2014 Fiscal Year Annual Research Report
パワーデカップリング機能を持つ高効率・長寿命パワーコンディショナの開発
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25289077
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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) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 新ｴﾈﾙｷﾞｰ / 太陽光発電 / ﾊﾟﾜｰｺﾝﾃﾞｨｼｮﾅ / 高効率化 / 延命化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当初の研究改革に沿って以下の研究を行い、所期の成果を挙げた。
研究課題1：高効率ﾊﾟﾜｰﾃﾞｶｯﾌﾟﾘﾝｸﾞ技術の開発：初年度の研究成果を応用して、非絶縁形のﾊﾟﾜｰﾃﾞｶｯﾌﾟﾘﾝｸﾞ方式ﾊﾟﾜｰｺﾝﾃﾞｨｼｮﾅの詳細な動作解析とシミュレーションおよび制御方式の開発を行い、期待する性能が得られル見込みを得た。また、インバータ回路基板の設計を行い、製作を完了した。次年度に実施する実験装置と制御装置を用いた動作確認実験と性能評価試験の目処が立った。
研究課題2：ｲﾝﾀﾞｸﾀ・変圧器の小型低損失設計技術の開発：初年度の研究成果を適用して、各種磁性材料の特性を踏まえて、ｲﾝﾀﾞｸﾀの損失最小化に関する研究を行った。その結果、一般的に鉄損が少ないとされるﾌｪﾗｲﾄを用いるよりも、ｾﾝﾀﾞｽﾄ系の磁性粉末を用いた方が損失と外径の点で優位性があることを明らかにした。また、その他の磁性材料についても設計の工夫により、更なる低損失化と小型化が可能であることが明らかとなった。
研究課題3ｺﾝﾃﾞﾝｻの損失評価装置の開発と長寿命ｺﾝﾃﾞﾝｻの選定：BHｱﾅﾗｲｻﾞを用いて電力用ｺﾝﾃﾞﾝｻの損失を正確に計測する手法を開発した。従来のｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽﾒｰﾀと開発装置による損失値の比較を行ったところ、大電流通流時の損失ESRの値が大きく異なる場合があることを明らかにした。
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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
研究課題1については、非絶縁形ﾊﾟﾜｰｺﾝﾃﾞｨｼｮﾅの研究を完了し、その研究成果が有力論文誌に掲載された。また、非絶縁形ﾊﾟﾜｰｺﾝﾃﾞｨｼｮﾅの原理検証を完了出来た。
研究課題2については、磁性デバイスの性能評価が住超に進み、ｲﾝﾀﾞｸﾀの最適設計手法の研究に進むことが出来た。
研究課題3については、BHｱﾅﾗｲｻﾞを改良したｺﾝﾃﾞﾝｻの損失測定装置を製作し、代表的なｺﾝﾃﾞﾝｻを用いて損失評価を行い、またその結果と従来のｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽｱﾅﾗｲｻﾞによる測定結果の比較を行う事が出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画全体として概ね計画通りの研究が実施できているので、最終年度の研究完了に向けて着実な研究を実施する予定である。
研究課題1については非絶縁形ﾊﾟﾜｰｺﾝﾃﾞｨｼｮﾅの実験機を製作し、動作検証を行い、本方式の有効性を立証する。
研究課題2については、上記ﾊﾟﾜｰｺﾝﾃﾞｨｼｮﾅに最適なｲﾝﾀﾞｸﾀの開発を行うと共に、一般的なｲﾝﾀﾞｸﾀの小型高効率化のための設計手法を確立する。
研究課題3については電力用ｺﾝﾃﾞﾝｻのﾊﾟﾜｰｺﾝﾃﾞｨｼｮﾅ実動作状態での損失特性を明らかにし、損失要因を明らかにして、その性能改善を行ったｺﾝﾃﾞﾝｻを製作して実機評価を行う。
最後に、本研究の総括と今後の研究課題の整理を行うとともに、研究成果論文を有力論文誌に投稿する。
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| Causes of Carryover |
研究実施上の電子部品等の価格が予定より安価であったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の研究ではインバータ装置を製作するので、本年度未使用額はそれに充当する。
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