高周波電力用デバイスの電力変換装置への適用に関する研究

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61550213
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 坂田 博 愛媛大, 工学部, 助手 (40116934)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 健二 愛媛大学, 工学部, 講師 (80036350)
• Keywords: GTO / サイリスタ / 電力変換装置 / 直流送電 / 無効電力 / 高調波 / 力率 / 変位力率

Research Abstract

電力変換装置は、直流送電用交直変換所や、直流電源、インバータ等に広く用いられているが、全てサイリスタを用いた3相他励ブリッジ変換回路であるため、無効電力の供給及び高調波の抑制といった問題が避けられない。そこで近年、高周波電力用デバイスとして注目されている、GTOをサイリスタの代りに電力変換装置に適用することを検討し、基本波無効電力を0にするよう力率を制御できることを実証し、高調波成分の評価も行なった。
1.サイリスタ電力変換装置とGTO電力変換装置を直列に接続し、12パルスコンバータを構成し、パーソナルコンピュータを用いて制御した。それぞれの点孤位相角を+α、-αとすることにより、基本波無効電力をほぼ0にし、変位力率をほぼ1に保つことができた。 その時の高調波成分を、A/Dコンバータ及びパーソナルコンピュータを用いたFFTプログラムで解析し、α=60°から120°付近では高調波成分が増大し、ひずみ電力も考慮した力率は1にはならないことが判明した。
2.変位力率を正確に1に保つため、ディジタル力率計を利用した、力率のフィードバック制御ループを製作し、直流電流及び変位力率を一定に保つ2ループ制御を実現した。 その際の、比例及び積分制御ゲインは、サンプル値制御理論から求め、実験値と比較したところよく一致した。また、安定な過渡応答、偏差の少ない定常特性が得られた。
今後の課題として、有限要素法によるデバイスシミュレーションからスナバ回路の改善を検討すること、また、発売延期のため手に入らなかったSIThyの適用について実験を行なうこと、などが残ったので、テーマを分離して、今後研究をすすめ、科研費の申請も行なっていきたい。

Research Products

• [Publications] 坂田博: 電気学会半導体電力変換研究会資料. SPC-86-17. 63-72 (1986)
• [Publications] 坂田博: パワエレクトロニクス研究会資料,第69回例会. (1986)
• [Publications] 坂田博: 電気学会全国大会論文集. (1987)
• [Publications] 坂田博: 電気学会全国大会論文集. (1987)
• [Publications] H.Sakata: Proceeding of the 2nd European Power Electronics Conf.(1987)