用途指向形低コスト位置センサレスブラシレスACモータドライブの最適システム設計

Research Project

Project/Area Number	17760232
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	電力工学・電気機器工学
Research Institution	Nagoya Institute of Technology
Principal Investigator	小坂卓名古屋工業大学, 工学研究科, 助教授 (10324477)
Project Period (FY)	2005 – 2006
Project Status	Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help	¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000) Fiscal Year 2006: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000) Fiscal Year 2005: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywords	用途指向形モータ / ブラシレスACモータ / 位置センサレス制御 / 安定動作判別 / 機器定数 / モータ最適構造設計 / 簡易非線形磁場解析 / 遺伝的アルゴリズム
Research Abstract	本研究では,用途に応じた多品種少量生産でユーザ最終製品に最適な用途指向型モータとして普及しつつあるBLACMを対象に,用途指向形低コスト位置センサレスBLACMドライブの最適システム設計法の確立を目的とした。具体例として,申請者が既提案の位置センサレス制御方式の適用を前提として,車載用スタータ/ジェネレータを対象に,ユーザ最終製品の要求仕様を満足する用途指向形BLACMドライブシステムの最適設計法について検討を進めてきた。平成17年度では,想定用途の要求性能仕様に対し,提案位置センサレス制御アルゴリズムの安定動作を保証するモータ機器定数の組み合わせとその範囲の理論的算出法を示し,用途の要求仕様を入力に,モータ機器定数の組み合わせと範囲を短時間で可視的に決定する簡易シミュレータを構築した。これを受けて平成18年度では,用途要求仕様とモータ機器定数の組み合わせと範囲を入力に,それらを満足するモータ構造最適設計法としてBLACM用簡易非線形磁気解析と遺伝的アルゴリズム(GA)を組み合わせた高速モータ最適設計アルゴリズムの確立と設計試作機実験評価による設計アルゴリズムの妥当性の検証を行った。具体的な成果として,省スペース・低コストを重視する用途へ普及が進む集中巻BLACMを対象に,パーミアンスネットワークに基づく簡易非線形磁気解析法を構築し,有限要素磁場解析との比較により,要求速度-トルク曲線に加えて永久磁石の不可逆減磁を高精度かつ高速演算で評価可能なことを検証した。H17年度に構築したモータ機器定数の組み合わせと範囲を短時間で決定する簡易シミュレータと簡易非線形磁気解析法をバックカリキュレータに,GAを組み合わせたモータ高速最適設計アルゴリズムを構築し,得られた設計結果について,各種シミュレーションを通じてアルゴリズムの妥当性を検証した。