マトリックスコンバータ技術によるワイヤレス給電用電源の革新

• 研究課題/領域番号: 24360106
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 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: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 伊東 淳一 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90377218)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2014年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2013年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円); 2012年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
• キーワード: ワイヤレス給電 / マトリックスコンバータ / 高周波 / PDM / 脈動補償 / パワーエレクトロニクス / 半導体電力変換 / 高周波電源 / 磁気共鳴現象 / 充電器 / 電気自動車 / インピーダンス整合 / パルス密度変調

研究成果の概要

本研究は，ワイヤレス給電システム向け電力変換器の低損失化，小型化，長寿命化を目指し，①高周波で低損失に動作可能なマトリックスコンバータ(交流直接形電力変換器)の開発，②マトリックスコンバータ向け単相電力脈動補償技術の開発，③三相－単相マトリックスコンバータの高密度実装技術の確立を行なった。マトリックスコンバータに対してPDM(パルス密度変調)と，単相電力脈動補償技術を適用することで高効率化，小型化の可能性を示した。さらに，マトリックスコンバータに適したラミネートブスバーを設計することで高周波動作に適したマトリックスコンバータを実現できる見通しを得た。

研究成果

• [雑誌論文] 交流直接変換器に適用する転流シーケンスの改善 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小岩一広, 伊東淳一
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D 巻: 134 ページ: 980-981
  • NAID: 130004704472
• [雑誌論文] Reduction of Reflected Power Loss in an AC-DC Converter for Wireless Power Transfer Systems (2013)
  • 著者名/発表者名: 日下佳祐, 伊東淳一
  • 雑誌名: IEEJ Journal of Industry Applications 巻: 2-4 ページ: 195-203
  • 査読あり
• [雑誌論文] 百kHz級単相-商用周波三相マトリックスコンバータのPDM制御法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中田祐樹, 伊東淳一
  • 雑誌名: 電気学会論文誌 D分冊 巻: 134-1 ページ: 41-48
  • NAID: 10031142303
  • 査読あり
• [雑誌論文] 磁界共振結合による非接触給電の駆動用電源及び受電側整流器に関する一考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 日下佳祐, 伊東淳一
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D 巻: 132 ページ: 849-857
  • NAID: 10030937589
  • 査読あり
• [学会発表] 電流形ゲート駆動回路を用いた高周波電力変換回路の実機検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 提橋郁人, 日下佳祐, 折川幸司, 伊東淳一
  • 学会等名: 半導体電力変換/モータドライブ合同研究会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-01-23 – 2015-01-24
• [学会発表] Several-Hundred-kHz Single-phase to Commercial Frequency Three-phase Matrix Converter using Delta-Sigma Modulation with Space Vector (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki Nakata, Koji Orikawa, Jun-ichi Itoh
  • 学会等名: IEEE Energy Conversion Congress and Exposition
  • 発表場所: PITTBURGH,USA
  • 年月日: 2014-09-14 – 2014-09-18
• [学会発表] Investigation for High Output of 2.5MHz Power Supply Constructed from Multi-Core Transformers and a Multi-Phase Inverter and Application for Wireless Power Transfer (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Orikawa, Y. Fujita, J. Itoh
  • 学会等名: IEEE APEC 2014
  • 発表場所: アメリカ
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental Verifications and Design Procedure of an AC-DC Converter with Input Impedance Matching for Wireless Power Transfer Systems (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kusaka, J. Itoh
  • 学会等名: IEEE ECCE US
  • 発表場所: アメリカ
  • 招待講演
• [学会発表] 非接触給電システム接続時における入力インピーダンス整合形 AC-DC コンバータの整合特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 日下佳祐, 折川幸司, 伊東淳一
  • 学会等名: 平成25年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 山口
• [学会発表] Input Impedance Matched AC-DC Converter in Wireless Power Transfer for EV Charger (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kusaka, J. Itoh
  • 学会等名: IEEE ICEMS2012
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Pulse Density Modulation Control using Space Vector Modulation for a Single-phase to Three-phase Indirect Matrix Converter (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakata, J. Itoh
  • 学会等名: IEEE ECCE 2012
  • 発表場所: Raleigh, USA