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入力電流制御系として模擬できる事を示し,模擬した制御系において補償器後のフィル
タHfil2(𝑠)の有無について比較・検討をおこなった。比較・選定の際には,ブロック線
図からHfil2(𝑠)の有無それぞれの場合において,制御系の伝達関数を求めボード線図に
より比較・検討した。高周波領域における特性の違いからHfil2(𝑠)の必要性を示し,更 に一巡伝達関数Ground2(𝑠)のボード線図を用いて,安定性の評価を行った。また極配置 や応答波形を示すことにより,補償器にはPR補償器が有効である事を示した。最後に シミュレーションにより得られた周波数特性と計算により得られた周波数特性が一致 する事を示し,計算結果及び安定性評価や補償器の検討が妥当である事を示した。
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更に,インバータ電流制御とパワーデカップリングの充電電流制御の補償器選定と安 定性解析を行った。双方において,制御回路と制御ブロック図から伝達関数を導出し,
ボード線図を用いて安定性解析を行った。また,PI補償器やP補償器を,PR補償器と 比較する事で,補償器としてPR補償器が適している事を述べ,安定な領域で制御がで きるように,補償器のゲイン設計を行った。
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第 5 章
動作確認と性能評価
本章では,提案回路と提案制御システムをシミュレーション及び実験にて評 価する。はじめに,実験装置の動作方法について説明し,次にシミュレーシ ョン・実験における評価方法を示す。力率1及び低力率状態においてパワー デカップリング回路の適用前と適用後の入力電流𝑖𝐷𝐶や入力電圧𝑉𝐷𝐶につい て比較検討する事で,力率1・低力率におけるパワーデカップリング回路の 性能評価を行う。また,LVRT機能等を搭載する場合には力率の急変に対す る応答特性が重要となる。そこで,提案回路・制御システムの力率急変試験 を行い力率急変に対する応答特性を評価する。
5.1 実験装置の動作方法
以下に本研究で使用した装置の動作手順を示す。
1. 電力ブレーカーを上げる。
2. 測定器(オシロスコープ,パワーメーターなど)の電源を入れる。
3. デジタル制御システムPE-Expert4の電源を入れる。
4. メディアコンバータ(DSP-PC通信アダプタ)の電源を入れる。
5. PCを起動し,PE-ViewXを動作させる。
6. 制御回路の電源を入れる。
7. インバータの直流入力電源と出力の交流電源の電源を入れ,電圧を出力する。
8. PE-ViewXのExecuteボタンを押し,プログラムを動作させる。
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デジタル制御システム(DSP)の使い方
図5.1にPE-ViewXの画面を示す。以下にPE-ViewXの操作ボタンの役割を説明する。
Project:使用するプログラムの定義と指定
Compile:プログラムのコンパイル
Download:プログラムをDSPへダウンロード
Execute:プログラムの実行
Stop:プログラムの停止
Inspector:インスペクターの起動
WAVE:WAVEの起動
実験の際には,主回路の安全に動作させるために,主回路の入出力電源及び,各指令 値を徐々に上げていく必要がある。本実験では,初期条件は入力電圧𝑉𝐷𝐶 = 20𝑉, 出力
電圧𝑣𝐴𝐶 = 10𝑉,出力電力𝑃𝐷𝐶∗ = 10𝑊として動作し,その後オシロスコープで各波形を
見ながら,𝑉𝐷𝐶は20Vずつ,𝑣𝐴𝐶は10Vずつ,PDC∗ は20ずつ上げていくようにする。オ シロスコープではデカップリングコンデンサ電圧𝑣𝑋, 系統電圧𝑣𝐴𝐶, 入力電流𝑖𝐷𝐶, 出力 電流𝑖𝐴𝐶を測定する。動作中に𝑣𝑋が𝑣𝐴𝐶を下回らないように常に表示させておく。更に,
入力電流𝑖𝐷𝐶を測定する事で,パワーデカップリング回路が機能しているかを確認する
図5-1 PE-viewXの操作画面
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ことが出来る。また𝑣𝐴𝐶, 𝑖𝐴𝐶を測定する事で,力率が指令通りとなっているかを確かめ ることが出来る。