| 研究課題/領域番号 |
19K21967
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
大石 潔 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (40185187)
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| 研究分担者 |
和田 安弘 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (70293248)
横倉 勇希 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (70622364)
宮崎 敏昌 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (90321413)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 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 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 電力工学 / 制御工学 / パワーエレクトロニクス / 電気機器 / モーションコントロール / 電気機器工学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、電解コンデンサレス単相三相インバータ１台で、系統電源の瞬時電流とモータ駆動の瞬時電圧の両者を同時に予測制御するという超難解な課題を解決する。この難題に対して、モータの予測電流制御を系統側とモータ側の両者において構成し、電源高調波規制を常に満足させた上、無効電力ゼロを達成する瞬時電源電力制御を、学術的にも工業的にも新しく確立する。学術的には、インバータからモータまでの従来の数式モデルに加え、インバータから電源までの数式モデルを新しく構築し、この拡張モデルに基づいた系統電源電流予測制御と瞬時電源電力制御を、１台のモータ駆動インバータで達成する新しい制御法を構築する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、電解コンデンサレス単相三相インバータ１台で、系統電源の瞬時電流とモータ駆動の瞬時電圧の両者を同時に予測制御することになる。モータの予測電流制御を系統側とモータ側の両者において構成し、電源高調波規制を常に満足させた上、無効電力ほぼゼロを達成する瞬時電源電力制御を、学術的にも工業的にも新しく確立する。本研究の実機実験より、提案するモデル予測直接電流制御(MPDCC)法は、従来制御法と比較して、入力力率をほぼ１(無効電力ほぼゼロ)の96％以上で、インバータの電力損失と平均スイッチング回数において、上回ることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で、エアコンと冷蔵庫のコンプレッサ駆動モータ制御を利用して、広範囲な速度と負荷条件下で、スマートハウス全体の無効電力ほぼゼロ化と高調波規制クリアの両方を満たす家電モータ制御システムを開発することができた。特に、電解コンデンサレス単相三相インバータは、壊れやすい能動的半導体素子数が非常に少ないので、壊れにくく低コストである。このインバータ１台で相反する入力電流とモータ駆動電圧の両方を同時に予測制御することを実現したことは、社会的にも地球環境的にも画期的で有意義な研究成果をあげることができたと言える。
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