研究内容 Researches
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モータ駆動用インバータ/系統連系用インバータ
二相PWM法 (スイッチングパターン生成方式)
三相電圧形インバータのスイッチングパターンを生成する手法として, 指令波形とキャリア周波数を比較してパルスを生成するPWM(Pule Width Modulation)法があります. 基本的なPWM法としては, 三相PWM法が知られていますが, スイッチング損失を大幅に低減可能な方法として二相PWM法(別名：不連続PWM法)があります. 本研究では, この二相PWM法を研究対象にしています.
神戸高専 茂木 進一 教授との共同研究(リンク)
DC/DCコンバータによる直流重畳交流波形出力インバータ (回路トポロジー)
モータを駆動するための電力変換器の構成には, エネルギー源(バッテリーや燃料電池などの直流電源)から昇圧チョッパ(Boost converterなど)により, 一定の直流値に昇圧して(電圧値を高くして), 三相電圧形インバータにより, 三相交流を発生させます. しかしながら, その場合には, 電力変換が2段階必要になります.
そこで, 電力変換を1段階だけにして, 三相交流を作り出すため, DC/DC converterの出力を直流＋交流の電圧波形にすることで, 3端子の線間(端子間)における電圧は, 三相交流になります. その結果, 電力変換が1段階だけで, 三相交流に変換できます.
基本となるDC/DCコンバータ(昇降圧チョッパ)の動作は動画をご覧ください.
京都先端科学大学 Alberto Castellazzi 教授との共同研究 (リンク)
エネルギーハーベスティング
身の回りにある微小なエネルギーを回収するエネルギーハーベスティング(エナジーハーベスティング)が注目されています.
振動発電
振動発電とは, 身の回りにある振動エネルギーを圧電素子や磁歪素子などの振動発電デバイスを用いることで, 電気エネルギーに変換することでエネルギーを創成する(発電する)方法です.
圧電素子 (振動発電デバイス)
振動により素子が歪み, 圧電効果により発電する方式
写真は, THRIVE : K7520BS3
歩行発電 (振動エネルギー源)
人が"歩く"という動作により生まれる振動エネルギーを回収できないか？という疑問を元に研究を進めています.
熱電発電
熱電発電とは, 熱エネルギーを電気エネルギーに変換することでエネルギーを創成する(発電する)方法です.
高電圧発生回路
数kVの直流が必要なアプリケーションとして, プリンター, 空気清浄機, 電子線照射装置, X線発生装置, 静電ビーム, 粒子加速器などが挙げられます. 本研究室では, 電力変換により数kVの直流を出力する回路を研究対象にしています.
Cockcroft-Walton回路 (整流器)
高電圧直流を生成するための整流器(交流から直流への変換器)として, 古くからCockcroft-Walton回路(整流器)が知られています. この回路は, ダイオードとキャパシタ(コンデンサ)だけで構成されている, 非常にシンプルなものです. 本研究室ではこの回路の詳細な挙動や設計や制御に向けて, 研究を進めています.
三巻線結合インダクタを用いた高昇圧比DC-DCコンバータ
CW回路をベースにして, アクティブスイッチ1つ, 三巻線結合インダクタ1つだけの高昇圧比DC-DCコンバータを研究開発しています.
回路トポロジーの提案論文はこちら
パッシブ整流器
半導体デバイスであるMOSFETやIGBTといったアクティブ素子を用いずに, パッシブ素子(インダクタ, キャパシタ, ダイオードなど)のみを用いた回路で, 交流から直流へ変換する電力変換器を研究対象にしています.
基本となるダイオード整流器, 倍電圧整流器, 倍電流整流器は動画をご覧ください.
双対 Cockcroft-Walton回路(高降圧整流器)
Cockcroft-Walton回路の回路トポロジーを双対原理に基づき描きなおした双対CW回路は, パッシブ素子のみで構成された高降圧の整流器です. 動画はその研究成果の一例です.
DC-DCコンバータ
ヒータ駆動用Buck converter
気液相変化アクチュエータ(共同研究先 主担当)の加熱を担うヒータを電気的に駆動するためのBuck converter (降圧チョッパ)を開発しています.
福岡工業大学 加藤 友規 准教授 との共同研究(リンク)
立ち上げ中の内容
ドローンエレクトロニクス
小型ドローン(100g未満, Tello)を用いた内容を準備中です.
バッテリーへの充電に関する電力変換電力
センサに基づく自動飛行制御
など