研究者詳細 - 平木　英治

MISC - 平木　英治

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回転型新エネルギー分散電源用三相ソフトスイッチングPWM高力率整流器

藤井勇馬, 山本真義, 白石和洋, 平木英治, 中岡睦雄

電気設備学会全国大会講演論文集 21 181 - 182 2003年8月

最小部品点数構成のソフトスイッチング高周波インバータ

西田知正, Gamage Laknath, 平木英治, 中岡睦雄

電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術 103 ( 38 ) 61 - 66 2003年5月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

近年、家電民生や業務民生の電気エネルギー利用応用分野において電磁誘導加熱(Induction Heating; IH)応用機器は食品調理・加工をはじめとして、床暖房、給湯、過熱蒸気洗浄など用いられている。本論文では電磁誘導加熱に用いられる電力変換回路について,2石アクティブクランプZVS-PWMインバータに比べて、使用する回路部品点数を極力抑えソフトスイッチング(S-SW)動作領域が拡大できるコストエフェクティブな新方式高周波ソフトスイッチングPWMインバータいわゆる一石型インバータとアクティブクランプインバータの中間的な回路トポロジーと位置付けられる回路方式を提案し、電磁誘導加熱調理器に応用した場合における動作原理と特徴について述べている。

ソフト転流高周波インバータと IH スーパーヒーテッドスチーマ

藤田堅太郎, Ahmed Tarek, Gamage Laknath, 平木英治, 中岡睦雄, 木船弘康, 畑中義博

電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術 103 ( 38 ) 67 - 72 2003年5月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

本論文では位相シフトPWM制御方式を用いたロスレスキャパシタスナバ支援フルブリッジ高周波直列負荷共振インバータを取り上げ,その軽負荷域でのゼロ電圧ソフト補助共振ACリンクスナバスイッチング特性を改善した高周波ソフトスイッチング直列共振インバータを提示し新方式デュアルモード制御高周波インバータに対しシミュレーションと試作実験による性能評価を図説・検討している。さらに,新方式インバータを用いたデュアルパックスIHヒータ形流体加熱システムについて性能評価検討をしている。

Soft Switching High Frequency PWM Boost Chopper Type DC-DC Converter with High Boost Voltage Conversion Ratio, Vol.J86-B,No.3, pp.599-603

INABA Claudio Y., KONISHI Yoshihiro, HIRAKI Eiji, NAKAOKA Mutsuo

IEICE transactions on communications 86 ( 3 ) 1202 - 1202 2003年3月

記述言語：英語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

the basis of simulation and experimental results.In this paper, an advanced soft switching boost chopper type DC-DC converter using coupled inductors is proposed in order to implement a high step-up voltage ratio. An active voltage clamp cell connected in the proposed circuit reduces switching losses and suppresses the peak voltage of active power semiconductor devices utilized. Its circuit operation is verified and evaluated on

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Wind Turbine Driven Three-Phase Self-Excited Induction Generator with Static VAR Compensator and Its Performance Evaluations

Ahmed Tarek, Soshin Koji, Nagai Shinchiro, HIRAKI Eiji, NAKAOKA Mutsuo

電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術 102 ( 644 ) 35 - 40 2003年2月

記述言語：英語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

This paper presents the nodal admittance approach steady-state analysis and operating performance evaluations of the three-phase Self-Excited Induction Generator (SEIG) driven by Variable-Speed Prime Movers (VSPMs) ; the wind turbine. The main features of the present algorithm of the steady-state operating analysis of the three-phase SEIG are that the VSPM characteristics included in the approximate electro-mechanical equivalent circuit of the three-phase SEIG and its operating performances in unregulated voltage control loop are then evaluated and discussed on line under the conditions of the speed changes of the VSPM and the electrical passive load power variations with the simple theoretical analysis and computation processing procedures. A three-phase SEIG prototype setup with a VSPM is also concretely implemented for small-scale clean renewable energy utilizations. The experimental operating performance results give good agreements with the simulation ones. In addition, a PI controlled feedback closed-loop voltage regulation scheme of the three-phase SEIG driven by the VSPM on the basis of the Static VAR Compensator (SVC) composed of the Thyristor Phase Controlled Reactor (TCR) in parallel with the Thyristor Switched Capacitor (TSC) and the Fixed Excitation Capacitor bank (FC) is designed and discussed herein for the promising stand-alone power conditioner. The simulation and experimental results prove the effectiveness and validity of the proposed SVC controlled by the PI controller in terms of fast response and high performances of the three-phase SEIG driven by the VSPM.

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一括インダクタ形共振ACリンクスナバを用いた三相電圧形ソフトスイッチングインバータの性能評価

吉田正伸, 平木英治, 中岡睦雄

電気学会論文誌 D 123 ( 11 ) 2003年

結合インダクタ形高昇圧率チョッパ入力段を持つ三相電圧形インバータの特性評価

平木英治

電気学会中国支部講演論文集, 2003-10 130 2003年

Actual efficiency and electromagnetic noises evaluations of a single inductor type resonant AC link snubber-assisted three-phase soft-switching inverter 査読

M Yoshida, E Hiraki, M Nakaoka

INTELEC'03: POWERING THE BROADBAND NETWORK, PROCEEDINGS 721 - 726 2003年

記述言語：英語出版者・発行元：DENSHI JOHO TSUSHIN GAKKAI KIKAI SHINKO KAIKAN

In recent years, it has been more important power conversion technology for implementing the downsizing and low electromagnetic noise, high performance and high efficiency in order to achieve high frequency pulse modulation-based switching of the power semiconductor devices in power conversion circuits and systems with a great advance of the power semiconductor switching devices. In general, high frequency switching-based pulse width modulation of the power semiconductor devices in the inverter and converter produces some significant problems such as increase of switching power losses and EMI/RFI noises, leak current generation related to a high dv/dt and electrical insulation breakdown of reactor and transformer due to a high di/dt. In order to overcome these problems, soft switching power conversion circuit technologies are able to give effective solutions from a practical point of view. In this paper, a novel prototype of the resonant AC link snubber-assisted inverter that the auxiliary resonant commutation circuits are simply connected in parallel with the three-phase AC load of the three-phase voltage source inverter is presented to achieve the zero voltage soft switching PWM or pulse modulated zero voltage soft-switching inverter or rectifier, and operation mode and the sinewave modulation method of an active resonant AC link snubber circuit is described, and the performance evaluations such as output line-to-line voltage waveforms, actual power conversion efficiency, electromagnetic conductive and radiative noises of this resonant snubber-assisted voltage source soft-switching inverter circuit are basically evaluated and discussed as compared with those of three-phase hard-switching inverter from an experimental point of view.

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Comparative EMI evaluations of three-phase ZVS-PWM and ZVZCS-PWM inverters 査読

M Yoshida, E Hiraki, M Nakaoka

PEDS 2003 : FIFTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON POWER ELECTRONICS AND DRIVE SYSTEMS, VOLS 1 AND 2, PROCEEDINGS 108 - 113 2003年

記述言語：英語出版者・発行元：IEEE

This paper presents the three-phase voltage source soft-switching pulse width modulation (PWM) based inverter using the quasi-resonant commutation snubber circuits in order to improve the power conversion efficiency, realize the high control performances and reduce the electromagnetic noises as compared with three-phase voltage source conventional hard-switching PWM inverter. At first, the resonant AC link snubber-assisted soft-switching inverter is presented as the zero voltage soft-switching (ZVS) PWM inverter and the operation principle of the resonant AC link snubber circuit is explained. Secondly, the common mode and differential mode electromagnetic conductive noises of the resonant AC link snubber-assisted ZVS-PWM inverter is evaluated as compared with the hard-switching PWM inverter, and it is shown clearly that the reduction of differential mode noise is ineffective by using the resonant AC link snubber-assisted ZVS-PWM inverter as compared with hard-switching PWM inverter from the measured results. Thirdly, in order to overcome this problem, the hybrid resonant commutation bridge leg link snubber circuit that the zero voltage and zero current soft-switching (ZVZCS) of all the switches of inverter bridge arms are achieved is proposed, and operation principle of this hybrid resonant commutation bridge leg link snubber circuit is presented. And at last, the electromagnetic noise level of the ZVZCS-PWM inverter and hard-switching PWM inverter are evaluated, it is explained that both common mode and differential mode noises can reduce by using the hybrid resonant commutation bridge leg link snubber as compared with hard-switching PWM inverter, and it is described that ZVCS-PWM inverter is suitable to improve both conductive common mode and differential mode electromagnetic noise levels.

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Electromagnetic noises and efficiency evaluations of three-phase ZVS-PWM inverter with new resonant AC link snubbers 査読

M Yoshida, Y Fujii, E Hiraki, M Nakaoka

IECON'03: THE 29TH ANNUAL CONFERENCE OF THE IEEE INDUSTRIAL ELECTRONICS SOCIETY, VOLS 1 - 3, PROCEEDINGS 2911 - 2916 2003年

記述言語：英語出版者・発行元：IEEE

This paper presents a novel prototype of three-phase voltage source type zero voltage soft-switching (ZVS) inverter using the main and auxiliary IGBT power module packages in order to reduce their switching power losses as well as electromagnetic conductive and radiative noises. A single inductor-based resonant AC link snubber circuit specified as one of auxiliary resonant commutation snubbers to achieve the ZVS for the three-phase voltage source type inverter operating under a principle of specific instantaneous space voltage vector sinewave modulation is originally demonstrated as compared with the other types of resonant AC link snubber circuit topologies. In addition to this, its operation principle and unique features are described in this paper. The practical basic operating performances of the new conceptual instantaneous space voltage vector modulated three-phase voltage source soft-switching inverter are evaluated and discussed on the basis of waveforms quality evaluations on the output line to line voltage, power loss analysis, power conversion efficiency and electromagnetic conductive and radiative noise from an experimental point of view, comparing with three-phase voltage source hard-switching inverter.

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スイッチトキャパシタ形共振ACリンクスナバ回路の一検討

伊与森尚, 吉田正伸, 佐藤伸二, 平木英治, 中岡睦雄

電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術 102 ( 43 ) 89 - 94 2002年5月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

本論文では、スイッチトキャパシタ形ACサイド補助共振リンクスナバ回路を提案し、その動作原理と特徴について述べている。次に、スイッチトキャパシタ形共振ACリンクスナバを用いた三角波・正弦波比較の単相フルブリッジ正弦波ソフトスイッチングPWMインバータの出力電圧の波形特性を評価している。さらに、本正弦波ソフトスイッチングPWMインバータの電力損失分析と規約効率を使用しているIGBTやダイオードの実測v-i特性、インダクタの内部実効抵抗とパワー半導体デバイスのスイッチング損失の実測データを近似式モデルに取り入れた実用シミュレータにより評価検討した結果について図説し、本インバータの有効性について明らかにしている。

Small Scale Utility-Connected Solar Photovoltaic Power Conditioner using Soft Switching High-Frequency Sinewave Modulated Inverter Link for Residential Applications

Ogura Koki, Chandhaket Srawouth, Hirota Yoshihiko, Hiraki Eiji, Nakaoka Mutsuo

山口大学工学部研究報告 52 ( 2 ) 95 - 100 2002年3月

記述言語：英語出版者・発行元：山口大学工学部

The utility-interfaced sinewave modulated inverter for the solar photovoltaic power conversion conditioning and processing with a high frequency transformer isolated AC link is presented for residential applications. As compared with the conventional full-bridge hard switching-based PWM inverter with a high frequency AC link, the simplest single-ended quasi-resonant soft switching-based sinewave modulated inverter with a duty cycle pulse frequency control is implemented, resulting in size and weight reduction and low-cost. This paper presents a prototype circuit of the single-ended zero voltage soft switching inverter-based sinewave power processor for solar power conditioner in addition to its operating principle. This paper also proposes a control system to deliver high quality output current. The power loss evaluation under actual power processing is discussed from an experimental point of view. A newly-developed sinewave power processor which has 92.5% efficiency at 4kW output is demonstrated for small scale utility-connected power aplications.

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小容量ソフトスイッチング昇圧形PWMチョッパ回路と性能評価

安藤正之, 吉次淳二, 平木英治, 長井真一郎, 中岡睦雄

電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術 101 ( 651 ) 9 - 15 2002年2月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

インバータ・コンバータの高性能化,ダウンサイジング化に対してPWMキャリアのスイッチング周波数の高周波化が不可欠である.これらの従来からのハードスイッチングPWM方式ではスイッチング損失や電磁ノイズの増大といった問題が生じる.これを効果的に解決する方法として,ソフトスイッチングPWM技術が注目されている.本論文では,多くの新しい応用が期待されるソフトスイッチング昇圧形PWMチョッパ回路の一方式を取り上げ,その実証的な評価を行っている.次に本昇圧形チョッパと三相電圧形ソフトスイッチングインバータのシステムを取り上げのこのシステムの効率と変調率との関係などの評価及び検討を行った結果について述べている.

ケミコンレス共振スナバを用いた系統連系ソフトスイッチング正弦波インバータの実験的検討

中村萬太郎, 山崎貴幸, 佐藤伸二, 平木英治, 中岡睦雄

電子情報通信学会技術研究報告. CPM, 電子部品・材料 101 ( 548 ) 9 - 13 2002年1月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

近年のエネルギー資源および環境保護の問題の顕在化に伴い、省エネルギー化推進ポリシーのもとに電気エネルギーの有効変換高度化利用の積極的導入が重要となってきている。新エネルギー利用やコ・ジェネレーションエネルギー利用の電力系統連系半導体電力変換装置の高効率化ならびに高性能化が不可欠となっている。一方、装置の小形軽量化、低騒音化、低電磁ノイズ、低対地漏れ電流化も求められており、これらの解決策としてソフトスイッチングPWM電力変換技術が注目されている。本論文では大容量対応のケミコンレスアクティブ補助共振転流スナバの一方式を提案し、電圧形単相フルブリッジ正弦波変調インバータに適用したソフトスイッチングPWMインバータを取り上げ、シミュレーションと実験により評価検討を行い、その有効性を明らかにしている。

A simple resonant DC link snubber-assisted bidirectional three phase PWM converter for battery energy storage system

HIRAKI E.

KIEE International Transactions on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems 2 ( 3 ) 133 - 139 2002年