2012 Fiscal Year Annual Research Report
受動部品の精密損失評価に立脚した高電力密度インバータ設計技術の開発
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22360121
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
清水 敏久 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (30254155)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 圭二 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (00326018)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 高電力密度 / 受動部品 / 精密損失計測 / インバータ / 設計技術 |
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| Research Abstract |
２年間の研究成果を踏まえて最終年度の研究を行い研究の総括を行った。
(1)ロスマップ法を用いた単相ＰＷＭインバータのＡＣフィルタインダクタの鉄損評価：単相ＰＷＭインバータに引き続いて三相ＰＷＭインバータのＡＣフィルタインダクタの鉄損評価を行った。ロスマップ法とＩＬＡ法を比較した結果，単相ＰＷＭインバータの場合と異なり，三相ＰＷＭインバータではロスマップ法による計算結果に大きな誤差が生じることが明らかとなった。単相ＰＷＭインバータのように磁束密度波形が三角波状にならない場合に誤差が増大することを突き止め，ロスマップ計算法を改良する事により計算誤差を３％程度に低減する手法を開発した。また，ロスマップで記述した損失について，Bertottiの損失式を改良した鉄損表記式を考案することで計算を合理化した。
(2)チョッパ回路のインダクタ最適設計法：チョッパ回路のインダクタについて，鉄損と銅損の分離計測法を開発し，ロスマップと電線データを用いて損失と外形寸法を最適化する計算手法を開発した。１ＫＷの実機を用いて最適化計算の妥当性を評価した。
(3)ＴＤＲを用いたプリント板上の寄生キャパシタンス・インダクタンス成分の分離計測：パワーエレクトロニクス回路で実際に使用されるプリント基板に生じる寄生キャパシタンスとインダクタンス成分の分離計測手法を開発した。数nHの極めて小さなインダクタンス成分の配置を正確に計測出来ることを実証し，寄生成分を考慮した回路シミュレーションの結果は，実動作波形と極めて良く一致することを確認した。
(4)研究成果のまとめと今後の課題：本研究を通して，ロスマップ法とその改良，ＩＬＡ法とＴＤＲ法の開発を行い，回路部品の精密な損失評価に基づいて高電力密度変換器の基盤技術を発展させた。今後の課題は，ギャップ付きインダクタの精密な鉄損計算，磁界解析を援用した鉄損計算法への展開である。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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