シングルステージ交流変換SSTを導入した高電力密度三相AC-DC変換器の開発

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18H01428
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21010:電力工学関連
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 三島 智和 神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (40370019)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: パワーエレクトロニクス / 単相AC-DC変換 / シングルステージ変換 / 力率改善

研究成果の概要

単相AC-DCコンバータのシングルステージ化について検討した。従来の技術での技術課題に対する解決策として，フルブリッジインバータを基準として，直流非平滑キャパシタにて電源の倍周波を吸収しながら，平滑直流成分のみ高周波トランス整流器を介して直流負荷へ伝送する原理に基づく単相回路トポロジーを新たに検討した。入力電流は連続モード(CCM)にて動作する。動作原理とシングルステージ変換，電源電流の力率改善効果について，シミュレーションにより評価を行い，60Hzの商用電源から50kHzの高周波交流を１段にて生成する原理，高調波の低減と国際規のクリア，および負荷電圧制御ループの有用性を明らかにした。

自由記述の分野

電力工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

電気電子機器の心臓部と言える電源の低損失化や低ノイズ化など高性能化は，カーボンニュートラル実現の観点から極めて重要な技術課題である。補研究課題は，商用交流電源にインターフェースする電力変換器として，省部品化や平滑フィルタの小型軽量化などを実現するための新しい技術である。構造的特徴を生かし，小容量から大容量まで幅広く適用出来る電源回路であり，産業界にとどまらず広く社会の省エネルギーの促進に資する技術である。