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2014 年度 実績報告書

マトリックスコンバータのPWM制御理論の体系化と可視化

研究課題

研究課題/領域番号 24360107
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

竹下 隆晴  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70171634)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード低消費電力・高エネルギー密度 / 省エネルギー / パワーエレクトロニクス / 電気機器工学
研究実績の概要

交流可変速モータの駆動用電源として,交流電源電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に直接変換する高効率,高密度の次世代電力変換器としてマトリックスコンバータが注目されている。マトリックスコンバータのPWM制御法は一般的に複雑で理論的に体系化されていない状況である。申請者はスイッチング回数低減PWM制御とPWMパタン評価法を既に提案し,出力電圧または入力電流のそれぞれの高調波を最小化するPWM制御法を確立しているが,その理論展開はやはり複雑である。本研究では,高調波の準最小化を実現する簡単なPWM制御を導出し,理論の体系化を図ると共に,図で理解できる可視化したPWM制御理論を確立する。本研究成果により,マトリックスコンバータのPWM制御法を簡単に理解でき,普及と実用化に貢献できる。具体的研究計画の3項目について実施した内容を以下に示す。
[出力電圧高調波を低減するPWM制御理論の確立]出力電圧高調波を低減するスイッチング回数4回の全てのPWMパタンを導出し,出力高調波および電力損失を最小とするパタンを理論と実験から明らかにした。
[入力電流高調波を低減するPWM制御理論の確立]入力電流高調波を最小とするスイッチング回数3回のPWM制御法を,瞬時実効値理論を用いた理論を導出し,その有効性をシミュレーションと実験で検証した。
[PWM制御理論の可視化]スイッチング回数4回のPWM制御法において,入力電流高調波を最小とするPWM制御法の可視化を実現し,実験でその有効性を検証した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] マトリックスコンバータの高入力力率における出力電圧高調波低減パターンの評価2015

    • 著者名/発表者名
      渡辺章太, 竹下隆晴
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D

      巻: 135 ページ: 19-26

    • DOI

      10.1541/ieejias.135.19

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation of PWM Patterns of a Matrix Converter for Reduction of Output Voltage Harmonics2014

    • 著者名/発表者名
      Shota Watanabe, Takaharu Takeshita
    • 雑誌名

      Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition (PEMC), 2014 16th International

      巻: 1 ページ: 1159-1164

    • DOI

      10.1109/EPEPEMC.2014.6980668

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Visualization of PWM Waveforms of Output Voltage and Input Current for a Direct Matrix Converter2014

    • 著者名/発表者名
      Inami Asai, Takaharu Takeshita
    • 雑誌名

      Power Electronics Conference (IPEC-Hiroshima 2014 - ECCE-ASIA), 2014 International

      巻: 1 ページ: 123-129

    • DOI

      10.1109/IPEC.2014.6869569

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] マトリックスコンバータの入力電流高調波低減のための可視化PWM制御2014

    • 著者名/発表者名
      瀧田真也,竹下隆晴
    • 学会等名
      電気学会 産業応用部門大会
    • 発表場所
      東京電機大学,東京都
    • 年月日
      2014-08-26 – 2014-08-28
  • [学会発表] マトリックスコンバータの全入力力率における出力電圧高調波低減PWM制御の評価2014

    • 著者名/発表者名
      渡辺章太,竹下隆晴
    • 学会等名
      電気学会 半導体電力変換研究会
    • 発表場所
      広島工業大学,広島市
    • 年月日
      2014-07-10 – 2014-07-11

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公開日: 2016-06-01  

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