波形組み換えを活用した超軽量正弦波ドライブインバータ

利用波形重组的超轻量正弦波驱动逆变器

• 批准号: 21K14136
• 负责人: 萬年 智介
• 金额: $ 3万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14136/
• 关键词: 波形組み換えインバータ; 電流不連続モード; DCM; 低力率動作; 直流コンデンサ; 中性点電位; 三相インバータ; 正弦波ドライブ; 波形組み換え

本研究では，2台のチョッパ回路と1台の波形組み換えインバータで構成される正弦波出力三相インバータの回路・制御方式を確立することを目的としている。特に，提案方式に対して，インバータの軽量化と小型化に着目し，正弦波出力三相インバータが，どこまで軽量化・小型化できるかを明らかにすることを目指す。今年度は，2台のチョッパ回路と波形組み換えインバータを組み合わせた正弦波出力三相インバータについて，インダクタの電流を毎周期ゼロにする不連続モード(DCM)を適用した制御方式の確立に取り組み，以下の成果を得た。(1) 提案方式では，正負対称に直列接続された2台のチョッパ回路において，それぞれの電流正負によって駆動するスイッチを適切に選択することにより，三相の交流電流をすべて制御できることを明らかにした。(2) また，三相交流電圧のうち線間電圧がゼロとなる付近で，DCMの電流制御特性が低下するという課題に対して，一時的に電流連続モード(CCM)を許容することにより，電流制御特性を改善した。その結果，フィードフォワード制御のみで電源電流波形の高調波低減を可能とした。(3) 最後に，従来のCCM動作する波形組み換えインバータでは電流波形生成が困難であった低力率動作について，シミュレーションおよび実験を行った。その結果，DCM方式を適用することにより，電流制御と特性が向上し，低力率状態においても波形組み換えインバータが動作可能であることを明らかにした。提案方式は，従来の三相インバータと比較して，極めて小さなインダクタンスで従来と同等の動作が出来るため，大幅なや小型化や軽量化が期待できる。本成果は，論文誌への投稿に向けて，準備中である。

在这项研究中，目的是建立正弦波输出逆变器的电路和控制方法，该方法由两个切碎机电路和一个波形重组逆变器组成。特别是，目的是阐明正弦波输出三相逆变器可以更轻巧和微型化，重点是逆变器的重量和微型化。今年，用于建立一种应用不连续模式（DCM）的控制方法，该方法将电感器电流应用于电感器的电流为零，将电感器的电流归为零，用于正弦波输出三相逆变器，结合了两个切碎器电路和两个斩波器电路和波形重组逆变器。 （1）在提案方法中，已经澄清了所有三个阶段的交换电流都可以通过在两个连接到正面和负对称性的斩波器电路中正确选择由每个电流正和负的开关来控制。 （2）此外，在间歇性电压附近的三个阶段交换电压中，DCM的当前控制特性暂时允许使用电流连续模式（CCM）。结果，只有馈电控制才能减少电源电流波形的和谐。 （3）最后，对低功率运动进行了模拟和实验，这很难在常规的CCM工作逆变器中产生电流波形。结果，DCM方法的应用改善了当前的控制和特性，即使在低功率速率中，波形重组逆变器也可以运行。与传统的三个阶段逆变器相比，该建议方法可以用很小的电感使用，因此可以预期它会明显更小或更轻。该结果是准备发布到人造杂志上。

项目成果

電流不連続モードを適用した波形組み換えインバータの低力率運転の検証

使用电流断续模式验证波形重组逆变器的低功率因数运行

• 发表时间: 2023
• 作者: SEO BOSEUNG;磯部高範;萬年智介
• 通讯作者: 萬年智介

Suppression Method of DC Capacitor Currents in a Three-Phase Current Unfolding Inverter Equipped With Ultra-Small DC Capacitors

超小型直流电容器三相电流展开逆变器直流电容器电流的抑制方法

• 发表时间: 2022
• 作者: Boseung Seo;Takanori Isobe;Tomoyuki Mannen
• 通讯作者: Tomoyuki Mannen