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単相三線式配電系統は一般家庭や小規模店舗などに広く使用されているが、容量も力率も任意の負荷が2つの系統に数多く接続され、これらが不特定に運転されるため、2つの系統電流に不平衡を生じる。これを改善するため、本研究では、パワーエレクトロニクスを応用して、2つの系統電流を平衡化すると同時に、負荷の力率も補償する多機能電力補償システムを開発する。
このシステムの基礎となる装置として、まず、単相三線式配電系統用高力率コンバータを検討した。これは2組のハーフブリッジコンバータで構成されるが、コンバータ内部の直流コンデンサと系統の中性線を共有した簡潔な回路構成である。この装置を用いれば、従来のハーフブリッジ高力率コンバータの問題点であった直流コンデンサ電圧の不平衡が解決できることを、シミュレーションと実測により明らかとし、この成果を電気学会論文誌に投稿、掲載された。
続いて、このコンバータを応用して、単相三線式配電における系統電流を平衡化するための電流バランサを開発した。2つの直流コンデンサ電圧の平衡を保ちつつ一定直流電圧を維持し、系統電流の高調波を規制値以下にできる制御システムを構築し、さらに、負荷急変事の過電流を抑制し、過渡特性を向上したシステムへ修正した。次に、この電流バランサに力率補償機能を追加し、誘導性および容量性負荷でも100%力率の平衡系統電流に改善できる制御システムに変更した。これら一連の成果は、学会大会において逐次公表した。さらに、後者の制御システムを用いれば、系統電流の平衡化と力率補償の他に、負荷電流の高調波を低減するアクティブ・フィルタ機能も付加できることを明らかとし、この成果を国際会議Euro PES 2005において発表する予定である。
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