2018 Fiscal Year Annual Research Report
High speed senseless control of permanent magnet synchronous motor using modular multilevel inverter
| Project/Area Number |
16K06229
|
|---|
| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
花本 剛士 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (30228514)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | モジュラーマルチレベルインバータ / 永久磁石同期電動機 / センサレス制御 / オブザーバ / ヒステリシス電流制御器 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本申請では単相フルブリッジインバータを多段に組み合わせたモジュラーマルチレベルインバータ（MMLI）を永久磁石同期電動機(PMSM)に適用し、センサレス制御を実現することを目的としたもので、最終年度は以下の成果を得た。
１．表面界磁PMSM（SPMSM）センサレス起動用オブザーバの構築については、前年度課題となっていた逆転せずに回転を始めるように励磁する方法として磁束飽和を利用する手法を適用した。モータが回転しない程度の短時間電圧を印加し，正負方向の電流の差を求めモータのおおよその初期位置を推定した。モータを起動する際には3相のうち2相を用い，正負方向に電圧を印加できるため6分割できれば十分である。実験の結果，電流値をオフラインで計算することで常に正方向起動させることができたが，実際の制御装置への組込までは実現できなかった。
２．MMLI駆動装置を用いてモータのセンサレス駆動を実現した。モータには1年目に使用した高回転対応のPMSMを使用し，電圧比は1:1及び階調型である1:2を使用した。モータ位置，速度推定には，拡張磁束オブザーバを利用している。ただし電流検出のオフセットが大きいためか1軸のみで2軸の誘起電圧を推定する方法では推定値に脈動が残ったため2軸の誘起電圧を個別に推定する方式で6000回転までのセンサレス制御が実現できた。
３．昨年度，構築したマルチバンド・ヒステリシス電流制御器(HCC)をモータ制御系に適用し、シミュレーションを用いた動作解析を行った。2段5レベルのMMLIを２．で用いているモータのパラメータを使用して制御性能の確認を行った。さらに，2段の素子の稼働率を均等化するために位相シフト(Phase Shift)方式を応用した方法を提案し，提案手法の有効性を確認したが，レベルシフト（Level Shift）方式と比べTHDが低下するための対策が必要である。
|
