2011 Fiscal Year Annual Research Report
電気自動車4輪独立駆動用5レグインバータによる2交流モータ独立制御システムの開発
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21360138
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
松瀬 貢規 明治大学, 理工学部, 教授 (40061999)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三木 一郎 明治大学, 理工学部, 教授 (20130833)
久保田 寿夫 明治大学, 理工学部, 教授 (10170036)
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| Keywords | パワーエレクトロニクス / 5レグインバータ / 4レグインバータ / 2モータ制御 / 電気自動車 / 独立駆動 |
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| Research Abstract |
本研究の所期の目的は,電気自動車の4輪駆動を行うため1組の5レグインバータで2台の三相交流電動機のトルクと速度を独立に制御できる方式を研究開発して,電気自動車駆動推進システムを確立することであった。
すなわち,1台のインバータで容量の大きい交流電動機で前輪を駆動し,容量の小さい交流電動機で後輪を駆動して前輪と後輪にバランスよく駆動推進力を付与して自動車全体の電気エネルギー利用効率を改善し省エネルギー化を図る。さらに2モータの制御装置を一体化することによる小型軽量化と省資源化を図ることができる。しかし,共通レグに2台のモータの電流が流れ,このレグを構成するパワー半導体デバイスの電流定格を他のレグを構成するデバイスより大きくする必要があり,5レグインバータの欠点も明確になった。そこで,共通レグを2直列コンデンサに置き換える改良した4レグインバータが本研究の目的を達成できることを明らかにした。本研究の方式は,一般産業の鉄板圧延,製紙巻き取り機や印刷輪転機の2速度トルク制御システムにも適用できる技術的内容を持っている。
本年度は研究の最終年度であり,5レグインバータを改良した4レグインバータに重点的に展開し,その制御システムを製作し,2モータ負荷実機実験を行うことができた。しかし,5レグインバータでおよび4レグインバータで2台の三相誘導電動機を独立に速度制御を行うPWM制御法の拡張2アーム変調法を考案して開発し,諸特性を明らかにした。次に,これらのインバータで2台の三相永久磁石形同期電動機の位置・速度が独立に制御可能なPWM制御法を開発した。電気自動車の駆動には誘導電動機あるいは同期電動機を用いているので2種類の交流電動機に適用可能な5レグインバータおよび4レグインバータのPWM制御法を開発して実機実験で検証した。5レグインバータについては更なる特性改善が必要である。
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