高周波共振形電力変換装置を用いた家庭用小形障害電力補償装置に関する研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05650272
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 堀 孝正 三重大学, 工学部, 教授 (90199521)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 駒田 諭 三重大学, 工学部, 助手 (10215387) ; 石田 宗秋 三重大学, 工学部, 助教授 (70135317)
• Keywords: 障害電力補償 / 無効電力補償 / 共振形コンバータ / 高周波リンクコンバータ / リアルタイム制御 / ゼロ電流スイッチング / サージ電圧抑制 / 出力電流制御

Research Abstract

家庭用小規模障害電力管理システムの開発を目標に、その心臓部に用いる小形障害電力補償装置として高周波共振形半導体電力変換装置を利用することを考え、その定常特性、過渡特性、電流電圧制御法、電力制御法、障害電力補償特性等について検討した。研究の成果は以下の通りである。
1.高周波共振形半導体電力変換装置を製作し、変換装置のオープンループ制御特性について調べ、共振回路のミクロ的動作と変換装置全体のマクロ的過渡特性の関係が把握できた。
2.簡単なLR負荷、RC負荷に対する、出力電流および出力電圧の制御アルゴリズムを確立した。その中で、共振回路の電流の大きさを大幅に減らし、出力電流(あるいは電圧)の波形歪および効率を改善する方法も確立した。
3.高電圧大容量化を目標に、ゼロ電流スイッチングが完全に行われない場合でも、コイルおよび絶縁トランスの漏れインダクタンスに蓄積された残留エネルギによるサージ電圧が発生しないスイッチング制御法を考案し、実験によりその有効性を確認した。
4.障害電力のうち、基本波無効電力、高調波無効電力の簡便な検出を行い、無効電力補償の実験を行った。この結果、高周波共振形電力変換装置が十分に無効電力補償装置として利用できることを確認した。ただし、負荷急変時の応答性については、交流電源の1〜2サイクル程度の応答遅れがあった。
5.低周波電力脈動の検出法および補償法、負荷(交流電源および負荷回路)インピーダンスの影響およびインピーダンスに応じた接続法については、時間の関係上5年度中にはできなかったので、次年度に検討する事にした。

Research Products

• [Publications] 藤野斉,石田宗秋,堀孝正: "「直列共振形高周波リンクDC-ACコンバータを用いたアクティブフィルタ」" 平成5年電気学会産業応用部門全国大会講演論文集. 431-436 (1993)
• [Publications] 藤野斉,石田宗秋,堀孝正: "「直列共振形高周波リンクDC-ACコンバータによる無効電力補償」" パワーエレクトロニクス研究会論文誌. 141-148 (1994)
• [Publications] 藤野斉,石田宗秋,堀孝正: "「直列共振形高周波リンクDC-ACコンバータの出力電流制御-リンク電流の低減-」" 平成6年電気学会全国大会講演論文集 発表予定. (1994)
• [Publications] M.Ishida,H.Fujino,and T.Hori: "REAL-TIME VOLTAGE CONTROL METHOD OF QUASI-ZCS SERIESRESONANT HF-LINKED DC-AC CONVERTER" 1st International Power Electronics and Motion Control Conference(IPEME '94)発表予定. (1994)