マトリックスコンバータの技術動向と応用

カテゴリ: 技術報告

論文No: 1111

グループ名: 【D】産業応用部門

発行日: 2008/03/10

タイトル(英語): Trend and Applications of Matrix Converters

著者名: 直接形交流電力変換回路の実用化と応用技術調査専門委員会編

著者名(英語): Investigating R&D Committee on Improvement of Practical and Applied Technology of Direct AC to AC Conversion Circuit

キーワード: ダイレクトマトリックスコンバータ，インダイレクトマトリックスコンバータ，逆阻止IGBT，高調波抑制／direct matrix converter, indirect matrix converter, reverse block IGBT,harmonics reduction

要約(日本語): 近年，マトリックスコンバータの研究，開発が盛んになってきており，一部は製品化された状況にある。これは，従来の電圧形インバータに比較して，直流リンク部にエネルギー蓄積要素を持たないために，小型化，信頼性・効率の向上といった可能性を秘めているからである。しかしながら，この方式では，交流電源の波形から直接出力波形を得るので，電源電圧利用率，入力電流波形，出力電圧・電流波形，電源電圧不平衡率の許容度，瞬時停電時動作，ゲートブロック時の負荷電力処理，入力EMIフィルタなどについては従来の電圧形インバータとは本質的に異なった特性を有する。 本技術報告は，これらの特性が応用面に及ぼす影響を中心とした技術動向について調査した結果を報告するものである。第2章では，主回路方式，パワーデバイスとその駆動回路について解説する。第3章では制御方式と解析技術について，第4章では，高調波およびEMI対策について解説する。さらに，第5章では応用・実用化技術に関して，大容量化技術，インテグレイテッドモータ，製品紹介，マトリックスコンバータ技術の適用例について解説する。 現状では，逆阻止IGBT素子の製品化の遅れにもかかわらず，逆阻止能力のないIGBTの逆直列接続の構成も含めてマトリックスコンバータの応用が広がりつつある。今後，応用分野の拡大により，機能面でのさらなる発展が期待される。

要約(英語): In recent years, research and development of matrix converters are performed intensively. And some matrix converters have been produced commercially. The reason is that the matrix converters have no energy storage in DC link as compared with the conventional voltage stiff inverters, so they have a possibility of improvement in a miniaturization, reliability and efficiency. However, since they produce their output voltage waveform directly from the waveform of an AC power supply, their properties, such as an utilization of supply voltage, an input current waveform, output current and voltage waveforms, the tolerance for unbalanced supply voltages, protection countermeasures against mains momentary power failure, handling of load power for gate blocking operation and needed input electromagnetic interference filter, are essentially different from those for the conventional voltage stiff inverters. This technical report mentions the technology trends, which were investigated for the effects of their properties on applications. Chapter 2 explains main circuits, power devices and their drive circuits for matrix converters. Chapter 3 summarizes control strategies and analysis method. Chapter 4 demonstrates reduction techniques of harmonics and electromagnetic interferences for matrix converters. Furthermore, Chapter 5 illustrates application and practical techniques. Now, the applications of matrix converters are extended increasingly. In spite of the delay of commercialization of reverse blocking IGBTs, matrix converters with antiseries connected conventional IGBTs are also produced. In the near future, the further functional development will be expected by expansion of a field of application.

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