特長がある。従来の系統連系用インバータに比べて,PWM制御に伴うスイッチング損失やスイッチングノイズを1/3以下に低減できる。
平成22年度は,電源高調波および変換効率,回路損失の評価を行った。一相P脳制御を用いることにより従来の回路方式と同等の高調波抑制効果が得られることを確認した。また,解析の結果を基に,最適なMOSFETを選定することにより,スイッチング損失と導通損失の割合の最適化し,スイッチングに伴う損失を1/7に低減できることを確認した。
平成23年度は,直流コンデンサ容量や交流インダクタなどの変換器の周辺素子についての検討を行った。まず,直流コンデンサ容量に対する直流電圧制御特性と電源高調波電流の関係を理論的に検討し,インバータの動作周波数に対して適切な直流コンデンサ容量が存在することを明らかにした。次に,交流インダクタに生じる損失について検討し,一相PWM制御を用いることにより,従来の回路方式に比べて,交流インダクタの鉄損を約60%に低減できることを実験により明らかにした。また,従来の交流インダクタに比べて,鉄心を小さく設計することにより,交流インダクタ鉄損と銅損の和を低減できることを理論的に明らかにした。
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