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電力回生とエネルギー貯蔵

[コードNo.11STE001]

■体裁/ A5判 249ページ
■発行/ 2011年 8月 19日 S&T出版(株)
■定価/ 11,000円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-86428-025-9

★これからの電力・エネルギー節減に必須技術 "電力回生" 初出版!
★"仕組みがわかる" "使える技術" 情報満載!

著者

近藤圭一郎千葉大学
伊東淳一 長岡技術科学大学
原英則 (株)安川電機
長谷川勝 中部大学
光田憲朗 三菱電機(株)
井奥康之 川崎重工業(株)
堀江英明 東京大学/日産自動車(株)
嶋田隆一 東京工業大学
佐藤義久 大同大学
加藤修平 新日本製鐵(株)
伊東洋一 サンケン電気(株)
清水健一 (独)産業技術総合研究所
上村正 (株)明電舎
島上満 川崎重工業(株)
真保光男 東日本旅客鉄道(株)
田中建明 三洋電機コンシューマエレクトロニクス(株)
藤澤徹 神奈川工科大学
安江正徳 三菱電機(株)
阿久根圭 IHI運搬機械(株)
田中俊彦 山口大学

目次

第1章電力回生とエネルギー貯蔵を構成する技術要素
1 電力回生とエネルギー貯蔵の効果と全体構成
2 交流電動機可変速駆動システム
2.1普及の背景
2.2誘導電動機による回生
2.3永久磁石同期電動機による回生
2.4インバータを用いた回生制御
3 エネルギー蓄積要素
3.1高性能二次電池
3.2電気二重層キャパシタ
3.3フライホイール
4 システムの構成と制御
4.1エネルギー蓄積要素と電力回生を応用したシステム構成と制御
4.2エネルギー蓄積要素と電力回生応用システムの課題と今後
第2章電力変換技術
第1節インバータ・整流器による電力回生
1インバータの動作原理
2系統連系の制御
3交流負荷から交流電源への回生
4動作波形例
第2節マトリクスコンバータによる電力回生
1 マトリクスコンバータとその特徴
2 回路構成
3 制御原理
3.1直接方式1 − Venturini 法
3.2直接方式2 −空間ベクトル法
3.3直接方式3 −出力電圧指令に基づく方法
3.4関節方式
4 導入効果
4.1風力発電システム
4.2エレベータ
4.3HEV
4.4電車
4.5分散電源
第3節電動機による電力回生技術
1 同期電動機のベクトル制御
2 誘導電動機のベクトル制御
3 誘導電動機の速度センサレスベクトル制御
4 誘導電動機の速度センサレスベクトル制御における低速・回生運転技術
4.1 低速・回生運転時における不安定化現象
4.2 安定な低速・回生運転のための制御系設計技術
4.2.1オブザーバゲインを利用する方法
4.2.2適応則の工夫による方法
第3章回生電力の貯蔵技術
第1節キャパシタによる電力貯蔵と応用展望
1EDLC の構造と特徴
2瞬発力型キャパシタ
3EDLC のコスト
第2節ニッケル水素電池による電力貯蔵と応用展望
1 ニッケル水素電池「ギガセル」の特徴
2 ギガセルの適用
2.1風力発電出力の平滑化
2.2ピークカット、自立運転機能付PVシステム
2.3多機能電力貯蔵装置
3 課題と対策
第3節リチウムイオン電池による電力貯蔵と応用展望
1二次電池の歴史と現状
2定置用二次電池
3電池の価値と情報化
第4節フライホイールによる電力貯蔵と応用展望
1 フライホイールの歴史
2 フライホイールエネルギー貯蔵の応用分野
2.1 瞬低保護応用と停電猶予装置への応用
2.1.1フライホイール交流蓄電機による半導体変換器レス瞬低保護装置
2.1.2フライホイール交流蓄電機による数秒間の停電猶予装置
3 フライホイールエネルギー貯蔵の応用例(省エネ、マイクログリッド、発展途上国)
3.1 回生電力吸収可能な無停電電源装置
3.2 離島マイクログリッドにおける電力平準化装置
3.3 高温多湿対応の無停電電源装置
4 大型フライホイール
5 フライホイール電力貯蔵の展望
5.1 FWES 装置のエネルギー密度
5.2 FWES 装置の経済性
5.3 FWES の今後の動向
第4章自動車における電力回生(回生制動)
1 回生制動の目的と効果
1.1 システムの考え方と課題
1.2 要素部品による回生効果の違い
1.2.1電動機
1.2.2再充電可能エネルギ蓄積システム
2 回生・摩擦制動協調制御
2.1 汎用ブレーキシステムの機能
2.2 油圧サーボブレーキシステム
2.3 電動サーボブレーキシステム
2.4 ブレーキ・バイ・ワイヤシステム
3 エンジンブレーキ相当の回生制動
4 ガソリン車の回生制動
5 課題と将来展望
第5章鉄道における電力回生と貯蔵技術
第1節鉄道における電力回生ブレーキと貯蔵技術動向
1 電気鉄道における電力回生
2 電気鉄道における回生ブレーキの課題
2.1直流電化における本質的課題
2.2車両の回生ブレーキ能力
3 エネルギー貯蔵技術の応用
4 電気鉄道におけるエネルギー貯蔵技術の具体例
4.1エネルギー貯蔵技術を車両に用いた回生失効対策
4.2エネルギー貯蔵技術を地上に用いた回生失効対策
4.3架線レス駆動の例
5 電気鉄道におけるエネルギー貯蔵技術の意義
第2節鉄道における回生ブレーキと電力貯蔵システム事例
[1]電力回生と電気二重層キャパシタ(EDLC)電力貯蔵システム
1 鉄道のブレーキシステム
1.1機械ブレーキ
1.2発電ブレーキ
1.3回生ブレーキ
2 回生ブレーキによる省電力効果
2.1理想的な路線での省電力効果
2.2実路線での省電力効果
3 回生対策装置の目的
4 回生対策装置
5 電気二重層キャパシタ(EDLC)を用いた直流電鉄用電力貯蔵装置
5.1電気二重層キャパシタ(EDLC)
5.2実用化されているEDLCを用いた電力貯蔵装置の構成
6 EDLCを用いた電力貯蔵装置の今後
6.1回生対策用電力貯蔵装置の問題点
6.2中間電圧を設け電圧降下対策と回生対策に両用できる新制御方式
[2]電力回生とニッケル水素電池電力貯蔵システム
1 BPS概要
2 BPSの機能・効果
2.1回生電力の有効利用、省エネルギー
2.2架線電圧安定化、回生失効対策
2.3ピークカット効果
2.4非常走行対策
[3]電力回生とリチウムイオン電池電力貯蔵システム
1 抵抗器を併用して安定なブレーキ力を得る方策
2 リチウムイオン電池を車載するハイブリッド車両
3 地上蓄電池による回生エネルギーの活用
第6章電動アシスト自転車における回生ブレーキと貯蔵技術動向
1 電動アシスト自転車とは
1.1 電動アシスト自転車
1.2 電動アシスト自転車の構成
2 回生充電
2.1 回生充電開発の背景
2.2 回生充電機能付き電動ハイブリッド自転車の構成
3 回生充電に伴う課題と対策
3.1 課題
3.2 コギングトルクの低減
3.3 発電電圧の昇圧
4 回生充電の制御
4.1 最大回生電力追従制御
4.2 バッテリ保護のための制御
4.2.1満充電保護
4.2.2過速度保護
4.2.3温度保護
5 回生充電技術の応用
5.1 オートモード
5.2 エコ充電モード
6 回生充電の効果
7 今後の課題
第7章電動バイクにおける回生ブレーキと貯蔵技術動向
1バイポーラ回生制御・EDLC電圧重畳アシスト方式
2FET(PWM)回生制御・DC-DC昇圧アシスト方式
33相ブリッジ・DC-DCコンバータ併用方式
第8章昇降機における回生電力の利用技術
第1節エレベータにおける回生電力の利用技術
1 エレベータの駆動方式と回生電力
1.1エレベータの構造と駆動方式
1.2巻上機モータの運転パターンと回生電力
2 エレベータ駆動方式の変遷と回生電力
2.1高速エレベータ
2.2低速エレベータ
3 回生電力蓄電システム
3.1背景
3.2システム構成
3.3制御方法
3.4エレベータにおける走行波形
第2節EDLCを使ったエレベータパーキング
1 エレベータ方式パーキング
2 省エネ型エレベータ方式パーキングの機器構成
2.1 ケージ昇降用モータのモータドライブ装置
2.2 省エネ電源装置
2.2.1省エネ電源装置の概要
2.2.2EDLC
2.2.3EDLC 充放電用電力変換器
3 省エネ型エレベータ方式パーキングの動作
3.1 エレベータ方式パーキングの動作と電力消費状態
3.2 省エネ電源装置の充放電制御動作
3.3 省エネ電源装置の最適運用および設計について
4 省エネ効果例
第9章電動射出成形機における電力回生
1電動射出成形機の駆動方式
2ダイオード整流器を用いた電動射出成形機の電力回生効果
3PWM整流器を用いた電動射出成形機の電力回生効果



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