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電気二重層コンデンサにより回生機能を強化した昇圧器付PWMインバータの性能改善

研究課題

研究課題/領域番号 17560261
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電気機器工学
研究機関鹿児島大学

研究代表者

山本 吉朗  鹿児島大学, 工学部, 助手 (70220457)

研究分担者 篠原 勝次  鹿児島大学, 工学部, 教授 (80112358)
飯森 憲一 (飯盛 憲一)  鹿児島大学, 工学部, 助教授 (00284901)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2006年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2005年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワード電気二重層コンデンサ / 電気自動車 / ハイブリッド車 / PMモータ / PWMインバータ / 電流可逆チョッパ / 電気機器工学 / エネルギー効率化
研究概要

本研究は,PMモータ高速運転時に電流可逆チョッパ(昇圧器)付PWMインバータにより高効率化を目指すシステムにおいて,回生エネルギーを効率よく回収するために,バッテリに電気二重層コンデンサを組み合わせる場合の回路方式および制御法について検討したものである。
1.新回路方式1
先に提案したバッテリ,電気二重層コンデンサ並列接続の構成では,コンデンサ直列数,体積,重量,コストが増加する。これに対し,バッテリ,コンデンサを直列にしてコンデンサ直列数を低減した新方式1(回生専用降圧チョッパ,力行専用昇圧チョッパ各1を持つ)を考案したが,コンデンサ電圧を積極的に制御できない欠点があることがわかった。
2.新回路方式2
新回路方式1の欠点を解決するために,2つの電流可逆チョッパを用いた新方式2(バッテリ,コンデンサに対する第1のチョッパに電圧制御を,コンデンサのみに対する第2のチョッパに電流制御を用い,第2のチョッパの電流指令を変えてコンデンサ充放電電流およびシステムの電力の流れを自由に制御)を考案した。
3.各回路方式の比較
並列構成,新回路方式1,2の回路構成について比較し,コンデンサ数,システム制御性の点から,新回路方式2が最も優れていることを示した。
4.新回路方式2の詳細
新回路方式2に対し,システム全体のパワースロー制御やバッテリ電流の間接制御を提案した。また,実験回路および制御プログラムを製作したが,制御の複雑さから制御プログラムの実行時間がかなりシビアになり,実験による動作確認までできなかった。
5.まとめ
電気二重層コンデンサ数を大幅に低減できる新方式1,2を提案し,問題点,有効性を明らかにした。インダクタや電流可逆チョッパの容量と運転電力の変化範囲(御作範囲)との関係も明らかにし,提案システムの回路設計に見通しを持たせた。今後,実験を進め,実機での動作確認を行う予定である。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (24件)

  • [雑誌論文] Steady State Characteristics of PWM Inverter with Voltage Boosters for Permanent Magnet Synchronous Motor Drives2007

    • 著者名/発表者名
      Kichiro Yamamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of Power Conversion Conference - Nagoya 2007 DS8-3-2(CD-ROM)

      ページ: 296-301

    • NAID

      10026491216

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Steady State Characteristics of PWM Inverter with Voltage Boosters for Permanent Magnet Synchronous Motor Drives2007

    • 著者名/発表者名
      Kichiro Yamamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of Power Conversion Conference-Nagoya 2007 DS-8-3-2(CD-ROM)

      ページ: 296-301

    • NAID

      10026491216

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 利用率を改善した電気二重層コンデンサにより回生機能を強化したPMモータ用電流可逆チョッパ付PWMインバータ2006

    • 著者名/発表者名
      山本 吉朗
    • 雑誌名

      交通・電気鉄道/半導体電力変換 合同研究会資料 SPC-06-50

      ページ: 11-16

    • NAID

      10019204369

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 力行用昇圧チョッパと回生用降圧チョッパを付加したPWMインバータ2006

    • 著者名/発表者名
      山本 吉朗
    • 雑誌名

      平18電気学会全国大会講演論文集 Vol. 4

      ページ: 96-97

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Permanent Magnet Synchronous Motor Driven by PWM Inverter with Voltage Booster with Regenerating Capability Augmented by Double-Layer Capacitor2006

    • 著者名/発表者名
      Kichiro Yamamoto
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Industry Applications Vol. 126-D

      ページ: 639-645

    • NAID

      10018111696

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 電気二重層コンデンサにより回生機能を強化した電流可逆チョッパ付PWMインバータにおけるパワーフロー制御2006

    • 著者名/発表者名
      山本 吉朗
    • 雑誌名

      平成18年電気学会産業応用部門大会 Vol. 1-80(CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 電気二重層コンデンサにより回生機能を強化した電流可逆チョッパ付PWMインバータにおけるチョッパ部電流制御2006

    • 著者名/発表者名
      山本 吉朗
    • 雑誌名

      平成18年電気関係学会九州支部連合大会 04-2P-10(CD-ROM)

      ページ: 423-423

    • NAID

      130004608751

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] PWM Inverter with Voltage Boosters with New Regenerating Circuit of Double-Layer Capacitor for Permanent Magnet Synchronous Motor Drive2006

    • 著者名/発表者名
      Kichiro Yamamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of ICEMS-Nagasaki 2006 DS3F1-13(CD-ROM)

      ページ: 1-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] PWM Inverter with Voltage Booster with Regenerating Capability Augmented by Double-Layer Capacitor for Permanent Magnet Synchronous Motor Drives (in Japanese)2006

    • 著者名/発表者名
      Kichiro Yamamoto
    • 雑誌名

      The papers of Joint Technical Meeting on Transportation and Electric Railway and Semiconductor Power Convertet, IEE Japan SPC-06-50

      ページ: 11-16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] PWM Inverter with Boost Converter for Motoring Operation and Buck Converter for Regenerating Operation (in Japanese)2006

    • 著者名/発表者名
      Kichiro Yamamoto
    • 雑誌名

      2006 Annual Meeting Record I.E.E. Japan VoL4

      ページ: 96-97

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Permanent Magnet Synchronous Motor Driven by PWM Inverter with Voltage Booster with Regenerating Capability Augmented by Double-Layer Capacitor2006

    • 著者名/発表者名
      Kichiro Yamamoto
    • 雑誌名

      IEEJ Iransactions on IndustryApplications VoL. 126-D

      ページ: 635-645

    • NAID

      10018111696

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Power Flow Control of PWM Inverter with Voltage Booster with Regenerating Capability Augmented by Double-Layer Capacitor (in Japanese)2006

    • 著者名/発表者名
      Kichiro Yamamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2006 Japan Industry Applications Society Conference VoL1-80

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Voltage Booster Current Control of PWM inverter with Voltage Booster with Regenerating Capability Augmented by Double-Layer Capacitor (in Japanese)2006

    • 著者名/発表者名
      Kichiro Yamamoto
    • 雑誌名

      Record of 2006 Joint Conference of Electrical and Electronics Engineers in Kyushu 04-2P-10

      ページ: 453-453

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] PWM Inverter with Voltage Boosters with New Regenerating Circuit of Double-Layer Capacitor for Permanent Magnet Synchronous Motor Drive2006

    • 著者名/発表者名
      Kichiro Yamamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of ICEMS-Nagasaki 2006 DS3Fl-l3(CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 電気二重層コンデンサにより回生機能を強化した電流可逆チョッパ付PWMインバータにおけるパワーフロー制御2006

    • 著者名/発表者名
      山本 吉朗
    • 雑誌名

      平成18年電気学会産業応用部門大会 Vol. 1-80

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 電気二重層コンデンサにより回生機能を強化した電流可逆チョッパ付PWMインバータにおけるチョッパ部電流制御2006

    • 著者名/発表者名
      山本 吉朗
    • 雑誌名

      平成18年電気関係学会九州支部連合大会 04-2P-10

      ページ: 423-423

    • NAID

      130004608751

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 利用率を改善した電気二重層コンデンサにより回生機能を強化したPMモータ用電流可逆チョッパ付PWMインバータ2006

    • 著者名/発表者名
      山本 吉朗
    • 雑誌名

      交通・電気鉄道/半導体電力変換合同研究会資料

    • NAID

      10019204369

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 力行用昇圧チョッパと回生用降圧チョッパを付加したPWMインバータ2006

    • 著者名/発表者名
      山本 吉朗
    • 雑誌名

      平18電気学会全国大会講演論文集 Vol.4

      ページ: 96-97

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Permanent Magnet Synchronous Motor Driven by PWM Inverter with Voltage Booster with Regenerating Capability Augmented by Double-Layer Capacitor2005

    • 著者名/発表者名
      Kichiro Yamamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of International Power Electronics Conference 2005 (CD-ROM)

      ページ: 2056-2062

    • NAID

      10018111696

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 電流可逆チョッパ付PWMインバータ駆動PMモータの回生エネルギーのシミュレーション2005

    • 著者名/発表者名
      山本 吉朗
    • 雑誌名

      平成17電気関係学会九州支部連合大会講演論文集 (CD-ROM)

    • NAID

      130004608007

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Permanent Magnet Synchiuonous Motor Driven by PWM Inverter with Voltage Booster with Regenerating Capability Augmented by Double-Layer Capacitor2005

    • 著者名/発表者名
      Kichiro Yamamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of International Power Electronics Conference 2005

      ページ: 2056-2062

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simulation for Regenerative Energy of PM Motor Driven by PWM Inverter with Voltage Booster (in Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      Kichiro Yamamoto
    • 雑誌名

      Record of 2005 Joint Conference of Electrical and Electronics Engineers in Kyushu

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Permanent Magnet Synchronous Motor Driven by PWM Inverter with Voltage Booster with Regenerating Capability Augmented by Double-Layer Capacitor2005

    • 著者名/発表者名
      Kichiro Yamamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of International Power Electronics Conference 2005

      ページ: 2056-2062

    • NAID

      10018111696

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 電流可逆チョッパ付PWMインバータ駆動PMモータの回生エネルギーのシミュレーション2005

    • 著者名/発表者名
      山本 吉朗
    • 雑誌名

      平成17電気関係学会九州支部連合大会講演論文集

    • NAID

      130004608007

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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