ACC の今後の改良方針

前の章で提案した高周波補償形ACCは、提案時のACCでは不可能であった小型かつ SVPWMインバータに適用可能という機能が付加された。しかし、高周波補償形ACCの負 荷側に残留する100 kHz成分は10～15%と提案時のACCに比べ少し補償精度が低い。その ため、高周波補償形ACCの補償精度向上が必要と考えられる。この補償精度の向上につい て検討する際、高周波補償形ACCにはLPFの出力電圧であるコモンモード電圧の低周波成 分が回路内に存在することに注目したい。この低周波成分は振幅が小さいことに加え電圧 の変動がゆっくりであるため、この電位を基準電位としたOPアンプを組み込めると考えら れる。OPアンプのスルーレートが、コモンモード電圧の急峻な変動に追従できなくても、

低周波成分であればほぼ誤差なしで追従することが可能となる。さらに、負荷側のコモン モード電圧を検出し、補償に反映できればより負荷側のコモンモード電圧の高周波成分を ほぼ除去することができる。

また、高周波補償形ACCのコモンモード電流の低減能力についても改善の余地があると 考えられる。Fig. 4-22にACC組み込んでいない誘導モータドライブシステムのコモンモー ド電流測定実験の回路図を、Fig. 4-23にその回路のコモンモード電圧とコモンモード電流 の測定結果を示す。また、Fig. 4-24に高周波補償形ACCを組み込んだ誘導モータドライブ システムのコモンモード電流を測定実験の回路図を、Fig. 4-25にその回路のコモンモード 電圧とコモンモード電流の測定結果を示す。本実験では、コモンモード電流を測定するた め、直流電源とインバータの間にLISN(Line Impedance Stabilization Network:擬似電源 回路網)が接続され、そのグランド端子は誘導モータのフレームに接続されている。各波形 は、各回路図中の検出されたコモンモード電圧vdet、モータとLISNを繋ぐグランド線に流れ るコモンモード電流i0を示している。vdetが変動すると、そのタイミングでi0が流れる。波形 を比較すると、Fig.4-23では、i0の波形は大きくひずんでおり、またコモンモード電圧の変 動のたび大きな電流が流れているが、Fig. 4-25では、vdetが変動した瞬間に高周波のスパイ ク状の電流が発生しているだけである。i0を比較すると、Fig.4-23ではPeak-to-Peak値464 mA、実効値52.2 mAに対し、Fig. 4-25ではPeak-to-Peak値300 mA、実効値16.7 mAとな っている。つまり、高周波補償形ACCは、コモンモード電圧を1/10にまで低減しているの に対し、コモンモード電流は1/3程度にまでしか低減できていない。この高周波成分はエミ ッタフォロア回路の遅れ時間に起因していると考えられるが、現在高耐圧かつ高速で電流 増幅率の高いデバイスは少ない。しかし、今後の研究で次世代パワー半導体を用いた高耐 圧かつ高速なパワートランジスタが出現した場合、この高周波成分を低減することが可能 と考えられる。また、あくまでACCをキャリア周波数周辺の周波数帯域のコモンモード電 流低減用と位置づけ、高周波成分はパッシブフィルタで低減するという方法も考えられる。

文献[50]では、文献[42]のアクティブフィルタに改良を加え、アクティブフィルタがパッシ ブフィルタとしても機能するように改良したハイブリッドフィルタが提案されている。い ずれにせよ、今後ますます急峻になると予測されるコモンモード電圧の急峻な変動をいか

92 に除去するかが今後のACCの課題となる。

Induction motor LISN

100 kHz SVPWM inverter

detected common-mode voltage vdet

common-mode current i0

Fig. 4-22. Experimental circuit to measure common-mode current(without ACC)

1 μs 50 V 250 mA Common-mode current i0

detected common-mode voltage vdet

Fig. 4-23. Experimental result(without ACC)

E

=200 V

93 Common-mode current i0

Detected common-mode voltage vdet

50 V 250 mA

1 μs Edc=200 V

vdet

i0

100 kHz SVPWM inverter

Induction motor LISN

Fig. 4-24. Experimental circuit to measure common-mode current(with proposed ACC)

Fig. 4-25. Experimental result(with proposed ACC)

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