次世代マルチレベル変換器を用いた実電力・実時間エミュレータの研究

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本研究は最新のパワーエレクトロニクス技術を駆使したマルチレベル変換器を用いて、実時間・実電力で高圧・大電力・高速交流電動機と機械負荷の電気・機械特性を高精度に模擬できる「電動機・負荷エミュレータ」を開発することを目的とする。最終年度では機械振動を考慮した電動機・負荷模擬の検討を行った。これは電動機と負荷の機械的な振動現象を模擬するものであり, 電動機・負荷エミュレータの精度向上に貢献する。電動機と負荷の回転子は製造誤差によって機械的振動が生じる。この振動現象を電動機・負荷エミュレータに実装することでより高精度な電動機・負荷模擬を実現する。振動現象の文献調査の結果から, 軸の半径方向の振動現象の再現にはジェフコットロータモデルを使用した。また, 電動機と負荷のカップリング部分のねじれの再現には二慣性系モデルを利用した。上記の2つのモデルは簡単な運動方程式で記述できる。このため, モデルの演算に使用する時間を短縮しつつ, 上記モデルをエミュレータに実装することが可能である。さらに電動機と負荷の軸方向の運動方程式をジェフコットロータモデルで立式し, それら2つの運動方程式を二慣性系モデルで接続する運動方程式も新たに提案した。提案した運動方程式の有効性は10kW誘導電動機エミュレータを用いた実験によって確認した。本研究の成果はIEEE Transactions on Industry Applicationsに投稿し掲載済みである