| 研究課題/領域番号 |
19K14965
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
今給黎 明大 九州工業大学, 大学院工学研究院, 助教 (30710264)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | かご形誘導電動機 / 不平衡電圧補償 / 電圧不平衡率 / オープン巻線 / インバータ |
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| 研究実績の概要 |
本研究では誘導電動機内部に備えた不平衡電圧補償回路で不平衡電圧を補償することで，外部の補償回路を用いることなく運転継続可能な不平衡電圧補償機能付き誘導電動機の検討を行っている。不平衡電圧補償機能付き誘導電動機は，固定子巻線の一方が電力系統に接続され，もう一方が不平衡電圧補償回路に接続されている。今年度は，実機の実験と同じ定格出力750Wの不平衡電圧補償機能付き誘導電動機について，シミュレーションおよび実験を行い以下の点を明らかにした。
・不平衡電圧補償器のPWMコンバータを独立した直流電源で模擬した回路について，三相電圧の電圧不平衡率と不平衡電圧補償限界の関係について調べた。その結果，三相交流電圧の不平衡率を60％まで増加させた場合が，直流電圧を昇圧しないでモータ電流をバランスさせトルクリプルを抑制できる限界であることをシミュレーションにより確認した。三相交流電圧の不平衡率60％以上では直流リンク電圧をPWMコンバータで昇圧させることでPWMインバータの出力電圧不足を改善でき，不平衡電圧補償限界を向上できることを確認した。
・不平衡電圧補償回路に対称座標法を適用した場合の不平衡電圧補償器付き誘導機の駆動特性をシミュレーションにより確認した。相電圧を80％まで低下させた場合（電圧不平衡率は7％），15 kW誘導機同様に750 W誘導機でもモータ電流をバランスさせて脈動トルクを定格トルクの4%以下に抑えることができた。また，系統電圧をステップ変化させた場合の過渡特性を調べ，30 ms以内にトルク脈動が一定になることを確認した。
・ 実機検証のため不平衡電圧補償器付き誘導電動機を試作し、実験を行なった。無負荷で相電圧を80％まで低下させた場合の実験を行いモータの端子電圧を確認した結果，電圧不平衡率を3％以下に改善する補償電圧を出力できることを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
研究計画では，今年度は不平衡電圧補償機能付き誘導電動機のシミュレーションおよび実機による実験検証であったが，実際には，不平衡電圧補償機能付き誘導電動機を改造・試作し，無負荷の場合の実験しかできていないため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の予定として，現状では無負荷の実験でしか評価できていないため，負荷にパウダーブレーキを接続して，不平衡電圧補償機能付き誘導電動機と通常の誘導電動機のモータ電流と脈動トルクを実験で評価する予定である。
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