| 研究課題/領域番号 |
19K04348
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 富山大学 |
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研究代表者 |
飴井 賢治 富山大学, 学術研究部工学系, 准教授 (50262499)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 部分スイッチング / 三相整流回路 / 高力率 / 高効率 / 2パルススイッチング / 高調波抑制 / 力率改善 / 高調波規制対策ガイドライン / 三相 / 整流回路 / 同期整流 / 双方向スイッチ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、単相エアコンで既に導入されている部分スイッチング整流回路に改良を加え、三相に拡張して、三相整流回路の効率、力率、高調波、昇圧の諸特性を改善する初めての試みである。本回路は大型の業務用エアコンへ応用でき、消費電力の削減が期待される。さらに三相を直流に変換する応用として風力発電や小水力発電に着目し、パワコンの整流回路への応用を試みる。従来はダイオード整流回路と昇圧チョッパで構成されていたため、発電機に流れる高調波によって損失が発生していたが、本回路によって効率改善が期待され、より多くの電力を取り出すことが可能になる。このように三相整流回路が内蔵された様々な機器の高性能化が期待される。
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| 研究成果の概要 |
単相エアコンに搭載されている「部分スイッチング」と呼ばれる波形改善の技術を三相の整流回路に導入した。筆者らは独自の単相部分スイッチング整流回路を提案しており、従来の整流回路に比べ、高力率・高効率・高調波低減を並立することを確認している。本研究では、この単相部分スイッチング整流回路を基に三相に拡張した回路構成を提案した。その後、更なる効率改善を目指して導通する素子数の削減を図った。スイッチング素子の接続位置を直流側から交流側へ移すことでダイオードを削減し、約0.5%の効率が改善された。さらに、2パルススイッチング技術を導入することで、低出力時の入力力率を最大で10%改善することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
部分スイッチング技術が導入された整流回路は、高力率・高効率・高調波低減を並立する回路方式であるが、単相回路にしか導入されていない。この技術は単相エアコンで実用化されているが、三相交流が利用される大容量のエアコンに対しては、部分スイッチングが導入された回路は未だに存在しない。そこで、本研究では部分スイッチング技術を三相整流回路に導入した。効率改善のための新たな回路構成と入力力率改善のための2パルススイッチング制御を導入し、その有効性を確認した。エアコンのみならず様々な三相整流回路に適用可能であると考えている。
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