主回路故障時の運転継続を可能とする高信頼交流可変速駆動用電力変換器の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550257
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 佐藤 之彦 千葉大学, 工学部, 助教授 (50205978)
• Keywords: インバータ / 交流モータ / 応急運転

Research Abstract

平成14年度では,インバータの1相が故障した場合において応急運転が可能な誘導電動機駆動用インバータの制御方式の確立を目的として,以下のような検討を行ない,成果を得た。
1.現有の実験用インバータの直流フィルタコンデンサを2直列構成として,応急時に二相3線式の結線ができるように改造した。このインバータの出力2相と直流側中性点の3端子を誘導機に接続し,二相3線式による応急運転を行ない,回転磁界の発生が可能で基本的に運転継続できることを確認した。
2.二相3線式駆動では,直流中性点から故障相の電流を取り出しているため,直流中性点電位が変動し出力電流波形が大きく乱れる問題がある。この対策として,直流中性点電位の変動分をPWM指令値に足し込む制御方法を提案し,実験によりその有効性を示した。
3.前項の提案した制御法では,中性点電圧検出器の直流オフセットによる中性点電位の不安定現象が生ずることを理論的に示し,その対策として,直流中性点電位にPI制御を施す方式を提案し,その有効性を実験的にしめした。
4.二相3線式駆動法では,電圧形インバータで通常付加するデッドタイムの影響により,出力が不平衡となる特徴的な問題がある。この不平衡現象の発生機構を理論的に明らかにするとともに,直流中性点電圧の検出値から電流の方向を推定してデッドタイムの影響を補正する方法を提案し,電動機の脈動トルクが大幅に減少することを実験的に確認した。
以上の成果により,本研究で提案するインバータ故障時の応急運転法の基本的な有効性が確認できた。来年度は,これを踏まえて,故障相の判定と応急運転への自動切換えの実現に向けた検討を行う予定である。

Research Products

• [Publications] 大和正典, Arman Jaya, 佐藤之彦: "インバータ故障時における誘導電動機運転法の検討"平成14年電気学会産業応用部門大会講演論文集. II. 939-942 (2002)
• [Publications] 大和正典, Arman Jaya, 佐藤之彦: "インバータ故障時における誘導電動機応急運転法の検討"電気学会半導体電力変換産業電力電気応用合同研究会資料. 25-30 (2002)
• [Publications] 大和正典, 佐藤之彦: "電動機駆動用電圧形インバータの故障時における応急運転法の検討:デッドタイム補償の一方式"平成15年電気学会全国大会講演論文集. 4. 267-268 (2003)