Study on low loss AC filter inductor for high efficiency of power converter

实现高效率功率变换器的低损耗交流滤波电感研究

基本信息

批准号：
17J06592
负责人：
松盛裕明
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J06592/
关键词：
電力変換器鉄損インダクタ磁性体部品フィルタインダクタ

项目摘要

報告者は電力変換器の効率向上にはフィルタインダクタの鉄損削減が不可欠であることに着目し，電力変換器の励磁で発生する鉄損の解析に精力的に取り組んでいた。通常，鉄損の解析を行う場合は鉄損モデルを用いて行うが，通常使用される鉄損モデルは電力変換器の励磁条件とは異なる鉄損評価モデルであるため，新たに電力変換器の励磁に適した鉄損モデルを開発する必要があった。そこで，報告者は電力変換器の励磁における鉄損の発生の原理について深く検討し，新たな鉄損モデルを開発した。開発した鉄損モデルはPWMインバータの励磁のような複雑な励磁の鉄損解析にも対応可能であり，これまで分からなかった運転モードの変更や負荷率の変更での鉄損の振る舞いが明らかになった。さらに，新たな鉄損モデルは鉄損の内訳(ヒステリシス損失，渦電流損失)を示すことができるため，インダクタの材料開発にも活かすことが可能である。この成果は国内の研究会やIEEEの論文誌に掲載しており，国内の発表では発表表彰を受賞するなど学術的に価値のあることが客観的にも示されている。報告者の取り組みと研究成果は十分に評価できる。また，29年度における研究計画の目標は既に達成しているが，報告者はさらに新型の三相インダクタを開発に踏み込ん。開発した三相インダクタは従来のインダクタと比較して直流巻線抵抗47%削減，質量37%削減，体積18%削減し，電力変換器の小型・高効率化に貢献した。

记者的重点是减少过滤器感应器中铁损耗以提高功率转换器的效率的重要性，并正在积极地分析通过激发电源转换器产生的铁损失。通常，在分析铁损耗时，它是使用铁损失模型进行的，但是由于通常使用的铁损耗模型是与功率转换器的激发条件不同的铁损耗评估模型，因此有必要开发适合激发电源转换器的新铁损耗模型。因此，记者彻底研究了功率转换器激发时铁损失的原理，并开发了一种新的铁损失模型。开发的铁损耗模型还可以用于分析复杂激发（例如PWM逆变器激发）的铁损失，并且已经揭示了在更改以前未知的操作模式和负载因子时铁损失的行为。此外，新的铁损耗模型可以显示铁损耗的分解（磁滞损失，涡流损失），可用于开发电感器材料。这些结果已在国内研究小组和IEEE期刊上发表，并且在获得国内演讲的演讲奖中，客观地证明具有学术价值。记者的努力和研究结果可以得到充分评估。此外，尽管已经实现了2017财政年度研究计划的目标，但记者已经进一步加强了开发新的三相电感器。与常规电感器相比，开发的三相电感器将DC绕组抗性降低了47％，质量降低了37％，体积降低了18％，这导致了电源转换器的微型化和效率。