突極形交流電動機の最適設計と高性能制御法

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650325
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 松井 信行 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (30024285)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩崎 誠 名古屋工業大学, 工学部, 助手 (10232662) ; 竹下 隆晴 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (70171634)
• Keywords: 突極形交流電動機 / 電動機最適設計 / センサレス低速駆動

Research Abstract

本研究は,従来別々のジャンルで扱われてきた突極形ブラシレスDCモータとリラクタンスモータが理論上は共通のモデルで表現できる点に着目し,両者を従来の研究手法とは違った共通の理論的ベースの上で論ずることによって,総合的なモータ構造最適設計法と高性能制御法の開発を行ったものである。研究は平成7,8年度に渡って行われたが,本年度得られた成果をまとめれば以下のようになる。
1.平成7年度に開発された電動機形状の最適設計によって得られる構造パラメータから,電動機最適制御ループの自動構築アルゴリズムを確立した。具体的には,設計された電気パラメータから,トルクリプルレスでかつ最大の電流-トルク比を実現できる制御則を自律発生し,さらにその制御則に用いるパラメータを自動設定できるソフトウェアを開発した。本手法は,試作リラクタンスモータを用いた実験により,その有効性が検証された。
2.上記で得られた最適制御ループを採用した電動機システムを前提にすれば,その制御特性を逆に前年度開発した電動機の最適設計アルゴリズムにフィードバックすることによって,電動機設計段階に於ける制御特性評価のさらなる精度向上が期待できる。
3.突極ブラシレスDCモータの位置・速度センサレス制御に対して,固定子誘起電圧が極めて小さくなる低速領域においても回転子位置を推定可能なアルゴリズムを導出した結果,零速度から3,000rpmの範囲で100%負荷運転を実現した。
なお,以上の成果は,電気学会論文誌・米国電気電子学会論文誌への論文発表並びに電気学会研究会等での口頭発表などによって公表されている。

Research Products

• [Publications] Nobuyuki Matsui: "Sensorless PM Brushless DC Motor Drives" IEEE Trans.on Industrial Electronics. Vol.430,No.2. 300-308 (1996)
• [Publications] 竹下隆晴: "センサレス突極形ブラシレスDCモータの初期位置角推定法" 電気学会論文誌D分冊. Vol.116-D, No.7. 736-742 (1996)
• [Publications] Nobuyuki Matsui: "Instantaneous Torque Analysis of Hybrid Stepping Motor" IEEE Trans.on Industry Applications. Vol.32 No.5. 1176-1182 (1996)
• [Publications] 竹下隆晴: "速度起電力に基づくセンサレス突極形ブラシレスDCモータ制御" 電気学会論文誌D分冊. Vol.117-D, No.1. 98-104 (1997)
• [Publications] 小坂卓: "RMのバイポーラ・ユニポーラ駆動特性解析" 電気学会論文誌D分冊. Vol.117-D, No.4(発表予定). (1997)