高速演算プロセッサを用いたフライホイール式単相無停電電源装置の開発

采用高速处理器的飞轮式单相不间断电源的研制

• 批准号: 06750293
• 负责人: 安東 至
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Sendai National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750293/
• 关键词: 無停電電源装置; フライホイール; デジタルシグナルプロセッサ; 電流追従制御; 電圧追従制御

本研究の最終目的は、デジタルシグナルプロセッサ(以下、DSP)を用いて、フライホイール付き誘導機の電力制御、コンバータ制御、インバータ制御を行い、DSPを用いた前デジタル制御方式による単相200V、5kVAタイプフライホイール式無停電電源装置を開発することである。本年度の開発計画は、DSPを用いてコンバータおよびインバータの電力変換器を高速高精度に制御することである。コンバータ及びインバータのDSP制御においては、その実用的な応答速度が速く、DSPにおける各値サンプリング周波数を32kHzに設定した高速入出力インターフェイスを製作した。コンバータは、電源電圧変動時にも安定した高品質出力電力を供給するため、昇圧動作を利用したDC電圧一定制御を行うとともに瞬時値比較方式による電流追従制御方式を併用することとした。これにより、電源力率99%以上、DC電圧変動率2%以内を達成し、高調波電流の電源系統への流出を抑えることができた。インバータは、出力電圧の垂下現象を高速に補償するよう、負荷端電圧追従制御方式を開発し、負荷力率85%の整流器負荷においても出力電圧歪み率1.8%以下を実現した。開発した電力変換器を昨年度開発したDSP制御によるフライホイールエネルギー貯蔵装置と接続し、無停電電源装置としての実験を行った。これより、当初の目的であった短時間電源異常用無停電電源装置として有効であることがわかり、本年度の研究開発計画と計画通り完了した。今後の計画としては、制御装置の簡素化と装置全体の小型化を目的として、現在3台用いているDSPを1台のみのDSPによって全制御を達成できるよう制御プログラムの開発を行う予定である。

The ultimate goal of this study is to develop a single-phase 200V, 5kVA single-phase interruptible power supply device for power control, computer control, and digital signal processing (DSP) applications. This year's development plan is to control the power converter with high speed and high precision using DSP. The DSP control system is designed to operate at a speed of 32kHz for each parameter. When the power supply voltage changes, the stability of the high-quality output power supply, the voltage increase operation, the utilization of the DC voltage control, the instantaneous comparison mode, the current recovery control mode, and the combination thereof The power supply rate is more than 99%, the DC voltage variation rate is less than 2%, and the outflow of high-frequency current from the power supply system is suppressed. High speed compensation for voltage drop at load end, voltage control at load end, rectifier load with 85% load factor and voltage drop below 1.8% Open the power converter, open the DSP control system, open the power storage system, open the power supply system without interruption. This year's research and development plan has been completed. In the future, we plan to simplify the control device and miniaturize the entire device. Now, we have three DSP units and one DSP unit. We plan to develop the control system.

项目成果

安東 至: "DPSを用いた単相200(V)フライホイール式UPSの開発" 電気学会産業応用部門全国大会・講演論文集. 207-210 (1994)

Itaru Ando：“使用 DPS 开发单相 200(V) 飞轮型 UPS”日本电气工程师学会工业应用分会全国会议论文集 207-210 (1994)。