インバータの基礎と制御法

パワーエレクトロニクスは電力変換に関する広大な技術領域を指します。その典型的な応用として電源装置やモータドライブがありますが、これだけに留まらず電気エネルギーの「発生」、「輸送」、「貯蔵」、「変換」、「応用」のすべてのフェーズにおいてパワーエレクトロニクスに基づく電力変換器が活躍します。 　本講座では電力変換技術の基礎を,最も多用されるインバータを中心に体系立てて解説します。特に電力用半導体スイッチング素子の使いこなしや,具体的な実装方法のほか種々の制御法について詳述し、初心者の方はもちろん、ベテランの方にも培った知識を整理整頓できるように実務的な事例を採り上げます。また、最近ホットな話題であるマルチレベル電力変換器に関する話題にも言及し、電力変換技術の先端領域を紹介します。

1. パワーエレクトロニクスの概要
   1. パワーエレクトロニクスとは
   2. 電力変換の原理
   3. 電力変換効率と高調波
   4. 電力変換器の概要
2. 電力用半導体スイッチング素子
   1. ダイオード
   2. サイリスタ
   3. BJT
   4. IGBT
   5. MOSFET
   6. RBIGBT
   7. IPM
   8. ドライブ回路
3. 電力用半導体スイッチング素子の使いこなし
   1. 電圧と電流定格の選定
   2. ターンオフ時のサージ電圧
   3. 安全動作領域 (SOA)
   4. スナバ回路
   5. ターンオン時のサージ電流
   6. ダイオードの逆回復電流
   7. dv/dtとdi/dt
   8. ハードスイッチングとソフトスイッチング
   9. 各種保護回路と考え方
   10. 主回路の実装方法
   11. ドライブ回路の実装方法
4. インバータの基礎
   1. 単相インバータの構成と動作原理
   2. 還流ダイオードのはたらき
   3. 上下アーム短絡防止時間 (デッドタイム)
   4. 三相インバータの構成と動作原理
   5. パルス振幅変調 (PAM)
   6. パルス幅制御 (PWC)
   7. サブハーモニックパルス幅変調 (PWM)
   8. 空間ベクトル変調 (SVM)
   9. パルス密度変調 (PDM)
   10. デッドタイムによる波形歪と補償法
5. インバータの制御法
   1. VVVFとCVCF
   2. V/f制御法
   3. 電流制御法
   4. インバータとレクティファイア
6. インバータの応用事例
   1. モータドライブへの応用
   2. 高周波絶縁リンクへの応用
7. マルチレベルインバータ
   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
   6. モジュラ形マルチレベルインバータ
• 質疑応答