ＬＣフィルタレス単相１３レベルインバータの超高効率化

• 研究課題/領域番号: 24560326
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 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: 富山大学
• 研究代表者: 飴井 賢治 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 講師 (50262499)
• 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: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: マルチレベルインバータ / 双方向スイッチ / LCフィルタレス / PWM制御レス / 高効率 / 低歪み / ディジタル制御 / 高効率化 / 低オン抵抗 / スイッチングパターン発生法 / 小形 / マイクロプロセッサ制御 / 低ひずみ

研究成果の概要

本研究の目的は、LCフィルタを用いずに高効率と低歪みを両立できる新しいインバータ回路を構築することである。この回路はPWM制御を用いずに複数の電圧レベルから所望の電位を選択して電圧を出力する。オン抵抗の小さな素子の選定により効率改善を図り、4素子１ユニット構成の基板により拡張性を高めた。また、遅延のない動作を実現する制御方式を検討した。これらの改良を施し3レベルの基本回路で実験を行い、高効率と正確な動作を確認した。これを13レベルまで拡張し、良好な動作特性を検証した。さらにスイッチング動作の見直しを図り、従来のインバータを凌駕する98.5%の高効率と約3%の波形歪みを達成した。

研究成果

• [雑誌論文] 双方向スイッチを用いた高効率単相5レベルインバータの特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 飴井賢治、加藤雅大、大路貴久、作井正昭
  • 雑誌名: 電気学会論文誌Ｄ（産業応用部門誌） 巻: 135 号: 3 ページ: 320-321
  • DOI: 10.1541/ieejias.135.320
  • NAID: 130004876905
  • ISSN: 0913-6339, 1348-8163
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ハーフブリッジ型単相13レベルインバータの制御方式 (2014)
  • 著者名/発表者名: 足立成史、飴井賢治、大路貴久、作井正昭
  • 学会等名: 平成26年度電気関係学会北陸支部連合大会
  • 発表場所: 富山高等専門学校
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] 双方向スイッチを用いた単相5レベルインバータの制御回路の簡略化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤雅大、飴井賢治、大路貴久、作井正昭
  • 学会等名: 平成26年度電気関係学会北陸支部連合大会
  • 発表場所: 富山高等専門学校
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] ハーフブリッジ形単相3レベルインバータの試作 (2013)
  • 著者名/発表者名: 足立成史、飴井賢治、大路貴久、作井正昭
  • 学会等名: 平成25年電気学会産業応用部門大会（JIASC2013）
  • 発表場所: 山口大学吉田キャンパス