双方向絶縁形DC/DCコンバータをコア回路とした次世代電力変換システムの研究

本年度,電気二重層キャパシタモジュール(320V,4.8F)を用いてキャパシタバンク(190V〜320V,12F)を構成し,充放電試験を行なった。また,双方向絶縁形DC/DCコンバータの高周波変圧器にセンタタップを設け,これを利用したモジュール電圧バランス回路を設計・制作し,その有効性を確認した。この研究結果は,平成20年2月に米国テキサス州オースティンで開催されたIEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition(APEC)で発表した(ただし,発表は共著者の1人が行なった)。カスケードコンバータは単相電圧形PWMコンバータを相毎に複数直列(カスケード)接続して構成する。各単相電圧形PWMコンバータをセルと呼び,相毎に直列接続した複数のセルを一括してクラスタと呼ぶ。この回路構成を採用することで,電力用半導体デバイスの所要耐圧を低減できる。例えば,1.7kV IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)を使用したセルを6段カスケード接続することで,変圧器なし(トランスレス)で6.6kV系統に直結するシステムを構成できる。本研究では,6.6kV系統にトランスレスで直結できるカスケードコンバータに関して,200V,10kVAの実験室ミニモデルを用いて検討している。進相・遅相無効電力(10kvar)の安定な制御を検証した。また,従来,理論的検討が不十分であった直流電圧バランス制御について解析し,得られた理論と実験結果を比較した。この研究結果は,電気学会論文誌D,127巻,8号(平成19年8月)に掲載された。

本年度,電気二重層キャパシタモジュール(320V,4.8F)を用いてキャパシタバンク(190V〜320V,12F)を構成し,充放電試験を行なった。また,双方向絶縁形DC/DCコンバータの高周波変圧器にセンタタップを設け,これを利用したモジュール電圧バランス回路を設計・制作し,その有効性を確認した。この研究結果は,平成20年2月に米国テキサス州オースティンで開催されたIEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition(APEC)で発表した(ただし,発表は共著者の1人が行なった)。カスケードコンバータは単相電圧形PWMコンバータを相毎に複数直列(カスケード)接続して構成する。各単相電圧形PWMコンバータをセルと呼び,相毎に直列接続した複数のセルを一括してクラスタと呼ぶ。この回路構成を採用することで,電力用半導体デバイスの所要耐圧を低減できる。例えば,1.7kV IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)を使用したセルを6段カスケード接続することで,変圧器なし(トランスレス)で6.6kV系統に直結するシステムを構成できる。本研究では,6.6kV系統にトランスレスで直結できるカスケードコンバータに関して,200V,10kVAの実験室ミニモデルを用いて検討している。進相・遅相無効電力(10kvar)の安定な制御を検証した。また,従来,理論的検討が不十分であった直流電圧バランス制御について解析し,得られた理論と実験結果を比較した。この研究結果は,電気学会論文誌D,127巻,8号(平成19年8月)に掲載された。