平成 19 年度電気関係学会北陸支部連合大会 A-80 マトリックスコンバータの過渡特性解析 大沼 喜也・伊東 淳一（長岡技術科学大学） 1. は じ め に 近年，高効率化の観点から，マトリックスコン バ ー タ (MC)の 研 究 が 盛 ん に 行 わ れ て い る 。現 在 ま で ， MC と PWM 整 流 器 と イ ン バ ー タ か ら な る BTB シ ス テ ム と の 構 成 比 較 は 行 わ れ て い る ( 1 ) 。し かし，過渡特性については一部行われているが， 十 分 で な い と 思 わ れ る ( 2 ) 。そ こ で 本 論 文 で は ，BTB と MC の 過 渡 特 性 を 比 較 し ，優 劣 を 明 ら か に す る 。 2. 過 渡 特 性 の 解 析 方 法 図 1 に MC の 回 路 構 成 を 示 す 。使 用 す る コ ン デ ン サ を 等 し く す る た め に ，BTB の 直 流 リ ン ク コ ン デ ン サ は MC の 入 力 フ ィ ル タ と 同 じ 30[uF]と し た 。ま た ，BTB の 電 流 制 御 と 電 圧 制 御 は そ れ ぞ れ 6000[rad/sec]，600[rad/s]に な る よ う に 設 計 し た 。 図 2 に出力電力が急激に変化した時の出力電圧 変動を示す。シミュレーションと実験結果はよく 一致し，シミュレーションの妥当性が確かめられ る。 図 1 マトリックスコンバータ Fig.1. Configuration of matrix converter. 3. 比 較 結 果 図 3 に BTB と MC を 比 較 し た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 結 果 を 示 す 。図 3 で は 過 渡 特 性 を 議 論 す る た め に ，出 力 電 圧 を 三 相 -二 相 変 換 し ，大 き さ で 表 し て い る 。出 力 急 変 時 ，電 圧 ピ ー ク 値 は MC の 方 が 小 さいことがわかる。 MC 過 渡 特 性 は 入 力 フ ィ ル タ の 電 流 応 答 と 等 し く な る 。一 方 ，BTB の 過 渡 特 性 は 直 流 リ ン ク コ ン デ ン サ の 電 圧 制 御 応 答 に 依 存 す る 。 加 え て ， BTB ではマイナーループに電流制御があり，電圧制御 よ り さ ら に 高 速 応 答 が 必 要 で あ る 。 よ っ て BTB の 電 圧 制 御 応 答 よ り も MC の 電 流 応 答 の 方 を 速 く 設 計 す る こ と は 容 易 で あ り ， MC の 方 が 良 い 過 渡 特性が得られる。 (a) 2kW to no load (b)No load to 2kW 図 2 MC 出力急変時の動作波形 Fig.2. Comparison experimental and simulation results for step response of output power. 4. ま と め 本 論 文 で は ，MC と BTB の 過 渡 特 性 の 比 較 を 行 っ た 。 そ の 結 果 ， MC の 過 渡 特 性 が 優 れ て い る こ と が 確 認 で き た 。 な お ， 本 研 究 は 平 成 17 年 度 産 業技術研究助成事業の支援を受けており，関係各 位に感謝の意を表します。 参考文献 (1) J. W. Kolar etc. :PCC-NAGOYA PL-2 (2007) (2) 永 吉 ， 伊 東 :電 気 学 会 全 国 大 会 ， 4-105 (2007) 図 3 過渡特性比較結果 Fig.3. Transient property comparison result.
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