非線形インピーダンス回路の提案とその応用研究

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非線形インピーダンスを提案しその素子自体の基礎研究と電力回路に関する応用研究について以下のような結論を得、研究目標をほぼ達成できた。1.非線形キャパシタンス、インダクタンスの2段、4段回路を作成し、実験、シミュレーションを用いて検証し理論通り非線形性が得られることがわかった。また、素子の値が異なる非対称非線形インピーダンスについても考究した。2.非線形キャパシタンス回路をダイオードの代りに2個用いたダイオード整流回路では、98%の力率とIEC高調波規制を満足する回路が得られた。この回路は負荷電圧変動が多いがサイリスタを用い調整可能なことを示した。3.Cukコンバータで高変圧比のDC-DCコンバータを4段の非線形キャパシタンスを用いて構成した。その結果従来の4倍の変圧比を持つ高効率変換器が得られた。段数を増すことにより同じ数だけの変圧比を得ることができるので低圧電源より高圧を得るDC-DCコンバータ回路に適する4.2段の非線形リアクトルをダイオード整流回路のDCリアクトルの代りに使用し、更にコンデンサでチャージポンプを構成して力率改善を試みた。その結果、上述の回路に比べ負荷電圧変動の小さく95%の入力力率を有する整流回路が得られた。家電製品の整流回路の力率改善に適する回路である。5.昇圧チョッパのリアクトルを4段の非線形リアクトルに置き換え、デューティ比0.5で5倍圧の高効率チョッパ回路が構成できた。この回路も低圧より高圧を得たい場合の電力変換、例えば無停電電源装置などに利用できる。6.これらの4種類の回路について1kW程度の装置で実験、Spiceを用いた計算機シミュレーションを用いて設計法まで言及した。また、更なる応用は非線形DCフィルタなどの直流回路の波形改善に有効に利用できるようである。