アモルファス磁気センサによる誘導電動機の高精度制御の研究

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 60550280
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 毛利 佳年雄 九工大, 工学部, 教授 (10037814)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山崎 二郎 九州工業大学, 工学部, 助教授 (40108668) ; 上田 隆三 九州工業大学, 二部, 教授 (60039120)
• Keywords: アモルファス磁性体 / 磁束センサ / かご形誘導電動機 / 二次電流 / 電磁気トルク / 磁気マルチバイブレータ / ロバストネス / ベクトル制御

Research Abstract

1.アモルファス2磁心マルチバイブレータブリッジによる磁界センサの特性改善:数kw容量のかご形誘導電動機の2次電流に正比例した磁界を検出するセンサとして、アモルファスマイクロ2磁心をもつ電圧出力形マルチバイブレータを構成した。特に、磁界センサとして(【i】)100θeの磁界検出(【ii】)200℃の高温環境でも安定に動作する。(【iii】)f-3dB=20kHzの諸性能を兼備するセンサを実現することを目標とし、負帰還回路方式の磁界センサを構成した結果、100θeまで直線性の良好なヒステリシスのないロバストセンサを構成することができた((【ii】),(【iii】)も同時に実現した)。
2.2次電流の安定なセンシング法の確立:2次電流を検出した報告はこれまでなく、2次電流の検出個所の選定も新しい課題である。アモルファス微小磁心の設置箇所として、ローターの両側エンドリングの近傍に対称に8箇所選定し、各磁心は直列に接続して1個のマルチバイブレータブリッジを構成する方法を考案した。本方法により、ローターの軸方向および直径方向等の機械的振動(ブレ)が存在しても、安定で高精度の2次電流検出を行うことができた。
3.リップルのない電磁気トルクの検出法の確立:従来のベクトル制御はトルク検出ができず、トルクフィードバックのない予測制御であり、トルクの温度特性の補償ができなかった。本研究では、2次電流が安定に検出できたので、ステータ歯のサーチコイルと積分器による主磁束と2次電流との積をかけ算器によって行い、トルク検出を実施した。特に、センサとしてステータ励磁波形によるリップルを相殺し、トルクに正比例したリップルレス信号を出力させるために、2相方式を考案した。すなわち2個のマルチバイブレータと2個のかけ算器、1個の加算器により実現し、高速・高精度のトルク検出を実現した。

Research Products

• [Publications] K.Mohri;M.Nakano;Y.Mukai;Y.Yoshida: IEEE Transactions on Magnetics. MAG-22 No.5. 397-399 (1986)
• [Publications] 毛利,中野,向井,吉田: 電気学会論文誌D. 107巻1号. 57-63 (1987)