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2022 年度 実績報告書

マルチレベル電力変換器のレベル数と変調方式に着目した制御性能改善に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K04439
研究機関千葉大学

研究代表者

名取 賢二  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70545607)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードマルチレベル電力変換器
研究実績の概要

本研究は全体を3つの研究計画にわけて進めてきた。
1つ目の研究計画は、マルチレベル電力変換器のレベル数・変調方式に依存したデッドタイム誤差の抑制量についての定量的検証と、当該抑制量と制御性能改善効果との定量的関係の明確化である。具体的には、着目した2つの変調法それぞれにおいてレベル数ごとのデッドタイム誤差の抑制量を明確にし、かつそれらの抑制量がどのような制御性能改善効果につながるかを定量的に明らかにした。マルチレベル電力変換器の導入がデッドタイム誤差抑制効果を有することのみならず、制御性能改善効果にもつながることを明らかにしたのは意義深いと考えられる。
次に、2つ目の研究計画は、マルチレベル電力変換器のレベル数・変調方式に依存した時間的・空間的分解能向上についての理論的および実験的検証と、当該分解能向上と制御性能改善との定量的関係の明確化である。結果として、空間的分解能向上について個別の検証をすることはできなかったが、時間的分解能については理論的および実験的検証を行うことができた。また、制御法を工夫することにより、時間的・空間的分解能の両方の点で制御性能を向上させることが可能であることを明らかにした。
研究計画最終年度の今年度は3つ目の研究計画に取り組んだ。3つ目の研究計画では、上記2つの研究計画で得られた制御性能改善についての定量的な知見に基づき、所望の制御性能を達成するためのレベル数と変調方式の最適な組み合わせの検討と、制御ゲインの決定法と組み合わせた制御性能改善効果の最適化についての検討を行い、それらを組み合わせた設計法の確立と実験検証を目指した。結果として、具体的な指標に落とし込んでの総合的な検証はできなかったが、レベル数と変調方式の最適な組み合わせや制御ゲインの決定法による制御性能改善効果の最適化については、個別に検討および実験検証を行うことができた。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 単相マルチレベルインバータの回路方式と変調方式に着目したデッドタイムの影響の検討2022

    • 著者名/発表者名
      千葉誠, 名取賢二, 佐藤之彦
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D

      巻: 142 ページ: 762~774

    • DOI

      10.1541/ieejias.142.762

    • 査読あり
  • [学会発表] PI Current Control Method for Realizing Deadbeat Characteristics2022

    • 著者名/発表者名
      Shota Kuroda, Kenji Natori, and Yukihiko Sato
    • 学会等名
      2022 International Power Electronics Conference (IPEC-Himeji 2022- ECCE Asia)
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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