| 研究課題/領域番号 |
14550271
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電力工学・電気機器工学
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
森本 茂雄 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (00210188)
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| 研究分担者 |
武田 洋次 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (10081275)
真田 雅之 大阪府立大学, 工学研究科, 講師 (90264803)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2004年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2003年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2002年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | 風力発電 / 永久磁石同期発電機 / 最大電力追従制御 / センサレス制御 / 電流ベクトル制御 / 最大効率制御 / 最大出力制御 / 高効率電流ベクトル制御 / ピッチ角制御 |
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| 研究概要 |
本研究では,小形風力発電システムの高効率化と発電システムの簡略化・低価格化を目指し、次の特徴を有する風力発電システムを研究開発した。
(1)高効率埋込磁石同期発電機(IPMSG)の利用
従来の発電機と構造が異なり、高効率モータとして近年注目されている埋込磁石同期電動機(IPMSM)を発電機として利用することで、発電機の高効率化を実現した。
(2)最大出力点追従制御の適用
永久磁石同期発電機をPWMコンバータで駆動することで、発電機の可変速駆動が可能であり、風速に応じて適切なトルク、速度で運転することで、風力エネルギーを発電機入力(機械的入力)として最大限有効利用することが可能となった。
(3)発電出力を最大にする最適電流ベクトル制御法
発電機の電流ベクトルを運転状態に応じて適切に制御することで、発電機の損失を最小にすること、コンバータ容量を考慮して発電出力を最大にすることができた。
(4)センサレス制御の適用
風車からの出力を最大にする最大出力制御は一般に風速の情報が必要であり、風速センサの設置が必要となる。また、同期発電機をベクトル制御するには発電機の位置情報が不可欠で、位置センサの設置が必要となる。
本研究ではこれらセンサを用いないセンサレス制御により上記(2),(3)の制御を実現する方式を研究開発した。上記提案システムの特性をシミュレーションと実験で検討し、高効率発電システムとしての有効性を確認した。
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