NaBH4を水素源とする水素エンジン発電機システムの負荷に応じてゲインを可変にする出力電圧制御

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: SPC23268,HCA23058,VT23051

グループ名: 【D】産業応用部門 半導体電力変換/【D】産業応用部門 家電・民生/【D】産業応用部門 自動車合同研究会

発行日: 2023/12/11

タイトル(英語): Output Voltage Control with Adjustable Gain According to Load in a Hydrogen Engine Generator System Using NaBH4 as a Hydrogen Source

著者名: 小野 智喜(東京理科大学),星 伸一(東京理科大学)

著者名(英語): Tomoki Ono(Tokyo University of Science),Nobukazu Hoshi(Tokyo University of Science)

キーワード: 水素|システム同定|水素エンジン発電機|水素化ホウ素ナトリウム|出力電圧制御|Hydrogen|System identification|Hydrogen engine generator|Sodium Borohydride|Output voltage control

要約(日本語): 本研究では，数ある水素キャリアの中でも体積エネルギー密度が高く，常温常圧で安定なNaBH4を水素源とする水素エンジン発電機に着目した。水素エンジン発電機には負荷に応じて適切な水素供給量を調整することで，発電機出力電圧を規格の範囲内に収める必要がある。_x000D_ 本稿では，各負荷に対応した水素供給の伝達関数モデルを導出し，PIDゲインを負荷に応じて切り替えた場合の制御性能を検討し，実験の結果，追従性能の向上とオーバーシュートの抑制が確認され，出力を50W刻みで変化させた場合、相対誤差が約0.4ポイント改善し、整定時間が約0.2秒改善した。

要約(英語): Recently, hydrogen energy has been attracting attention as a new energy source. However, it has yet to become widespread because of some challenges in storage and transportation methods. Then, this study focuses on a hydrogen engine generator that utilizes NaBH4 as a stable hydrogen source, and it is used as a hydrogen source for hydrogen engine generator systems. A hydrogen engine generator requires adjusting the hydrogen supply rate depending on the load, maintaining a constant generator output voltage. Our previous studies used constant control gains derived using a marginal sensitivity method. In this paper, transfer function models for the proposed hydrogen supply system corresponding to various loads are derived to improve the control performance, and the performance is examined by varying PID gains depending on the load. Experimental evaluations showed improvements were observed in tracking_x000D_ performance and suppressing overshooting. Furthermore, a relative error improvement of approximately 0.4 points was achieved, and the settling time was improved by approximately 0.2 seconds when the output was varied in increments of 50 W.

本誌: 2023年12月14日-2023年12月15日半導体電力変換/家電・民生/自動車合同研究会-2

本誌掲載ページ: 43-48 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 2,671 Kバイト