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加速器電磁石電源の電力変動を抑制する交流励磁フライホイール発電機システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 12555077
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 電力工学・電気機器工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

赤木 泰文  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80126466)

研究分担者 小笠原 悟司  岡山大学, 工学部, 助教授 (40160733)
竹本 真紹  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (80313336)
藤田 英明  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (40238580)
佐藤 之彦  千葉大学, 工学部, 助教授 (50205978)
市川 修  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (80302941)
深尾 正  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10016545)
数乗 有  岡山大学, 工学部, 助手 (80304335)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
13,000千円 (直接経費: 13,000千円)
2002年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2001年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
2000年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
キーワードフライホイール発電機 / 交流励磁 / 可変速ドライブ / エネルギー貯蔵 / 直流偏磁 / 加速器電源 / 電力変動 / フライホィール発電機 / PWMインバータ
研究概要

現在,高エネルギー加速器研究機構が中心になって計画を進めている大型ハドロン計画(JHL : Japan Hadron Facility)の50GeV陽子加速器には55MWの高性能・大容量の電磁石電源が必要となる。この電磁石電源は,電磁石電流が0〜5kA,有効電力が+55MW〜-55MW,周期約4秒で激しく変動する。しかも陽子加速器はひとたび実験に入ると,昼夜を問わず2,3週間の連続運転が行われる。このような連続した激しい電力変動は,周囲の配電系統だけでなく上位の電力系統に種々の障害を引き起こす恐れがあるため,電力変動の抑制を目的とした電力補償装置の設置が必要不可欠となる。
本研究では,加速器電磁石電源の電力変動を抑制する交流励磁フライホイール発電機システムの開発を目的としている。具体的には理論解析とコンピュータシミュレーションをベースに,7.5kW実験システムを設計・製作し,交流励磁フライホイール発電機システムの有効性を実証しようとするものである。
本研究の成果は,以下のように要約することができる。
1.立型フライホイール発電機を設計した。次に,交流励磁用PWMコンバータ・インバータを設計・製作し,7.5kW実験システムの基礎特性を評価した。
2.交流励磁フライホイール発電システムの新しい制御法として,交流電動機ベクトル制御と非干渉制御を融合した制御法を開発し,その有効性を実験によって確認した。
3.交流励磁フライホイール発電機の直流偏磁現象を実験的に検討し,直流偏磁を抑制する新しい制御法を開発した。さらに,その有効性を実験によって確認した。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (11件)

  • [文献書誌] 藤田, 丹, 小笠原, 赤木: "交流励磁フライホイール発電機システムの直流偏磁発生原理とその抑制法"電気学会論文誌D,108巻. 286-293 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Akagi, H.Sato: "Control and performance of a doubly-induction machine intended for a flywheel energy storage system"IEEE Transactions on Power Electronics. Vol.17,no.1. 109-116 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 丹, 藤田, 小笠原, 赤木: "交流励磁フライホイール発電機システム-直流偏磁抑制を目的とした励磁電流制御法-"電気学会半導体電力変換研究会資料. SPC-02-15. (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 丹, 藤田, 小笠原, 赤木: "交流励磁フライホイール発電機システム-励磁電流制御法と直流偏磁抑制効果-"電気学会産業応用部門全国大会. No.84. (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Fujita, M. Tan, S. Ogasawara and H. Akagi: "The occurrence of dc magnetic-flux deviation, and its suppression, in a doubly-fed flywheel generator system"IEE of Japan Transactions. 123-D, no.3. 286-293 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Akagi, and H. Sato: "Control and performance of a doubly-induction machine intended for a flywheel energy storage system"IEEE Transactions on Power Electronics. 17, no.1. 109-116 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Tan, H. Fajita, S. Ogasawara and H. Akagi: "A doubly-fed flywheel generator system ? A magnetizing-current control method for suppression of magnetic-flux deviation"IEE of Japan Workshop on static power converters. SPC-02-15. (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Tan, H. Fajita, S. Ogasawara and H. Akagi: "A doubly-fed flywheel generator system ? A magnetizing-current control method and its suppression effect of magnetic-flux deviation"IEE of Japan IAS Annual Meeting. no.84. (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤田英明, 丹光義, 小笠原悟司, 赤木泰文: "交流励磁フライホイール発電機システムの直流偏磁発生原理とその抑制法"電気学会論文誌D. 123巻・3号. 286-293 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 丹 光義: "交流励磁フライホィール発電機システム"電気学会半導体電力変換研究会. SPC-02. 89-94 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hirofumi Akagi: "Control and Performance of a Doubly-Fed Induction Generator for Flywheel Energy Storage"IEEE Transaction on Power Electronics. 17・1(発行予定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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