2015 Fiscal Year Research-status Report
依然供給リスクの高いレアアースが不要な同期リラクタンスモータの新しい高出力制御法
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15K05970
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| Research Institution | Gifu National College of Technology |
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Principal Investigator |
冨田 睦雄 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (20311029)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 同期リラクタンスモータ / 制御 / 電気有効利用 / センサレス / 低速 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在、高効率な永久磁石同期モータの需要が増加している。しかし、永久磁石の原料として不可欠なレアアースは、依然、埋蔵量が少なく、産出国も限られており、供給リスクが非常に高く、磁石の供給不安や高価格という深刻な問題を抱えている。このため、永久磁石を全く用いない同期リラクタンスモータを普及させることが、今後も安定して、エネルギー効率の向上を図るうえで急務である。しかし、このモータは磁石を用いないため、出力が永久磁石同期モータに及ばない。モータの出力を向上させる一手法として、同期モータをサーボモータとして用いるのに不可欠な大きなスペースを要する回転子位置センサを取り除く位置センサレス制御を行い、この位置センサの分、大きな体格で高出力なモータを採用することがあげられる。色々な手法の位置センサレス制御法が提案されているが、低速時は困難であり実用的ではない。
研究代表者は、高周波電流をモータに注入することによって、極低速時の制御に成功したが、一時的な停止や逆転が発生していた。本研究の目的は、さらに実用化に向けて、新しい制御システムを採用し、極低速域においても、一時的な停止や逆転を伴わない位置センサレス制御を実現することである。
平成27年度は、低速時における同期リラクタンスモータの位置センサレス制御のコンピュータシミュレーションでは問題にならなかったが、実機実験への移行の際問題になった、モータのわずかな三相非対称性のために高周波注入の際だけ現れる逆相電圧・電流のことを考慮し、改めて、新しい制御システムを採用したコンピュータシミュレーションを行って、スムーズな回転が可能であることを確認した。また、実機実験においても、この手法の有効性の確認を開始している。
また、研究成果は、国際会議や電気学会産業応用部門大会などで発表を行い、自らのHPやResearch mapなどで業績を公開した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
低速時における同期リラクタンスモータの位置センサレス制御のコンピュータシミュレーションでは問題にならなかったが、実機実験への移行の際問題になった、モータのわずかな三相非対称性のために高周波注入の際だけ現れる逆相電圧・電流のことを考慮し、改めて、新しい制御システムを採用したコンピュータシミュレーションを行い、この問題を解析し、スムーズな回転が可能であることを確認することを平成27年度の計画としていたが、これを確認できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度以降は、新しい制御システムを採用した同期リラクタンスモータの極低速域での位置センサレス制御法を、平成27年度で行ったコンピュータシミュレーションによって得られた結果を基に、「DSP(digital signal processor) によるモータ制御装置」上にプログラミングして、同期リラクタンスモータの極低速域での位置センサレス制御を負荷印加状態で行い、一時的な停止や逆転を伴わず、スムーズに駆動することを実験により確認する。
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| Causes of Carryover |
平成27年11月に情報収集及び成果発表のため、電気学会研究会に出席するための旅費を使用した結果、残額が約6万円になり、平成28年3月の電気学会全国大会出席には不足したため、基金化されたメリットとして、平成28年度に使用させて頂くことにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
残額の約6万円は、平成28年度に使用可能な金額と合わせて使用させて頂く。
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| Remarks |
「高効率同期モータの制御の研究」(研究紹介展示)。ものづくり岐阜テクノフェア2015，ブースNo.61,平成27年11月13日，11月14日 (2015.11)
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[Presentation] Position Sensorless Control of SynRM at Low Speeds by Estimating High-FrequencyExtended EMF Using Disturbance Observer, DOI:10.1109/IFEEC.2015.7361401 (査読有り)2015
Author(s)
Shota Kondo, Mutuwo Tomita, Masaru Hasegawa, Shinji Doki, Shinji Kato
Organizer
Proceedings of 2015 IEEE International Future Energy Electronics Conference (IEEE IFEEC 2015-Taipei), ISBN:978-1-4799-7657-3 , MD1-02: Motor Drives I-02, No.290082, pp.1-5
Place of Presentation
Howard International House, Taipei, Taiwan
Year and Date
2015-11-03
Int'l Joint Research
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[Presentation] A Design Method of Full-Order Flux Observer for Realization of both MTPA Control and Position Sensorless Control of IPMSM, DOI:10.1109/IFEEC.2015.7361447(査読有り)2015
Author(s)
Seiya Tomatsu, Shota Kondo, Mutuwo Tomita, Atsushi Matsumoto, Masaru Hasegawa, Shinji Doki, Shinji Kato
Organizer
Proceedings of 2015 IEEE International Future Energy Electronics Conference (IEEE IFEEC 2015-Taipei), ISBN:978-1-4799-7657-3, MD2-02: Motor Drives II-02, No.290187, pp.1-5
Place of Presentation
Howard International House, Taipei, Taiwan
Year and Date
2015-11-03
Int'l Joint Research
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