マルチレベル電力変換器の新規トポロジー群創出と技術的枠組みの再構築

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360122
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 野口 敏彦 静岡大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10237828)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: パワーエレクトロニクス / 電力工学 / 電気機器工学 / 制御工学 / マルチレベル電力変換器 / 電流形インバータ / トポロジー

研究概要

本研究では，(1) 従来の回路構成，動作原理とは全く異なるマルチレベル電力変換器の新規トポロジー群を見出し，マルチレベル技術の枠組みを拡張，再構築できた。(2) 従来方式と新規トポロジー群を半導体素子数，受動素子数，電源数，絶縁ドライブ回路数，電力変換効率，実装や制御の難易度などの観点から総合的に比較評価し，それぞれの特徴を活かした応用に対する技術的基盤を提供できた。(3) 新規トポロジー群の中から，SiC-MOSFETに代表される次世代半導体素子を利用した電力変換器のあるべき姿を提示した。

研究成果

• [雑誌論文] 効率とパワー密度の最大化を図った低電圧駆動1.5kW,150,000 r/min超高速PMモータ (2014)
  • 著者名/発表者名: 野口季彦, 和田哲朗, 鹿野 将, 小森健裕
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D(産業応用部門誌) 巻: 134巻 ページ: 641-648
  • DOI: 10.1541/ieejias.134.641
  • 査読あり
• [雑誌論文] スイッチングアシスト補助回路を用いたMOSFETの高速スイッチング法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野口季彦, 水野知博, 村田宗洋
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D(産業応用部門誌) 巻: 133巻 ページ: 1186-1192
  • DOI: 10.1541/ieejias.133.1186
  • 査読あり
• [雑誌論文] 巻線抵抗同定機構を有する永久磁石同期モータの磁極位置センサレス制御における誘起電圧変動と磁極位置誤差の特性解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小原正樹, 野口季彦
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D(産業応用部門誌) 巻: 133巻 ページ: 812-820
  • DOI: 10.1541/ieejias.133.812
  • 査読あり
• [雑誌論文] モデル規範適応システム基づく永久磁石モータのセンサレス制御における磁極位置推定特性の改善 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小原正樹, 野口季彦
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D(産業応用部門誌) 巻: 133巻 ページ: 222-230
  • DOI: 10.1541/ieejias.133.222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multilevel Current Waveform Generation Using Inductor Cells and H-Bridge Current-Source Inverter (2012)
  • 著者名/発表者名: Suroso, Toshihiko Noguchi
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Power Electronics 巻: vol.27 ページ: 1090-1098
  • DOI: 10.1109/TPEL.2010.2056933
  • 査読あり
• [雑誌論文] 内部永久磁石同期モータの停止時磁極位置推定法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小原正樹, 野口季彦
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D(産業応用部門誌) 巻: 132巻 ページ: 1082-1083
  • DOI: 10.1541/ieejias.132.1082
  • 査読あり
• [雑誌論文] 負荷短絡補助回路を用いたMOSFETの高速スイッチング法 -高周波ハーフブリッジインバータへの適用- (2012)
  • 著者名/発表者名: 野口敏彦, 水野知博
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D(産業応用部門誌) 巻: 132巻 ページ: 1080-1081
  • DOI: 10.1541/ieejias.132.1080
  • 査読あり
• [雑誌論文] 負荷短絡補助回路を用いたMOSFETの高速スイッチング法-チョッパへの適用と運転特性- (2012)
  • 著者名/発表者名: 野口敏彦, 水野知博
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D(産業応用部門誌) 巻: 132巻 ページ: 598-599
  • DOI: 10.1541/ieejias.132.598
  • 査読あり
• [雑誌論文] Common-Emitter Topology of Multilevel Current-Source Pulse Width Modulation Inverter with Chopper-Based DC Current Sources (2011)
  • 著者名/発表者名: Suroso, Toshihiko Noguchi
  • 雑誌名: IET Power Electronics 巻: vol.4 ページ: 759-766
  • DOI: 10.1049/iet-pel.2010.0008
  • 査読あり
• [学会発表] Mathematical Analysis of Wound-Field Synchronous Motor Self-Excited by Space Harmonics (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Aoyama, T. Noguchi
  • 学会等名: The 22nd International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM2014)
  • 発表場所: Hotel Continental Ischia, Ischia, Italy
  • 年月日: 20140618-20
• [学会発表] Off-Line Parameter Identification of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor by Searching Minimum Point of Current NormCharacteristics (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Noguchi, J. Xiang
  • 学会等名: The 22nd International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM2014)
  • 発表場所: Hotel Continental Ischia, Ischia, Italy
  • 年月日: 20140618-20
• [学会発表] Mathematical Model of Novel Wound-Field Synchronous Motor Self-Excited by Space Harmonics (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Aoyama, T. Noguchi
  • 学会等名: IEEJ International Power Electronics Conference 2014-Hiroshima (IPEC2014)
  • 発表場所: 広島国際会議場(広島市)
  • 年月日: 20140518-21
• [学会発表] High-Speed Switching Method of MOSFET Using Voltage Boost Auxiliary Circuit Fed by Gate Drive Power Supply -Applications to Chopper and Half-Bridge Inverterand Their Operation Characteristics- (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Noguchi, M. Murata
  • 学会等名: IEEJ International Power Electronics Conference 2014-Hiroshima (IPEC2014)
  • 発表場所: 広島国際会議場(広島市)
  • 年月日: 20140518-21
• [学会発表] Theoretical Analysis of Novel Wound-Field Synchronous Motor Self-Excited by Space Harmonics (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Aoyama, T. Noguchi
  • 学会等名: The 7th IET International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD2014)
  • 発表場所: Midland Hotel, Manchester, United Kingdom
  • 年月日: 20140408-10
• [学会発表] Rare-Earth-Less Motor with Field Poles Excited by Space Harmonics -Theory of Self-Excitation and Magnetic Circuit Design- (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Aoyama, T. Noguchi
  • 学会等名: The 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON2013)
  • 発表場所: Austria Center Vienna, Vienna, Austria
  • 年月日: 20131110-13
• [学会発表] Rare-Earth Free Motor with Field Poles Excited by Space Harmonics -Current Phase-Torque Characteristics of Self-Excitation Synchronous Motor- (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Aoyama, T. Noguchi
  • 学会等名: International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA2013)
  • 発表場所: Avenida America Hotel, Madrid, Spain
  • 年月日: 20131020-23
• [学会発表] High-Speed Switching Operation of MOSFETs Using Auxiliary Circuit Shorting Load (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Noguchi, T. Mizuno
  • 学会等名: International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA2013)
  • 発表場所: The Best Western Premier Hotel Nagasaki (長崎市)
  • 年月日: 20121111-14
• [学会発表] New Five Level Current-Source PWM Inverter for Grid Connected Photovoltaics (2012)
  • 著者名/発表者名: Suroso, H. Prasetijo, D. T. Nugroho, T. Noguchi
  • 学会等名: International Conference on Information Technology and Electrical Engineering 2012 (CITEE2012)
  • 発表場所: Gedung KPFT Fakultas Teknik Universitas, Indonesia
  • 年月日: 2012-07-12
• [学会発表] A Multilevel Voltage Source Inverter Using H-Bridge and Two-Level Power Modules with a Single Power Source (2011)
  • 著者名/発表者名: Suroso, T. Noguchi
  • 学会等名: The 9th International Conference on Power Electronics and Drive Systems (PEDS2011)
  • 発表場所: Amara Hotel, Singapore
  • 年月日: 20111205-08
• [図書] 電気工学ハンドブック (2013)
  • 著者名/発表者名: 分担執筆(大久保仁,野口季彦ほか)
  • 総ページ数: 2706
  • 出版者: オーム社
• [図書] 電気学会技術報告 新応用分野に拡大する可変速交流ドライブ技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 分担執筆(近藤圭一郎,野口季彦ほか)
  • 総ページ数: 62
  • 出版者: 電気学会
• [図書] 電気自動車の最新制御技術 (2011)
  • 著者名/発表者名: 分担執筆(森本雅之,野口季彦ほか)
  • 総ページ数: 256
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [備考] 静岡大学 野口研究室
  • URL: http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~ttnogut/index.html