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マルチレベル電力変換器のレベル数と変調方式に着目した制御性能改善に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K04439
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
研究機関千葉大学

研究代表者

名取 賢二  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70545607)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードパワーエレクトロニクス / マルチレベル電力変換器 / 制御性能改善
研究開始時の研究の概要

本研究では、マルチレベル電力変換器を適用した制御システムにおいて、レベル数・変調方式によりデッドタイム誤差がどの程度抑制できるか、また、時間的・空間的分解能がどの程度向上するかについて明らかにした後、それらによる制御性能改善効果を定量的に検討する。最終的には、得られた知見をまとめ、最適なレベル数・変調方式の決定法と、制御ゲイン設計も含めた制御性能改善効果の最適化手法について明らかにする。

研究成果の概要

本研究課題では、マルチレベル電力変換器の導入による制御性能改善に関する研究を行った。具体的には、マルチレベル電力変換器のレベル数と変調方式に着目して、それらに依存してデッドタイム誤差がどの程度抑制できるか、また、時間的・空間的分解能がどの程度向上するかについて検討した。さらに、当該検討結果に基づいて、レベル数と変調方式により制御性能改善効果がどのように変化するかについて検討し、一部については実験検証も行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果には大きく2つの学術的意義があると考えられる。1点目は、高圧大容量用途で高圧化のために用いられることが多いマルチレベル電力変換器について、高圧化ではなく波形改善に着目し、それによる制御性能改善に関して検討を行った点である。2点目は、レベル数と変調方式というマルチレベル電力変換器の具体的なパラメータに着目し、それらがどのように制御性能改善に寄与するかを検討した点である。

報告書

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

    (4件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 単相マルチレベルインバータの回路方式と変調方式に着目したデッドタイムの影響の検討2022

    • 著者名/発表者名
      千葉誠, 名取賢二, 佐藤之彦
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 142 号: 11 ページ: 762-774

    • DOI

      10.1541/ieejias.142.762

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • 年月日
      2022-11-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] PI Current Control Method for Realizing Deadbeat Characteristics2022

    • 著者名/発表者名
      Shota Kuroda, Kenji Natori, and Yukihiko Sato
    • 学会等名
      2022 International Power Electronics Conference (IPEC-Himeji 2022- ECCE Asia)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PI Current Control Method for Realizing Deadbeat Characteristics2022

    • 著者名/発表者名
      Shota Kuroda, Kenji Natori, Yukihiko Sato
    • 学会等名
      The 2022 International Power Electronics Conference (IPEC-Himeji 2022 -ECCE Asia-)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on Performance and Stability of Current Control Systems by Using Multi-Level Inverters2021

    • 著者名/発表者名
      Shota Kuroda, Kenji Natori, and Yukihiko Sato
    • 学会等名
      2021 IEEE International Conference on Mechatronics (ICM)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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