Celeroton社インバータ内蔵ターボコンプレッサー技術概要

技術概要 インバータを内蔵した最新の燃料電池用 高速ターボコンプレッサ 序論 燃料電池技術は、電動モビリティアプリケーションで継続的に普及しています。燃料電池には 常に加圧空気を供給する必要があります。そのため、サイズを縮小し、燃料電池の寿命に必要 なオイルフリー動作を保証した高効率の空気軸受付き高速ターボコンプレッサが最適です。 ここでは、インバータを内蔵したCeleroton社の最新ターボコンプレッサを紹介します。 1. インバータ内蔵ターボコンプレッサ ターボコンプレッサの電気モータを駆動するインバータは、速度の増加に伴ってスケールダウンすることができません。 したがって、軽量のコンプレッサシステム全体を実現するためには、新たな技術革新が必要です。 新しいパワーエレクトロニクストポロジー(ダブルブリッジ電圧源インバータ)、最先端のパワー半導体技術(窒化ガリウ ム)、および多目的最適化技術により、インバータの高効率化、サイズの縮小化及び出力電流の品質を向上させ、その結果 として電気モータの損失を低減することができます。 この最先端の技術より、インバータを非常に高速でコンパクトなターボコンプレッサのハウジングに電気的、機械的およ び熱的に統合できるため、コンプレッサシステム全体のサイズと重量が1/2へ大幅に削減されます(図1)。 図1：各コンプレッサのサイズ比較 (A)燃料電池スクロールコンプレッサP32H58N2.25と外部インバータCC-120-1000 (B)空気軸受付き高速ターボコンプレッサ(CT-17-1000.GB)と外部インバータCC-120-1000 (C)ここで紹介する最新のインバータ内蔵高速ターボコンプレッサ 1

さらに、インバータが内蔵されたターボコンプレッサは、ケーシング、ケーブル、クーラント配管、コネクタを節約して システム構築の複雑さとコストを削減し、1つのハウジング内に高周波モータ電流をシールドすることでEMIノイズを低減 します。 図2: 例示的な燃料電池システムのプラントバランス(BoP)の概要 燃料電池の空気供給の主な用途に加えて、例えばドローンや無人航空機では、内蔵インバータによって得られる利点は、 燃焼エンジンやエアナイフでの高度な空気や排気の処理など、他のブースティングや空気処理のアプリケーションでも使 用できます。 図3: インバータを内蔵した新しい高速ターボコンプレッサシステムのCAD図面。実験検証用の温度センサは、冷却の概念を検証する ために、モータステータ、出力フィルタ、バッテリ始動スイッチ、バッテリ始動ダイオード、およびインバータパワー素子に 取り付けられています。 赤い矢印は、インバータとモータからクーラントへの熱の流れを表しており、青い矢印はクーラント の流れを示しています。 詳細情報はFrontiers in Mechanical Engineeringを参照ください。 国内総代理店 日本シュネーベルガー株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-20-5 クレイン虎ノ門ビル7階 TEL: 03-6435-7474 FAX: 03-6435-7475 Mail: Sales-Japan@schneeberger.com URL: https://www.schneeberger.com/ja/