次世代パワーエレクトロニクスデバイス・機器のインバータサージ絶縁・評価技術の確立

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18206029
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電気機器工学
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 匹田 政幸 九州工業大学, 大学院・工学研究院, 教授 (40156568)
• 研究分担者: 木村 健 奈良工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (10363409)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• キーワード: パワーエレクトロニクス / インバータサージ絶縁 / 繰返しインパルス / 部分放電シリコンカーバイト

研究概要

ガス絶縁媒体を用いたパワー半導体デバイスの450℃までの高温・高電圧(1.2kV)環境でのパッケージ手法を提案し,ガスの種類,圧力,それらの放電基礎的特性の実験調査およびパッケージ試作を行った。SiC(シリコンカーバイド)インバータ開発を行いモータ駆動に成功し,600W級の電気自動車システムに搭載し動作することを示した。光学的検出,電磁波検出を用いたインバータサージにおける部分放電自動計測システムを構築した。本システムを用いて,相対湿度は部分放電開始電圧に影響する最も大きな要因であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] PDIV Characteristics of Twisted-Pair of Magnet Wires with Repetitive Impulse Voltage
  • 著者名/発表者名: K. Kimura, S. Ushirone, T. Koyanagi, M. Hikita
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation vol.14,No.3 ページ: 744-750
  • 査読あり
• [学会発表] 高電圧高温半導体用ガス絶縁パッケージングの開発に向けた予備的検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 河野大樹, 陳玉, 小迫雅裕, 大塚信也, 大村一郎, 匹田政幸, Thierry Lebey
  • 学会等名: 平成22年電気学会全国大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20100317-20100319
• [学会発表] インバータサージ電圧における部分放電計測の現状と動向 (2010)
  • 著者名/発表者名: 匹田政幸
  • 学会等名: 平成22年電気学会全国大会シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] IEC規格化の現状 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木村健
  • 学会等名: 平成22年電気学会全国大会シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] 繰返しインパルスパターンのRPDIVへの影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中西啓太, 木村健
  • 学会等名: 平成22年電気学会全国大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] Partial Discharge Endurance Test on Several Kinds of Nano-Filled Enameled Wires Under High-Frequency AC Voltage Simulating Inverter Surge Voltage (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Hikita, K. Yamaguchi, M. Fujimoto, M. Kozako, S. Ohtsuka, M. Ohya, K. Tomizawa
  • 学会等名: CEIDP2009
  • 発表場所: Virginia Beach, USA
  • 年月日: 20091018-20091021
• [学会発表] 繰り返しインパルスの波尾領域での部分放電現象 (2009)
  • 著者名/発表者名: 前田貴久, 神谷隆志, 木村健
  • 学会等名: 平成21年電気学会基礎・材料・共通部門大会
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 20090910-20090911
• [学会発表] 繰返しインパルスに対する部分放電開始電圧(RPDIV)測定の第1次共同実験(RRT) (2009)
  • 著者名/発表者名: 木村健, 匹田政幸, 早川直樹, 永田正義, 門脇一則, 村上義信
  • 学会等名: 第40回電気電子絶縁材料システムシンポジウム
  • 発表場所: 松江
  • 年月日: 20090826-20090828
• [学会発表] 繰返し部分放電開始電圧(RPDIV)の自動計測システムと湿度・気圧の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中西啓太, 戸田有紀, 宮田慎哉, 木村健
  • 学会等名: 第40回電気電子絶縁材料システムシンポジウム
  • 発表場所: 松江
  • 年月日: 20090826-20090828
• [学会発表] インバータサージ電圧を摸擬した高周波交流高電圧下のナノコンポジットエナメル線の部分放電特性の予備的検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山口浩平, 工藤祐紀, 藤本真人, 小迫雅裕, 大塚信也, 匹田政幸, 大矢真, 冨澤恵一, 伏見典善
  • 学会等名: 第40回電気電子絶縁材料システムシンポジウム
  • 発表場所: 松江
  • 年月日: 20090826-20090828
• [学会発表] インバータサージ模擬電圧印加がエナメル線クロス試料のPDIVに及ぼす影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡田真一, 山口浩平, 藤本真人, 小迫雅裕, 大塚信也, 木村健, 匹田政幸
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 20090317-20090319
• [学会発表] Comparison of Electromagnetic Wave, Light Intensity and Electric Charge of PD on Crossed Magnet Wires under Repetitive Impulses (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Okada, K. Fukunaga, K. Yamaguchi, S. Ohtsuka, K. Kimura, M. Hikta
  • 学会等名: CEIDP2008
  • 発表場所: uebec City, Canada
  • 年月日: 20081026-20081029
• [学会発表] SiC-VJFETのスイッチング特性およびインバータの製作 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉永啓祐, プーンヤケットソムパッタナー, 牧健太郎, 原田克彦, 大塚信也, 匹田政幸
  • 学会等名: 平成20年電気学会電子デバイス/半導体電力変換合同研究会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 20081023-20081024
• [学会発表] Electromagnetic Wave in GHz Region of PD Pulses under Short Rise Time Repetitive Voltage Impulses (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Kimura, S. Okada, M. Hikita
  • 学会等名: GA-2, p196, ISEIM2008
  • 発表場所: Mie
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] SiC-VJFETを用いたインバータシステムの構築と電気自動車の駆動 (2008)
  • 著者名/発表者名: プーンヤケットソムパッタナー, 吉永啓祐, 牧健太郎, 原田克彦, 大塚信也, 匹田政幸
  • 学会等名: 平成20年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 20080827-20080829
• [学会発表] Switching Characteristics of SiC-VJFET for Inductive Load (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Kikuchi, K. Yoshinaga, K. Harada, S. Ohtsuka, M. Hikita
  • 学会等名: International Seminar of Doctoral Students on Clean
  • 発表場所: Kitakyusyu, Japan
  • 年月日: 2008-02-01
• [学会発表] RPDIV/RPDEV Characteristics of Twisted-pair under Repetitive Bipolar Impulse Condition (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Fukunaga, S. Okada, S. Ohtsuka, M. Hikita, K. Kimura
  • 学会等名: CEIDP2007
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 20071014-20071017
• [学会発表] インダクタンス負荷におけるSiC-VJFETのスイッチング特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 菊池章文, 吉永啓佑, 原田克彦, 大塚信也, 匹田政幸
  • 学会等名: 平成19年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20070820-20070822
• [学会発表] 繰返しインパルス電圧下のエナメル線クロス試料におけるPD電磁波・発光強度・電荷量の相互比較 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡田真一, 福永顕一, 山口浩平, 大塚信也, 木村建, 匹田政幸
  • 学会等名: 第38回電気電子絶縁材料システムシンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-11-22
• [学会発表] インバータサージ下での部分放電消滅電圧測定装置の構築 (2006)
  • 著者名/発表者名: 福永顕一, 大塚信也, 木村健, 匹田政幸
  • 学会等名: 平成18年電気学会基礎・材料・共通部門大会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20060821-20060822
• [産業財産権] エッチング試験方法 (2010)
  • 発明者名: 匹田政幸, 大村一郎, Thierry Lebey
  • 権利者名: 匹田政幸,大村一郎,Thierry Lebey
  • 産業財産権番号: 特願特願2010-13961
  • 出願年月日: 2010-01-26
• [産業財産権] 電子部品パッケージ (2009)
  • 発明者名: 匹田政幸, 大村一郎, Thierry Lebey
  • 権利者名: 匹田政幸,大村一郎,Thierry Lebey
  • 産業財産権番号: 特願特願2009-169960
  • 出願年月日: 2009-07-21