正弦波入出力PWM電流形インバ-タ・コンバ-タシステムの開発研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62850047
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 野中 作太郎 九州大学, 工学部, 教授 (20037675)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 根葉 保彦 福岡大学, 工学部, 助教授 ; 藤井 信男 九州大学, 工学部, 助教授 (60101177) ; 袈裟丸 勝巳 九州大学, 工学部, 助教授 (60112299)
• Keywords: 同期電動機 / 無整流子電動機 / インバ-タ / コンバ-タ / リニアモ-タ / MOS FET / GTO / IGBT

Research Abstract

1.同期電動機駆動特性と無整流子電動機としての運転特性の研究
PWM電流形インバ-タ・コンバ-タシステム試験装置と研究代表者らが考案した構造の簡単なブラシレス自励形同期電動機を組み合わせて実験を行った結果、同期電動機の非常に滑らかな低速運転および広範な速度制御、さらに無整流子電動機とする場合、高効率・高精度の運転が可能であることが判明した。なお、本システムは回転形交流電動機駆動用としてだけでなく交流き電のリニアモ-タカ-駆動用としても磁気騒音問題を解決できるなどその有用性が明らかになり、今後この課題についても検討を行う予定である。
2.MOS FET正弦波入出力PWM電流形インバ-タ・コンバ-タシステムの研究
本システムの主回路構成は、GTOのスイッチング周波数約3.3kHzでも十分正弦波の入出力電圧・電流が得られるが、さらに、GTOの代わりにMOS FETを適用し、スイッチング周波数を20kHz程度にすることにより、入出力とも完全な正弦電圧・電流となる。また、周波数を4kHzとして高周波インバ-タとしても有用であることが判明した。本システムのインバ-タは、高品質出力が要求される太陽光発電システムの商用電源としてのインタ-フェイスとしても有望であり、回路のスイッチング素子としてIGBTを用いた電流形インバ-タを試作し、その実証試験を行う計画である。
3.正弦波入出力PWM電圧形インバ-タ・コンバ-タシステムとの比較
従来のパワ-トランジスタで構成した電圧形インバ-タ・コンバ-タシステムと本電流形システムとの性能比較を詳細に行った。特に、無停電電源装置などの蓄電池の充電装置として本システムの電流形コンバ-タを用いれば断続電流モ-ドのない定電流充電が可能であるなど電圧形コンバ-タに比べてメリットが大きいことがわかった。

Research Products

• [Publications] Sakutaro Nonaka: "A PWM GTO Current Source Converter-Inverter System with Sinusoidal Inputs and Outputs" IEEE Trans.on Industry Applications. Vol.25. 76-85 (1989)
• [Publications] 野中作太郎: "電流形PWMコンバ-タを用いた無効電力補償装置の新電流制御法" 九州大学工学集報. 第62巻. 25-31 (1989)
• [Publications] Sakutaro Nonaka: "PWM Current Source Converter and Inverter" Proceesings of 1989Int.Sympo.on Power Electronics. 3-9 (1989)
• [Publications] 野中作太郎: "正弦波入力PWMコンバ-タの回路構成" 電気学会産業応用部門全国大会論文集. No.128. 543-548 (1989)
• [Publications] Sakutaro Nonaka: "Quick Regulation of Sinusoidal Output Current in PWM Converter-Inverter System" IEEE IAS Annual Meeting Conference Record. 403-407 (1989)
• [Publications] 野中作太郎: "可変速ブラシレス倍同期発電機システムの特性" 電気学会論文誌. 第109-D. 913-920 (1989)