2019 Fiscal Year Research-status Report
高回転仕様で設計された小型表面磁石同期電動機の位置センサレス全速度域駆動法の開発
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18K04090
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
長谷川 勝 中部大学, 工学部, 教授 (70340198)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 永久磁石同期電動機 / 位置センサレス / オールパスフィルタ / 低速域 / オフセット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，高回転仕様で設計された永久磁石同期電動機に対する位置センサレス制御法について，広範囲な速度域で安定動作する制御法の開発を行った。具体的には，低速域での位置推定性能を大幅に改善するオールパスフィルタを用いた手法をさらに高精度化する検討を行った。低速域においては電圧指令値に含まれるオフセット外乱，電流センサオフセットに起因して位置推定値に周期脈動が生じることが知られており，低速運転性能の妨げとなる。従来から問題視されているこの問題に対してはオフセット検知とその除去を主方針とする様々な手法が存在するが，低振幅信号，低周波信号を対象とするために技術的に難易度の高い課題であった。
以上を踏まえ，本年度はオールパスフィルタを用いた位置センサレス制御法における位置推定値周期脈動の低減に注力した。方針として，上記で示したように原因となる各種オフセットの検知と除去を行う方針とは異なり，これらのオフセット外乱の存在を容認した上で周期脈動を伴う位置推定値をフィードフォワード的に補正する方針を取った。これにより，オフセット検知方式に比べて位置推定値補正の大幅な高速化が可能となり，位置推定精度ならびに速度制御応答の大幅改善を達成した。
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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
研究２年間を終え，高速域における離散化誤差に起因する精度低下に対する対策，低速域におけるオフセット外乱に起因する位置推定値周期脈動に対する対策を確立し，全速度域で安定に動作するセンサレス制御の実現に向けて着実に成果が上がっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度までの成果を踏まえると，残る課題は下記2点に集約される。
１．低速域～高速域における制御方式の切り替えを伴わないシームレスな制御方法の確立
２．位置センサレス始動方法の確立
これらについての方策については，今年度の研究過程の中でその方針が確定しており，ある程度の見通しが立っている。最終年度となるR2年度においては，実機実験を通じてその評価を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
2020年度に開催される予定であった国際会議（イタリア）に出席するための予算を確保していたが，COVID-19 の影響により開催が危ぶまれた(3/30 virtual conference として開催決定)。このため，出張手配を延期したことにより残額が生じた。
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