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Energy-efficient lightweight drives by multi-parametric machine-inverter co-design and split-mid-point modularization

研究課題

研究課題/領域番号 20H02138
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関京都先端科学大学

研究代表者

カステッラッズィ アルベルト  京都先端科学大学, 工学部, 教授 (70866897)

研究分担者 中村 武恒  京都大学, 工学研究科, 特定教授 (30303861)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワードY-Inverter / WBG semiconductors / High power-density / Multi-level inverters / hybrid GaN-SiC switches / Mixed PWM strategies / Electric drives / High density machines / Sinusoidal modulation / WBG efficiency / Silicon carbide / Parametric co-design / WBG efficiency boost / comprehensive design / energy efficiency / modular design / high power density / iron-less machines / PWM schemes
研究開始時の研究の概要

The research is designed around 5 work-packages, covering a period of 3 years. Year 1 is mainly dedicated to developing a novel joint design framework, leading to prototyping and demonstration of each component in Year 2.
Year 3 is for system level demonstration and dissemination of results.

研究成果の概要

この研究により、合計 10 件の論文が専門の国際会議や雑誌に投稿されました。 研究成果のハイライトとしては、高出力密度モーターのプロトタイピングが挙げられます。 電圧昇圧機能と優れた高調波特性を備えた高周波高効率インバーターのデモンストレーション。 損失を削減するための有効半導体面積の負荷依存変化を備えた分割ミッドポイントモジュラーインバーター設計のデモンストレーション。 パラメトリック マシンとインバーターの共同設計により、運転サイクル全体にわたるモーター ドライブのエネルギー効率を最適化します。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Electric motor drives make up for over 90% of all power electronics applications. They are pivotal elements of society infrastructure. Integrated design enables new development paradigms, improved performance, power density and reliability, which open the path towards new deployment opportunities.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Dual-switchign frequency hybrid Si-SiC Y-Inverter2023

    • 著者名/発表者名
      H.J. Jaber, S. Horie, S. Domae, A. Castellazzi
    • 雑誌名

      ECCE Asia 2023

      巻: 2023 ページ: 1-1000

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Parametric Co-design of Machine-Inverter using Wide Band Gap and Three-level ANPC Inverter for 800V Traction System2023

    • 著者名/発表者名
      J. Kwak, A. Castellazzi
    • 雑誌名

      ECCE Asia 2023

      巻: 2023 ページ: 1-1000

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electro-thermal stress minimisation of motor-drive inverter switches by hybrid modulation strategy technique2023

    • 著者名/発表者名
      J. Kwak, A. Castellazzi
    • 雑誌名

      ESREF2023 (accepted)

      巻: 2023 ページ: 1-1000

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Light Electric Vehicle Motor-Drive Design Based on Hybrid Si/SiC Y-Inverter and Dual-Rotor Halbach Machine2023

    • 著者名/発表者名
      Trang, H. , Castellazzi, A. , Domae, S. , Dong, T. , Nakamura, T.
    • 雑誌名

      Journal of Electrical Engineering and Technology

      巻: 18(1) ページ: 367376-367376

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Energy efficiency driven traction unit design2021

    • 著者名/発表者名
      J. Kwak, A. Castellazzi
    • 学会等名
      EPE-ECCE Europe 2022, Hannover, Germany, Sep. 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Characterization and Switching Strategy Development for SMP SiC Power Modules2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Shiogai, A. Castellazzi, T. Hikihara
    • 学会等名
      IPEC-ECCE Japan 2022, Himeji, Japan, May 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] High power-density high-efficiency electric drive design with Halbach-rotor PMSM and WBG-based high-frequency inverter2021

    • 著者名/発表者名
      T. Dong, J. Kwak, L. Wei, A. Castellazzi, T. Nakamura
    • 学会等名
      ICEMS 2021, Gyeongju, South Korea, Nov. 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Multi-parameter machine-inverter co-design for energy-efficient electric drives2021

    • 著者名/発表者名
      Jaedon Kwak, Alberto Castellazzi, Taketsune Nakamura
    • 学会等名
      ICEMS2021 (submitted for review - review ongoing)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Split-Mid-Point Modular Design for Low-Load Efficiency Boost in WBG Power Converters2020

    • 著者名/発表者名
      Yu Shiogai, Alberto Castellazzi, Takashi Hikihara
    • 学会等名
      ECCE Asia 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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