昇降圧可能な交流直接形電力変換器の開発

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本研究では，交流直接変換器の小型，高効率化を目的として，実用化に向けた研究を行う。交流直接変換器の問題を解決する提案システムは従来システムと比較して，高いパワー密度で，高い入出力電圧比を得られる。しかし，HEVに提案システムを適用することを考えると，バッテリーともエネルギーをやり取りする必要がある。高パワー密度を維持するためには，受動素子を追加せずに直流連系システムを開発する必要があることがわかった。一方，交流直接変換器が普及しない原因は有用性が定量的に示されていないことである。用途によって電力変換器に要求される性能(効率，サイズ，制御性能，コスト等)が異なる。しかし，これらの要求に対して従来システムと交流直接変換器は定量的に評価されていないため，交流直接変換器が普及されない。したがって，交流直接変換器の普及および実用化のために，用途毎に要求される性能に対する評価を一般化し，交流直接変換器と従来システムを比較する必要がある。交流直接変換器の有用性を定量的に示すため，提案システムの評価方法を一般化する。そこで，提案システムの損失解析手法を明らかにした。その結果，各用途において提案システムが従来システムと比べて，高効率，小型化に有利であることがわかった。最後に，導出した式を用いて各用途の仕様に応じた変換器の最適設計および選択を行うことができる。また，導出した損失式や体積式を用いることで予め必要な材料を選定することができるため，製作に必要なコストを算出することができる。さらに，計算した効率から，長期間でみたときの運用コストを試算することができ，より実用的な観点から提案システムの有用性を比較することができる。以上，本研究により昇降圧可能な交流直接変換器の高性能化，実用化が期待できるといえる。