電力変換技術の基礎と近未来技術

近年では,電気エネルギーの「創出」,「輸送」,「貯蔵」,「変換」,「利用」のあらゆるフェーズでパワーエレクトロニクスとよばれる電力変換技術が活用されています。現代社会はこれがなければ成立しないほど,電力変換技術は極めて重要な基盤になっています。 　本講座ではそれらの核となる電力変換の本質について基礎から体系立てて解説します。初心者だけでなくベテランの技術者や研究者にも知識を整理整頓できるように構成し,受講者の皆様が電力変換技術を俯瞰できるようにレベルアップを目指します。また,最近注目を集める技術としてマルチレベル電力変換器やSiC半導体素子応用なども採り上げ,電力変換の基礎技術だけでなく先端領域についてもわかりやすく解説します。

1. パワーエレクトロニクスの概要
   1. 学際領域としてのパワーエレクトロニクス
   2. 電力の変換
   3. 変換効率と高調波
   4. 電力変換器の種類と役割
2. 電力変換器の一般化統一理論
   1. 一般化電力変換器
   2. ハーフブリッジとフルブリッジ
   3. 理想スイッチ
   4. 一般化電力変換器のスイッチング関数と出力電圧
   5. 電力変換の種類と運転条件
   6. DC-DC電力変換器 (チョッパ) の基礎
   7. DC-AC電力変換器 (インバータ) の基礎
   8. AC-DC電力変換器 (レクティファイア) の基礎
   9. AC-AC電力変換器 (サイクロコンバータ) の基礎
3. 電力用半導体素子
   1. ダイオード
   2. サイリスタ
   3. BJTとドライブ回路
   4. IGBTとドライブ回路
   5. MOSFETとドライブ回路
   6. RBIGBTとドライブ回路
   7. IPMと周辺回路
   8. スイッチング損と導通損
   9. 電力変換器における使いこなし
4. DC-DC電力変換器
   1. 降圧チョッパ
   2. 昇圧チョッパ
   3. 昇降圧チョッパ
   4. フライバックコンバータ
   5. ワードコンバータ
5. DC-AC電力変換器
   1. 単相インバータ
   2. 三相インバータ
   3. PAM (パルス振幅変調)
   4. PWC (パルス幅制御)
   5. PWM (パルス幅変調)
   6. PDM (パルス密度変調)
6. AC-DC電力変換器
   1. 単相ダイオードレクティファイア
   2. 三相ダイオードレクティファイア
   3. サイリスタレクティファイア
   4. 電力双方向レクティファイア
7. AC-AC電力変換器
   1. 交流チョッパ
   2. サイクロコンバータ
   3. マトリックスコンバータ
8. 電力変換器の応用と研究事例
   1. 短絡電流パルスに着目した太陽光発電システムの最大電力制御
   2. 低電圧大電流直流電源
   3. PWMインバータによるIPMモータのセンサレスドライブ
   4. 擬似電流形インバータによる超高速モータドライブ
   5. 直接電力制御法に基づくPWMレクティファイア
   6. インダイレクトマトリックスコンバータの入力電流制御
9. マルチレベル電力変換器
   1. マルチレベル電力変換器の概要
   2. 中性点クランプ形マルチレベルインバータ
   3. 負荷短絡形マルチレベルインバータ
   4. キャパシタセル形マルチレベルインバータ
   5. フライングキャパシタ形マルチレベルインバータ
10. SiC半導体素子と電力変換器への応用
    1. SiC半導体の特性
    2. SiC半導体素子の概要
    3. 電力変換器への応用と問題点
    4. 超高速スイッチング技術とEMI対策
    5. 近未来電力変換器
11. まとめ
    1. 講演の総括
    2. 今後の展望