2021 Fiscal Year Annual Research Report
High-Precision Torque Estimation of AC Machines without Torque Detector
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19K04342
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| Research Institution | 独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター) |
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Principal Investigator |
山本 修 独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 教授 (00648925)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平原 英明 独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 准教授 (50649209)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 誘導電動機 / 漂遊負荷損 / 機械損 / 磁束レベル / ベクトル制御 / 可変速駆動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トルク推定精度を担保する基礎事項としてトルク推定時の損失分析を行った。その結果、提案トルク推定法では、基本波鉄損、機械損、漂遊負荷損を３つを正しく考慮することでトルクの推定精度を向上できることを明らかにした。
提案するトルク推定法を簡易に実施できる方法として、定格電圧無負荷試験、定格銘板値、固定子抵抗測定を３つのアイテムのみから誘導電動機のトルク推定に必要な全てのパラメータを決定できる方法を開発した。技術的には３つのキーポイントがある。一つ目は、百分率漂遊負荷損パラメータを決定する方法を示したことである。従来は統計的な仮定値を利用していたため、個別の電動機の性能を反映できない欠点があった。本研究では、従来の欠点するものとして、前述の３つのアイテム（すなわち特殊な結線や負荷を伴う電動機試験不要）から個別の電動機の性能を反映できる百分率漂遊負荷損パラメータの決定法を新たに示した点に技術的価値を有すると考えている。２つ目は、前述の３つのアイテムのみから誘導電動機の回転子側の等価回路パラメータを決定できるようにしたことである。電動機パラメータ計測のためのオフライン試験が必須ではなくなった。３つ目は、機械損の取り扱いである。提案するトルク推定法では、機械損パラメータ誤差は等価鉄損抵抗パラメータにダンプされ、総和としての電気損失値は正しく計算される性質を有していること指摘し、機械損パラメータ誤差がトルク推定に影響を及ぼさないことを示した。
ベクトル制御による可変速駆動や磁束レベル変化に対応できるトルク推定アルゴリズムを示した。駆動周波数を指令値ではなく、運転時の電圧と電流情報化から求める演算を追加した。磁束レベル変化の影響は、漂遊負荷損計算値の誤差を生むことを実測データに基づいて指摘し、速度情報（実測値もしくは位置センサレス速度推定値）を使って加味できることを示した。
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