| 研究課題/領域番号 |
16K06209
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
近藤 圭一郎 千葉大学, 大学院工学研究科, 教授 (10425895)
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| 研究分担者 |
古関 隆章 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20211899)
宮武 昌史 上智大学, 理工学部, 教授 (30318216)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 省エネルギー / 回生ブレーキ / 蓄電装置 / 出力密度向上 |
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| 研究実績の概要 |
電気鉄道車両の運動エネルギーを回収し有効利用することで，その運転に要するエネルギーを削減する方法として，蓄電装置を搭載し回生エネルギーを再利用する方法が用いられる。しかし，インバータや電動機の電圧や電流制限から回生電力には限界がある。そこで本研究では，蓄電装置を搭載した電気鉄道車両において，架線と主回路を切り離し電動機電圧を向上する際の主回路機器制御方法と，寸法制約内での電動機回生電力を最大化するための主電動機設計法と，列車運転中にオンラインで電動機温度を推定しつつランカーブを最適化することで回生ブレーキパワーを増大する方法についてそれぞれ明らかにすることで，蓄電装置を搭載した電気鉄道車両の省エネルギー効果を限界まで高める方法を明らかとすることを目的とする。この目的を達成すべく，平成28年度は，“①架線の分離投入時の主回路機器制御法”，“②制約寸法内における誘導電動機出力最大化設計法”および“③オンラインRMS電流推定による電動機温度上昇推定法”のそれぞれについて，研究分担者間で連携しながら，それぞれで確立を目指す。具体的には以下のような成果を得た。
“①架線の分離投入時の主回路機器制御法”については，架線と蓄電装置の電力配分制御において，架線からの電力を0とする制御と捉え，その制御系構成法を明らかとした。
”，“②制約寸法内における誘導電動機出力最大化設計法”については，定トルク領域を高速側に拡大した際の，電流，電圧，すべり，モータ定数などの変化のルールについて，検討を進め，制約寸法内で出力を最大化するための具体的な電動機設計に繋がる成果を得た。
“③オンラインRMS電流推定による電動機温度上昇推定法”については，温度上昇抑制の一手法と成り得る消費電力を最少化する運転方法について検討を進めた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
“①架線の分離投入時の主回路機器制御法”については，架線と蓄電装置の電力配分制御において，架線からの電力を0とする制御と捉え，その制御系構成法を明らかとしており，当該制御系の具体的な考案と検証が行えた。
”，“②制約寸法内における誘導電動機出力最大化設計法”については，定トルク領域を高速側に拡大した際の，電流，電圧，すべり，モータ定数などの変化のルールについて，検討を進め，制約寸法内で出力を最大化するための具体的な電動機設計に繋がる成果を得ており，これに基づいて具体的な設計行う段階まで進んでいる。
“③オンラインRMS電流推定による電動機温度上昇推定法”については，温度上昇抑制の一手法と成り得る消費電力を最少化する運転方法について検討を進めており，最少化するための情報を利用することで，温度上昇推定が可能であると考える。
以上より概ね順調に進展していると評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成２９年度以降も，計画通り研究を進める予定である。
“①架線の分離投入時の主回路機器制御法”については，架線と蓄電装置の電力配分制御において，実際に架線からの電力を0としたうえでの，架線切り離し時の動作について検証し，必要であれば制御系の改良を行う予定である。
“②制約寸法内における誘導電動機出力最大化設計法”については，制約寸法内で出力を最大化するための具体的な電動機設計な設計を行い，その効果の評価を行う予定である。
“③オンラインRMS電流推定による電動機温度上昇推定法”については，温度上昇推定を行い，その精度の検証なども行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予算と決算で差額が生じたため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度物品費として使用予定。
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