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電力変換システムの高精度・高効率シミュレーション法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20560282
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・電力変換・電気機器
研究機関同志社大学

研究代表者

加藤 利次  同志社大学, 理工学部, 教授 (40148375)

研究分担者 井上 馨  同志社大学, 理工学部, 准教授 (60343662)
研究協力者 藤原 義大  同志社大学, 工学研究科, 学生(当時)
久見木 雄大  同志社大学, 工学研究科, 学生(当時)
香川 大輔  同志社大学, 工学研究科, 学生(当時)
三宅 裕希  同志社大学, 工学研究科, 学生(当時)
奥田 大介  同志社大学, 工学研究科, 学生(当時)
江崎 佐奈  同志社大学, 工学研究科, 学生(当時)
古賀 文瑛  同志社大学, 工学研究科, 学生(当時)
東山 弘治  同志社大学, 工学研究科, 学生(当時)
寺西 康弘  同志社大学, 工学研究科, 学生(当時)
山根 雅史  同志社大学, 工学研究科, 学生
向山 直樹  同志社大学, 工学研究科, 学生
吉田 圭亮  同志社大学, 工学研究科, 学生
研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2009年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2008年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードシミュレーション / マルチレートシステム / 電力変換システム / 包絡追跡法 / 周期定常解析法 / 低次元モデル / 誘導機の固定子巻線故障診断 / 並列処理 / 周波数温度依存特性モデル
研究概要

本研究は電力変換器すなわちパワーエレクトロニクス(PE)システムのシミュレーションを高精度・高効率に実施するための手法の開発を目的とした。そのため本研究はモデリング過程およびシミュレーション計算過程の2つにより構成され、両過程において高精度高効率な処理法の開発を行った。前者に関しては、周波数依存性のある素子を少数の集中定数素子で高精度・高効率にモデリングする低次元モデリング法を検討し、特に合成回路に負値の素子が発生しないような手法を開発した。さらにこの原理に基づいて作成したモデリングプログラムを用いることにより、測定周波数を考慮してPEシステムの簡潔なモデリングを行うことを可能とした。後者に関してはPEシステムのマルチレート性を有効に使って高効率にシミュレーション計算を行う回路分割法や周期定常解析法の開発を行ない、それらの並列処理化による高速化手法を開発した。最後にシミュレーション結果の実験システムによる検証を行ない、その妥当性を確認した。

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2011 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (20件) (うち査読あり 20件) 学会発表 (29件)

  • [雑誌論文] ドメイン分割連成方式によるパワーエレクトロニクシステムのマルチレート解析法2011

    • 著者名/発表者名
      加藤利次,井上馨,藤原義大
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D 131巻,1号

      ページ: 110-117

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ドメイン分割連成方式によるパワーエレクトロニクスシステムのマルチレート解析法2011

    • 著者名/発表者名
      加藤利次、井上馨、藤原義大
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D

      巻: 131巻1号 ページ: 110-117

    • NAID

      10026375636

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy-Based Digital Control of a Ripple Correction Circuit of an Unity-Power-Factor AC/DC Converter2010

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Kato, Kaoru Inoue, Koji Higashiyama
    • 雑誌名

      IEEE ECCE 2010

      ページ: 2620-2625

    • NAID

      10027802431

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multirate Analysis Method for a Power Electronic System by Multi-Domain Partitioning2010

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Kato, Kaoru Inoue, Yoshihiro Fujiwara
    • 雑誌名

      the Twelfth IEEE Workshop on Control and Modeling for Power Electronics

      ページ: 1-8

    • NAID

      10026375636

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric Energy Comparison of an Induction Motor Driven by Optimal Torques for Various Operation Time Periods2010

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Inoue, Yasuhiro Teranishi, Masatoshi Minamiyama, Toshiji Kato
    • 雑誌名

      the 2010 International Power Electronics Conference

      ページ: 2477-2481

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Steady-State Computation of A Power Electronic Converter System by the Envelope Following Method2010

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Kato, Kaoru Inoue, Yudai Kumiki, Masashi Yamane
    • 雑誌名

      the 2010 International Power Electronics Conference

      ページ: 672-679

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Steady-State Computation of A Power Electronic Converter System by the Envelope Following Method2010

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Kato, Kaoru Inoue, Yudai Kumiki, Masashi Yamane
    • 雑誌名

      The 2010 International Power Electronics Conference

      ページ: 672-679

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric Energy Comparison of an Induction Motor Driven by Optimal Torques for Various Operation Time Periods2010

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Inoue, Yasuhiro Teranishi, Masatoshi Minamiyama, Toshiji Kato
    • 雑誌名

      The 2010 International Power Electronics Conference

      ページ: 2477-2481

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multirate Analysis Method for a Power Electronic System by Multi-Domain Partitioning2010

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Kato, Kaoru Inoue, Yoshihiro Fujiwara
    • 雑誌名

      IEEE 12th Workshop on Control and Modeling for Power Electronics 2010

      ページ: 1-8

    • NAID

      10026375636

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy-Based Digital Control of a Ripple Correction Circuit of an Unity-Power-Factor AC/DC Converter2010

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Kato, Kaoru Inoue, Koji Higashiyama
    • 雑誌名

      IEEE Energy Conversion Congress and Exposition 2010

      ページ: 2620-2625

    • NAID

      10027802431

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multirate Analysis Method for a Power Electric System by Circuit Partitioning2009

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Kato, Kaoru Inoue, Takayuki Fukutani, Yoshinori Kanda
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Power Electronics Vol.24, No.12

      ページ: 2791-2802

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lumped Equivalent Circuit Model Synthesis for a Passive Element with Frequency-Dependent and/or Temperature-Dependent characteristics for EMC Simulation2009

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Kato, Kaoru Inoue, Daisuke Kagawa
    • 雑誌名

      International Conference on Power Electronics and Drive Systems

      ページ: 150-156

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diagnosis of Multi-Phase Turn Faults of Induction Motor Stator Windings2009

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Kato, Kaoru Inoue, Daisuke Okuda
    • 雑誌名

      International Conference on Power Electronics and Drive Systems

      ページ: 144-149

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lumped Equivalent Model Synthesis for a Passive Element with Frequency-Dependent and/or Temperature-Dependent characteristics for EMC Simulation2009

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Kato, Kaoru Inoue, Daisuke Kagawa
    • 雑誌名

      International Power Electronics and Motion Control Conference

      ページ: 963-969

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lumped Equivalent Model Synthesis for a Passive Element with Frequency-Dependent and/or Temperature-Dependent Characteristics for EMC Simulation2009

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Kato, Kaoru Inoue, Daisuke Kagawa
    • 雑誌名

      International Power Electronics and Motion Control Conference

      ページ: 963-969

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diagnosis of Multi-Phase Turn Faults of Induction Motor Stator Windings International Conference on Power Electronics and Drive Systems2009

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Kato, Kaoru Inoue, Daisuke Okuda
    • 雑誌名

      International Conference on Power Electronics and Drive Systems

      ページ: 144-149

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lumped Equivalent Circuit Model Synthesis for a Passive Element with Frequency-Dependent and/or Temperature-Dependent Characteristics for EMC Simulation2009

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Kato, Kaoru Inoue, Daisuke Kagawa
    • 雑誌名

      International Conference on Power Electronics and Drive Systems

      ページ: 150-156

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multirate Analysis Method for a Power Electric System by Circuit Partitioning2009

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Kato, Kaoru Inoue, Takayuki Fukutani, Yoshinori Kanda
    • 雑誌名

      24

      ページ: 2791-2802

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Steady-State Simulation of a Power Electronic Circuit by Parallel Processing2008

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Kato, Kaoru Inoue, Junichi Ogoshi, Yudai Kumiki
    • 雑誌名

      IEEE Power Electronics Specialists Conference

      ページ: 2103-2108

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Steady-State Simulation of a Power Electronic Circuit by Parallel Processing2008

    • 著者名/発表者名
      Toshiji Kato
    • 雑誌名

      IEEE Power Electronics Specialists Conference

      ページ: 2103-2108

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高力率AC/DCコンバータのリップル補償回路のエネルギーベースのディジタル制御法2011

    • 著者名/発表者名
      東山弘治
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換研究会
    • 発表場所
      神戸ユニティー(兵庫県)
    • 年月日
      2011-01-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] パワーエレクトロニクスシステムの包絡追跡法による高効率な周期定常シミュレーション2011

    • 著者名/発表者名
      山根雅史,加藤利次,井上馨
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換研究会,SPC-11-14
    • 発表場所
      神戸ユニティー
    • 年月日
      2011-01-21
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 回路分割によるパワーエレクトロニクスシステムの並列回路シミュレーション2011

    • 著者名/発表者名
      古賀文瑛,井上馨,加藤利次
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換研究会,SPC-11-15
    • 発表場所
      神戸ユニティー
    • 年月日
      2011-01-21
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 高力率AC/DCコンバータのリップル補償回路のエネルギーベースのディジタル制御法2011

    • 著者名/発表者名
      東山弘治,加藤利次,井上馨
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換研究会,SPC-11-41
    • 発表場所
      神戸ユニティー
    • 年月日
      2011-01-21
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] パワーエレクトロニクスシステムの包絡追跡法による高効率な周期定常シミュレーンョン2011

    • 著者名/発表者名
      山根雅史
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換研究会
    • 発表場所
      神戸ユニティー(兵庫県)
    • 年月日
      2011-01-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 回路分割によるパワーエレクトロニクスシステムの並列回路シミュレーション2011

    • 著者名/発表者名
      古賀文瑛
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換研究会
    • 発表場所
      神戸ユニティー(兵庫県)
    • 年月日
      2011-01-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 誘導機における固定子巻線の短絡故障の診断法2010

    • 著者名/発表者名
      吉田圭亮
    • 学会等名
      平成22年電気関係学会関西連合大会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 年月日
      2010-11-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 回路分割によるパワーエレクトロニクスシステムの並列回路解析法2010

    • 著者名/発表者名
      古賀文瑛
    • 学会等名
      平成22年電気関係学会関西連合大会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 年月日
      2010-11-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 測定周波数特性に基づく集中定数等価回路の合成法-コモンモードチョークコイルへの適用例-2010

    • 著者名/発表者名
      向山直樹
    • 学会等名
      平成22年電気関係学会関西連合大会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 年月日
      2010-11-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 閉ループ制御系を含むパワーエレクトロニクスシステムの周期定常マルチレート解析法2010

    • 著者名/発表者名
      山根雅史
    • 学会等名
      平成22年電気関係学会関西連合大会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 年月日
      2010-11-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] LCL形フィルタ付単相系統連系インバータの正弦波追従電流制御法2010

    • 著者名/発表者名
      堂ノ本宜尚
    • 学会等名
      平成22年電気関係学会関西連合大会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 年月日
      2010-11-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 正弦波補償器による単相系統連系インバータの電流追従制御法2010

    • 著者名/発表者名
      堂ノ本宜尚
    • 学会等名
      平成22年電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京都)
    • 年月日
      2010-08-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 高力率AC/DCコンバータのリップル補償回路の制御法2010

    • 著者名/発表者名
      東山弘治
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換技術研究会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府)
    • 年月日
      2010-01-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 包絡追跡法によるパワーエレクトロニクスシステムの定常解析の高効率計算2010

    • 著者名/発表者名
      久見木雄大
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換技術研究会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府)
    • 年月日
      2010-01-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 逆相アドミタンスによる誘導機の固定子巻線の故障診断法2010

    • 著者名/発表者名
      奥田大介
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換技術研究会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府)
    • 年月日
      2010-01-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 回路分割によるパワーエレクトロニクスシステムのマルチレート解析法2009

    • 著者名/発表者名
      古賀文瑛
    • 学会等名
      平成21年電気学会関係学会関西支部連合大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 年月日
      2009-11-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 高力率AC/DCコンバータにおける昇圧チョッパによるリップル補償回路の制御法2009

    • 著者名/発表者名
      東山弘治
    • 学会等名
      平成21年電気学会関係学会関西支部連合大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 年月日
      2009-11-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] パワーエレクトロニクスシステムの系統的モデリングおよびシミュレーション技術:総論2009

    • 著者名/発表者名
      加藤利次
    • 学会等名
      平成21年電気学会産業応用部門全国大会
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2009-08-31
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] パワーエレクトロニクスシステムの系統的モデリングおよびシミュレーション技術:総論2009

    • 著者名/発表者名
      加藤利次
    • 学会等名
      平成21年電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      三重大学(三重県)
    • 年月日
      2009-08-31
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] パワーエレクトロニクス回路の包絡追跡法を用いた周期定常解析の高効率化法2009

    • 著者名/発表者名
      加藤利次
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      明治大学(東京都)
    • 年月日
      2009-03-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 誘導機の複数巻線の故障診断シミュレーション2009

    • 著者名/発表者名
      加藤利次
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2009-03-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] パワーエレクトロニクス回路の包絡追跡法を用いた周期定常解析の高効率化法2009

    • 著者名/発表者名
      加藤利次
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2009-03-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ドメイン分割連成方式によるパワーエレクトロニクスシステムのマルチレート解析法2009

    • 著者名/発表者名
      藤原義大
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換技術研究会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-01-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 周波数・温度依存特性を考慮した受動素子の集中定数モデル合成法2009

    • 著者名/発表者名
      香川大輔
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換技術研究会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-01-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 高力率AC/DCコンバータのリップル補償制御法2009

    • 著者名/発表者名
      三宅裕希
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換技術研究会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-01-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 三相誘導機の巻線故障診断のシミュレーション2008

    • 著者名/発表者名
      奥田大介
    • 学会等名
      平成20年電気学会関係学会関西支部連合大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-11-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ドメイン分割連成方式によるパワーエレクトロニクスシステムのマルチレート解析法2008

    • 著者名/発表者名
      藤原義大
    • 学会等名
      平成20年電気学会関係学会関西支部連合大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-11-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] PWMインバータ駆動系における誘導機の高周波等価回路モデル2008

    • 著者名/発表者名
      香川大輔
    • 学会等名
      平成20年電気学会産業応用部門全国大会
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      2008-08-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] パワーエレクトロニクスシステムの周期定常解析のための感度行列計算法2008

    • 著者名/発表者名
      久見木雄大
    • 学会等名
      平成20年電気学会産業応用部門全国大会
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      2008-08-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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