| 研究分担者 |
梶原 宏之 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30114862)
陳 青明 アンソフト, ジャパン(株), 主任研究員
川勝 邦夫 舞鶴工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (10043366)
高田 晄男 舞鶴工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (80043363)
鈴木 立人 舞鶴工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (90270298)
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| 研究概要 |
平成16年度の研究成果では,三次元有限要素法を用いた同期型電気機器(発電機,電動機)の電磁界解析を行い,同期型電気機器の特性を解析した。さらに,リアルタイムインターフェースを用いた同期型電気機器の特性測定システムにより,同期型電気機器の特性評価実験を実行した。その結果,高速・低負荷運転時同期PM型(永久磁石使用)電気機器の固定子鉄損のために,同期PM型電気機器よりもむしろ同期リラクタンス型電気機器の方が電気機器損失の小さく,軽負荷・高速度運転の時間が長い風力発電システムなどに適していることを有限要素法の特性解析及び計測実験の両方的に示した。
そして,同期型電気機器の特性を実験的に確認するため,研究開発したリアルタイムインターフェースを用いた同期型電気機器の汎用駆動システムでは,シミュレーションモデルと実験装置とを直接つなぎ,モデルをそのまま実験に用いることを可能にする。これにより,実際問題の早期発見とその解決手法の検討に非常に有効であるばかりでなく,制御アルゴリズムの検討に集中して効率的な研究開発ができる。
また,小型可変速風力発電システムにおいて風力エネルギーを最大限に有効利用するために出力最大化追従制御法を提案した。現実では,風力発電システムが一般的に非線形性を有するとともに,その出力特性は風速に応じて大きく変化するための最適動作点を決めることが難しい。これに対して本提案法は,風車には風速に応じて最大出力を得られる最適回転速度が存在するので,発電機の回転速度の調整を最適回転速度に合わせて行う。調整がオンラインに実現するため,電子負荷を発電機と直結し,電子負荷を流れる電流を制御することにより発電機の回転速度を調節する。そして,電子負荷の電流を制御する時電子負荷の発熱損失を減らすため,PWM制御方式を導入し,最後に実機実験が行なわれ,本提案法の有効性と実用性が確認された。
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