| 研究課題/領域番号 |
19K04339
|
|---|
| 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 | 神戸市立工業高等専門学校 |
|---|
研究代表者 |
茂木 進一 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00707896)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
|
|---|
| キーワード | パルス幅変調 / 三相電圧形インバータ / パッシブデバイス / 損失 / 電解コンデンサ / 温度上昇 / パルス幅変調法 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
次世代パワー半導体（炭化ケイ素や窒化ガリウム）が普及フェーズに移り各種電力変換器の劇的な特性改善が望めるようになってきている．しかし，パワー半導体とともに電力変換器を構成する重要な要素部品であるパッシブデバイス（インダクタやキャパシタ）の特性がボトルネックとなり，現在の各種電力変換器は次世代パワー半導体の特長を必ずしも活かしきれているとは言えない．そこで本研究では，三相電圧形インバータに各種パルス幅変調法を適用した場合における，交流側に負荷として接続されるインダクタや直流側に接続される電解コンデンサなどのパッシブデバイスで生ずる損失の大きさの比較とその前記損失の発生メカニズムを明らかにする．
|
| 研究成果の概要 |
次世代パワー半導体により各種電力変換器の特性改善が望めるようになってきているが，パッシブデバイスの特性がボトルネックであり，現在の各種電力変換器は次世代パワー半導体の特長を必ずしも活かしきれていない．そこで本研究では，三相電圧形インバータに各種パルス幅変調方法を適用した場合のパッシブデバイスの損失を明らかにした．具体的には，三相電圧形インバータに適用するパルス幅変調法の違いにより，直流側電解コンデンサの損失は大きく変化しないこと，交流側インダクタや交流側ＬＣフィルタでの損失は三相変調法が小さいこと，変換器全体での損失はインバータ損失が小さくなる二相変調法が小さいこと，などを明らかにした．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本テーマでは三相電圧形インバータに各種パルス幅変調方法を適用した場合のパッシブ素子（交流側のインダクタや直流側の電解コンデンサ）における損失を明らかにしました．これらに関しては，単相インバータの検討例は存在しますが，三相インバータの検討例はほとんどありませんでした．したがって，本テーマから得られた知見は，次世代パワー半導体が使用され始めた最新の電力変換システムにおいて，パッシブデバイスの技術開発のボトルネックとなっている問題を加速的に解決することに寄与できると考えられます．その結果，環境に優しいエネルギー変換システムの構築が可能となり，持続可能な社会の実現に貢献できると確信しています．
|
