加速器電磁石電源の電力変動を抑制する交流励磁フライホィール発電機システムの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12555077
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 赤木 泰文 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80126466)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小笠原 悟司 岡山大学, 工学部, 助教授 (40160733) ; 竹本 真紹 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (80313336) ; 佐藤 之彦 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (50205978) ; 藤田 英明 岡山大学, 工学部, 助手 (40238580)
• Keywords: 加速器電源 / 電力変動 / 交流励磁 / フライホィール発電機 / PWMインバータ

Research Abstract

現在,高エネルギー加速器研究機構が中心になって計画を進めている大型ハドロン計画(JHL : Japan Hadron Facility)の50GeV陽子加速器には55MWの高性能・大容量の電磁石電源が必要となる。この電磁石電源は,電磁石電流が0〜5kA,有効電力が+55MW〜-55MW,周期約4秒で激しく変動する。このような連続した激しい電力変動は,周囲の配電系統だけでなく上位の電力系統に種々の障害を引き起こす恐れがあるため,電力変動の抑制を目的とした電力補償装置の設置が必要不可欠となる。
本研究では,加速器電磁石電源の電力変動を抑制する交流励磁フライホイール発電機システムの開発を目的としている。具体的には理論解析とコンピュータシミュレーションをベースに,7.5kVAの実験システムを設計・製作し,交流励磁フライホイール発電機システムの有効性を実証しようとするものである。
平成13年度では,交流励磁フライホイール発電機について以下の点を明らかにした。
1.交流励磁用PWMコンバータ・インバータを設計・製作し,前年度の購入した立型フライホイール発電機との組み合わせ試験を行った。
2.有効電力と無効電力との非干渉制御の有効性を実験によって確認した。
3.交流励磁フライホイール発電機の直流偏磁現象を実験的に検討し,直流偏磁を抑制する新しい制御法を開発した。さらに,その有効性を実験によって確認した。
4.これらの研究成果をまとめた論文を電気学会半導体電力変換研究会に発表し,電気学会論文誌に投稿準備中である。

Research Products

• [Publications] 丹 光義: "交流励磁フライホィール発電機システム"電気学会半導体電力変換研究会. SPC-02. 89-94 (2002)
• [Publications] Hirofumi Akagi: "Control and Performance of a Doubly-Fed Induction Generator for Flywheel Energy Storage"IEEE Transaction on Power Electronics. 17・1(発行予定). (2002)