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昇圧チョッパ付NPCインバータの超小型化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04121
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関鹿児島工業高等専門学校

研究代表者

逆瀬川 栄一  鹿児島工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (30390503)

研究分担者 芳賀 仁  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (10469570)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード昇圧チョッパ / NPCインバータ / 小型化
研究成果の概要

本研究では、昇圧チョッパ付NPCインバータシステムの小型化について理論と実機検証による検討を行った。小型化のために、昇圧チョッパの出力電圧であるコンデンサ電圧リプルについて検討するため、状態平均化法を用いた解析を行った。チョッパのPWM制御方式として、補正型と交差型の2つの方式について比較を行い、理論解析とシミュレーション結果より,コンデンサ電圧リプルの観点で交差型の優位性を確認することができた。
実機検証では,NPCインバータを抵抗負荷に置き換えた昇圧チョッパ回路において,インダクタ電流の比較を行い、交差型の方が補正型に比べてインダクタ電流リプルを2分の1以下に低減できることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

一般に、ハイブリッド自動車用主機モータドライブシステムには昇圧チョッパと2レベルインバータを組み合わせた回路方式が採用されているが、本研究ではそのシステムのさらなる高効率化のための一手法として、インバータをNPCインバータとし、さらにチョッパはNPCインバータに適した回路構成であるNPC昇圧チョッパの適用を提案した。昇圧チョッパのPWM制御方法として、三角波を1つ用いる補正型と位相が180度異なる二つの三角波を用いる交差型の2つの方式について比較検討を行い、交差型の方がインダクタ電流リプルを低減することができることを,理論解析,シミュレーション,および実機検証で示した。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Control Method to Reduce Current Ripple of Boost Chopper Suitable for NPC Inverter2020

    • 著者名/発表者名
      逆瀬川栄一,松元達紀,徳永海斗,芳賀仁
    • 学会等名
      2020 IEEE 9th International Power Electronics and Motion Control conference -ECCE Asia
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Control Method to Reduce Current Ripple of Boost Chopper Suitable for NPC Inverter2020

    • 著者名/発表者名
      逆瀬川栄一、松元達紀、徳永海斗、芳賀仁
    • 学会等名
      2020 IEEE 9th International Power Electronics and Motion Control conference -ECCE Asia
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NPCインバータを想定した昇圧チョッパ回路の実機検証2019

    • 著者名/発表者名
      藤井勝秀、逆瀬川栄一、芳賀仁
    • 学会等名
      平成31年度電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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