| 研究課題/領域番号 |
21K04027
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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 | 大阪公立大学 (2022-2023)
大阪府立大学 (2021) |
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研究代表者 |
井上 征則 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (50580148)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 電磁エネルギー変換 / 非接触給電 / 回転機制御 / パワーエレクトロニクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電磁エネルギー変換として共通点を持つ電磁誘導方式による非接触給電システムとモータ駆動システムについて、電力最大化や高効率運転の制御法を研究する。本研究では、既に多くの数式モデルや制御法が報告されているモータ駆動システムの数式モデルと制御法を拡張し、非接触給電に適用する。特に三相の非接触給電コイルを用いることでモータ駆動システムでは主流の「ベクトル制御」, 「パルス幅変調」,「三相インバータ」の標準構成があれば、非接触給電システムの制御も可能となることを目指す。これにより、コスト増加や信頼性低下を招くセンサ類を多く設置するのではなく、最低限の情報（巻線の電圧と電流など）を用いる制御法を実現する。
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| 研究成果の概要 |
電磁エネルギー変換の観点で回転機と共通点がある非接触給電について、コイルの状態（位置, 距離）を考慮し、印加電圧に同期した回転座標系上における数式モデルを導出した。位置と距離はインダクタンスに考慮しモデル化を行った。導出した数式モデルによって、三相ではなく、直交回転座標上かつ直流量で特性を評価できるようになった。シミュレーションモデルにおいても、三相変圧器による回路モデルではなく、回転・直交座標上での状態方程式による表現で実現できるようになった。さらに、非接触給電コイルの実機を用いて測定した回路定数を導出した数式モデルに適用し、妥当性を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究によって、モータ駆動システムと同様の構成として回転座標上での電流制御器と三相インバータの組み合わせを実現でき、制御法の構築に必要な数式モデルを得ることができた。非接触給電では単相コイルを１対１で使用することが多く、三相交流で直交成分を用いるベクトル制御の考え方は積極的に利用されていなかった。三相巻線による給電コイル構成を用いることでベクトル表現が容易であることに注目したが、導出した数式モデルはまだ制御に容易に利用できるところまで整理・簡略化できておらず引き続き検討が必要な課題も残った。
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