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次世代マルチレベル・インバータを用いた高圧大容量モータの可変速駆動に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J04165
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関東京工業大学

研究代表者

岡﨑 佑平  東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード高圧電動機駆動 / 高圧インバータ / 発電制動 / 受動素子小型化 / 系統連系 / 次世代マルチレベル・インバータ / 高圧同期電動機駆動 / コンデンサ小型化 / 複数台の電動機駆動
研究実績の概要

本研究では、次世代マルチレベルインバータを用いた電動機の発電制動と受動素子の小型化に着手した。前者については、実験室ミニモデル(400V 15 kW)を設計、製作し、良好な電動機の制動特性を実験により確認した。後者については、新しいシステム構成を提案した。その結果、従来の次世代マルチレベルインバータと比較して、受動素子の体積を大幅に低減できることを理論、数値解析、シミュレーションにより確認した。上記に追加して、電動機駆動システムに必要不可欠な系統電流の高調波についても検討した。その結果、新しいシステム構成を提案し、安価で堅牢なダイオード整流器を使用しながら系統連系規制を満足できることをシミュレーションにより確認した。このように、本研究では次世代マルチレベルインバータを基盤とし、高圧電動機駆動の実用的な要求を満足する回路、制御、システム構成について検討した。上記の研究成果についてはそれぞれ学術論文誌、学会論文にまとめ、発表済みである。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Experimental comparisons between modular multilevel DSCC inverters and TSBC converters for medium-voltage motor drives2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Okazaki, W. Kawamura, M. Hagiwara, H. Akagi, T. Ishida, M. Tsukakoshi, R. Nakamura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions of power electronics

      巻: 32 号: 3 ページ: 1805-1817

    • DOI

      10.1109/tpel.2016.2562103

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] モジュラー・マルチレベルDSCCインバータを用いた誘導電動機の発電制動2017

    • 著者名/発表者名
      岡崎 佑平、塩田 駿、赤木 泰文
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 137 号: 2 ページ: 175-182

    • DOI

      10.1541/ieejias.137.175

    • NAID

      130005308512

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Capacitor-voltage balancing for a modular multilevel DSCC inverter driving a medium-voltage synchronous motor2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Okazaki, H. Matsui, M. M. Muhoro, M. Hagiwara, H. Akagi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions of Industry Applications

      巻: 52 号: 5 ページ: 4074-4083

    • DOI

      10.1109/tia.2016.2558638

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 複数台の高圧電動機を駆動する中間周波絶縁形モジュラー・マルチレベル・DSBCシステムの検討2016

    • 著者名/発表者名
      岡崎 佑平, 赤木 泰文
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 136 号: 12 ページ: 1005-1014

    • DOI

      10.1541/ieejias.136.1005

    • NAID

      130005171464

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] モジュラー・マルチレベルDSCCインバータのコンデンサ電圧変化幅を最小化する誘導電動機の制御法:二乗低減トルク負荷への応用2016

    • 著者名/発表者名
      岡﨑 佑平・松井 仁志・M. Moses Muhoro・萩原 誠・赤木 泰文
    • 雑誌名

      電気学会産業応用部門論文誌

      巻: 136 ページ: 336-345

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 「12パルス整流器とモジュラー・マルチレベルDSCCインバータを使用する電動機駆動システムの系統電流高調波の抑制2016

    • 著者名/発表者名
      岡﨑 佑平,赤木 泰文
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Multiple medium-voltage motor drives using modular multilevel cascade converters with medium-frequency transformers2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Okazaki, M. Hagiwara, and H. Akagi
    • 学会等名
      IEEE IFEEC Taiwan
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-11-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancement on capacitor-voltage-balancing capability of a modular multilevel cascade inverter for medium-voltage synchronous-motor drives2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Okazaki, H. Matsui, M. M. Muhoro, M. Hagiwara, and H. Akagi
    • 学会等名
      IEEE ECCE Canada
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2015-09-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複数台の高圧・大容量電動機を駆動する高周波交流リンクモジュラー・マルチレベル・カスケード・コンバータ (MMCC)2015

    • 著者名/発表者名
      岡﨑 佑平・萩原 誠・赤木 泰文
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      大分
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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