2019 Fiscal Year Annual Research Report
人間と環境に優しい家庭用プラグイン安全ACモータドライブシステムの開発
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17H03212
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
宮崎 敏昌 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (90321413)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大石 潔 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (40185187)
横倉 勇希 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (70622364)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 電解コンデンサレスインバータ / ACサーボドライブ / バックドライブ制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電解コンデンサレスインバータにおいては、電流高調波が問題となる。これに対しては、電圧指令高調波を印加することで抑制ができるが、印加する高調波の大きさと位相はオフラインで調整する必要がある。これに対しては、電圧飽和を考慮し、正弦波電源電流を実現する手法である、直接直流リンク電流制御法を提案する。
次に、逆駆動する性能(バックドライバビリティ)を持つ零スチフネスの構造を実現するためのシステムについて記述する。ロボットのモデルとなる2慣性系において、負荷側から駆動側を見た時、駆動側の粘性摩擦や慣性モーメントは、減速機を介すことにより増大する為、人間が接触することにより負荷側へトルク入力がなされても駆動するのが難しい。これにより、ロボットと人間が接触した際の安全性の確保が難しくなる。このため、負荷側にトルク入力がなされた際の駆動性、即ちバックドライバビリティを確保する必要がある。
駆動側の粘性摩擦を、駆動側ノミナル化補償器により補償した上で、軸ねじれトルクと差速度フィードバックにより構成される。このシステムをパワーバッファとしての電解コンデンサを含まないインバータを用いた場合につて、検証を行った結果、先述の通り電解コンデンサが無いことによりトルク脈動が増大するため、システムの応答の振動が増大した。電解コンデンサを含まないインバータ及び直流リンク電流直接制御を組み合わせた場合は、トルク脈動の増大が抑制されるため、システムの応答の振動が減少した。
以上の結果より、電界コンデンサレス単相三相インバータを用いてACサーボモータを駆動した際に、直流リンク電流直接制御と駆動側ノミナル化補償器、軸ねじれトルクと差速度フィードバックを組み合わせることで、バックドライバビリティを持つ零スチフネス構造が実現できていることを確認した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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