インダクタンスの置換を目的とした集積型アクティブパッシブリアクタンス回研究路の研究

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本研究においては、以前から提案しているアクティブパッシブリアクタンス回路(以下VAPAR(Variable Active-Passice Reactance)と呼ぶ)の集積化を目的としたフィルタの付加および集積化に適した制御アルゴリズムの提案・検討を行った。VAPARはパワーエレクトロニクス技術を用いて仮想リアクタンスを発生させる回路でありその基本動作は既に提案・確認している。既存のインダクタンスをVAPARで置換することができれば機器の小型化・安定化を期待することができるが、そのためには 1.外部インピーダンスの適用範囲の拡大、2.インダクタンス可変範囲の拡大、3.集積化に適した制御方式・回路開発の必要性、が課題となっていた。これらの課題を解決するために以下のような研究を行った。1.外部インピーダンス適用範囲の拡大のために出力にフィルタを付加した。出力フィルタの付加によるフィルタ特性補償のため、フィルタキャパタ電圧をデッドビート制御する手法を導入し、実際の制御演算を行う際に必要な演算時間を確保するために、未来の状態を予測する状態予測演算を適用した。2.インダクタンス可変範囲拡大のため、制御アルゴリズム内部に仮想磁束モデルを採用し、磁束モデル制御を行う手法を提案した。その結果、インダクタンスとしてゼロをまたぐ正負に可変なインダクタンスを実現できることが理論的に証明された。3.集積化に適した制御法としてヒステリシス制御法の適用を検討し、磁束モデル制御を用いたヒステリシス磁束制御法によって集積化に適した簡単な回路で正負可変なインダクタンスを実現することが可能であることを示した。提案法はシミュレーションおよびDSPを制御装置として用いた実験装置で基本的な動作を確認した。以上の成果は国際会議で発表し、電気学会論文誌へ投稿済み(現在査読審査中)である。