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集積化マルチレベルインバータの開発

集成多电平逆变器的开发

基本信息

批准号：
14J04344
负责人：
小原秀嶺
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University (2015)Chiba University (2014)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

平成27年度においては，回路内で電圧を保持するフライングキャパシタの小型化のため，スイッチングの高周波化について検討を行った。他方，マルチレベルインバータのさらなる高パワー密度化が可能になれば，同サイズでこれまで以上に出力レベル数を増やすことも可能になり，電磁ノイズや高調波，電流リプルをさらに低減することができる。これにより，モータ等の負荷の制御性能を向上できる可能性があり，その点についても検討を行った。得られた成果は以下の通りである。（１）原理的に高速なスイッチングが可能なGaN-HEMTをマルチレベルインバータの主スイッチ素子として適用し，高周波化の検討を行った。試作した3レベルインバータを用いて，600V耐圧のSi SJ-MOSFETと同等定格のGaN-HEMTを比較したところ，SJ-MOSFETを用いたマルチレベルインバータは，スイッチング周波数を高くするほど効率が顕著に低下してしまうのに対し，GaN-HEMTを用いたマルチレベルインバータは，高周波化に対する効率の低下率をSJ-MOSFETの場合の1/5程度に低減できることを確認した。すなわち，GaN-HEMTを用いた場合には，変換器効率をSJ-MOSFETの場合と同水準に保ちながらスイッチング周波数を5倍程度に高くすることができ、キャパシタのサイズを1/5程度に小型化できることを実験的に明らかにした。（２）マルチレベルインバータ適用による負荷の制御性能向上の検討として，ロボット制御等に用いられるモーションコントロールシステムに2レベルインバータおよびマルチレベルインバータを適用し，制御性能の比較を行った。実験の結果，力制御時において，マルチレベルインバータを用いた場合の方が，振動的になることなく制御ゲインを高く設定することができることを実験的に明らかにした。本成果について国際会議IECON2015で発表を行った。

In Pingcheng, in the year 27, the electrical equipment in the loop is required to maintain the performance of miniaturization and high-cycle high-cycle operation. On the other side, it is possible to increase the density of the high temperature, the same as the other party, the other side, the other party, the other side, the other party, the other party, the other party, The performance of the control system is higher than that of the control system, such as the control performance of the control system. It is necessary to obtain the following general results. (1) the principle of "high-speed" and "high-speed" may be related to the principle of "high-speed", "high-speed" and "high-cycle". For example, it is necessary to use the same frame for 600V Si SJ-MOSFET, the same frame for GaN-HEMT, the same frame for SJ-MOSFET, the number of waves per cycle, the high frequency, the low, the low, the GaN-HEMT. High frequency, low frequency In the same level, the frequency of the SJ-MOSFET device is the same as that of the same level. The number of waves per cycle is 5 times higher than that of the same level. The number of waves per cycle is 5 times higher than that of the other five levels. (2) the equipment is used to control the performance of the equipment. The performance of the system is improved. The performance of the system is compared with that of the system. The results show that you need to make sure that you are using the appropriate system, and that the system you are using is responsible for setting the system settings to ensure that you are aware of your information. This achievement is related to the international IECON2015 meeting table.