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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/ 10,800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
5.1FWES 装置のエネルギー密度
5.2FWES 装置の経済性
5.3FWES 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
6EDLC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
1BPS概要
2BPS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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