依然供給リスクの高いレアアースが不要な同期リラクタンスモータの新しい高出力制御法

• 研究課題/領域番号: 15K05970
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 岐阜工業高等専門学校
• 研究代表者: 冨田 睦雄 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (20311029)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 同期リラクタンスモータ / 制御 / 電気有効利用 / センサレス / 低速

研究成果の概要

高効率だが磁石の材料として依然供給リスクが高いレアアースを用いる永久磁石同期モータに替わるモータとして、磁石を用いない同期リラクタンスモータを採用することが考えられるが出力が小さい。そのため、同期モータの制御に不可欠で大きなスペースを占める位置センサを取り除く位置センサレス制御を行えば、このスペースの分、大きな体格のモータを採用でき、高出力化が実現できるが、低速時は困難であった。そこで、研究代表者は、高周波電流を用いて、極低速時の位置センサレス制御に成功していたが一時的な停止や逆転が生じていた。本研究では、高周波電流を重畳し、極低速時の位置センサレス制御において、スムーズな駆動に成功した。

研究成果

• [学会発表] 高周波電流制御システムを用いた零速度を含む極低速時におけるSynRMの位置センサレス制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 畑中 孝斗・馬渕 俊弥・冨田 睦雄・近藤 翔太・長谷川 勝・道木 慎二・加藤 真二
  • 学会等名: 平成30年電気学会全国大会講演論文集, No.5-088, pp.152-153, (九州大学 伊都キャンパス), (2018.03.14)
• [学会発表] 拡張誘起電圧に基づく同一次元オブザーバを用いたIPMSMの位置センサレス制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 馬渕 俊弥・冨田 睦雄・近藤 翔太・長谷川 勝・道木 慎二・加藤 真二
  • 学会等名: 平成30年電気学会全国大会講演論文集, No.5-099, pp.173-174, (九州大学 伊都キャンパス), (2018.03.14)
• [学会発表] A Study of Design Method of Full-Order Observer based on Extended Electromotive Force for Position Sensorless Control of IPMSMs 【査読あり】 (2017)
  • 著者名/発表者名: Toshiya Mabuchi, Ayame Makimura, Mutuwo Tomita, Shota Kondo, Masaru Hasegawa, Shinji Doki and Shinji Kato
  • 学会等名: Proceedings of the 20th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS2017-Sydney), DOI: 10.1109/ICEMS.2017.8056278, pp.1-6, (2017.08.13)
  • 国際学会
• [学会発表] Position Sensorless Control of Synchronous Reluctance Motors at Very Low Speeds Region Using High-frequency Current Control System 【査読あり】 (2017)
  • 著者名/発表者名: Toshiya Mabuchi, Ayame Makimura, Mutuwo Tomita, Shota Kondo, Masaru Hasegawa, Shinji Doki and Shinji Kato
  • 学会等名: Proceedings of the 20th International Conference on Electrical Machines and Systems(ICEMS2017-Sydney), DOI: 10.1109/ICEMS.2017.8055979, pp.1-6, (2017.08.13), 【Best Paper Award, The Third Prize】
  • 国際学会
• [学会発表] 高周波電流制御システムを用いた極低速域におけるシンクロナスリラクタンスモータの位置センサレス制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 牧村愛萌・馬渕俊弥・冨田 睦雄・近藤 翔太・長谷川 勝・道木 慎二・加藤 真二
  • 学会等名: 平成29年電気学会産業応用部門大会講演論文集[III], No.3-13, pp.III-103-III-106, (函館アリーナ), (2017.08.29)
• [学会発表] Study of Influence of Inductance Variation of Position Sensorless Control of SynRM at Low Speeds by Estimating High-Frequency Extended EMF Caused by Superimposed Current (2016)
  • 著者名/発表者名: Ayame Makimura, Yuta Nomura, Shota Kondo, Mutuwo Tomita, Masaru Hasegawa, Shinji Doki, and Shinji Kato
  • 学会等名: Proceedings of 2016 IEEE 2nd Annual Southern Power Electronics Conference (SPEC2016-Auckland), No.212, pp.1-pp.6, DOI : 10.1109/SPEC.2016.7846065 (査読あり)
  • 発表場所: The University of Auckland, Auckland, New Zealand
  • 年月日: 2016-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] IPMSMの最大トルク制御と位置センサレス制御を実現する磁束モデルを用いた同一次元オブザーバの設計法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 冨田 睦雄・近藤 翔太・松本 純・長谷川 勝・道木 慎二・加藤 真二
  • 学会等名: 平成28年電気学会産業応用部門大会講演論文集[III], No.3-64, pp.III-343-III-346
  • 発表場所: 群馬大学 荒牧キャンパス(群馬県前橋市)
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] 高周波電流注入と拡張誘起電圧外乱オブザーバを用いたSynRMの低速時の位置センサレス制御におけるインダクタンス変動の影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 近藤 翔太・野村 勇太・冨田 睦雄・長谷川 勝・道木 慎二・加藤 真二
  • 学会等名: 平成28年電気学会全国大会講演論文集[4-054], Vol.4, pp.89-90
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス
  • 年月日: 2016-03-16
• [学会発表] 高周波拡張誘起電圧外乱オブザーバを用いたシンクロナスリラクタンスモータの低速・負荷印加時における位置センサレス制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 近藤 翔太, 冨田 睦雄, 長谷川 勝, 道木 慎二, 加藤 真二
  • 学会等名: 電気学会・マグネティックス/モータドライブ/リニアドライブ・合同研究会, MAG-15-152・MD-15-135・LD-15-083，pp.95-100
  • 発表場所: 鹿児島県種子島(南種子町研修センター)
  • 年月日: 2015-11-21
• [学会発表] IPMSMの最大トルク制御と位置センサレス制御を実現可能にする磁束推定のための同一次元オブザーバの設計法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 遠松 聖也, 近藤 翔太, 冨田 睦雄, 松本 純, 長谷川 勝, 道木 慎二, 加藤 真二
  • 学会等名: 電気学会・マグネティックス/モータドライブ/リニアドライブ・合同研究会, MAG-15-153・MD-15-136・LD-15-084，pp.101-106
  • 発表場所: 鹿児島県種子島(南種子町研修センター)
  • 年月日: 2015-11-21
• [学会発表] Position Sensorless Control of SynRM at Low Speeds by Estimating High-FrequencyExtended EMF Using Disturbance Observer, DOI:10.1109/IFEEC.2015.7361401 (査読有り) (2015)
  • 著者名/発表者名: Shota Kondo, Mutuwo Tomita, Masaru Hasegawa, Shinji Doki, Shinji Kato
  • 学会等名: Proceedings of 2015 IEEE International Future Energy Electronics Conference (IEEE IFEEC 2015-Taipei), ISBN:978-1-4799-7657-3 , MD1-02: Motor Drives I-02, No.290082, pp.1-5
  • 発表場所: Howard International House, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-11-03
  • 国際学会
• [学会発表] A Design Method of Full-Order Flux Observer for Realization of both MTPA Control and Position Sensorless Control of IPMSM, DOI:10.1109/IFEEC.2015.7361447(査読有り) (2015)
  • 著者名/発表者名: Seiya Tomatsu, Shota Kondo, Mutuwo Tomita, Atsushi Matsumoto, Masaru Hasegawa, Shinji Doki, Shinji Kato
  • 学会等名: Proceedings of 2015 IEEE International Future Energy Electronics Conference (IEEE IFEEC 2015-Taipei), ISBN:978-1-4799-7657-3, MD2-02: Motor Drives II-02, No.290187, pp.1-5
  • 発表場所: Howard International House, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-11-03
  • 国際学会
• [学会発表] IPMSMの最大トルク制御と位置センサレス制御が実現可能な磁束推定のための同一次元オブザーバの設計法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 遠松 聖也・近藤 翔太・冨田 睦雄・松本 純・長谷川 勝・道木 慎二・加藤 真二
  • 学会等名: 平成27年電気学会産業応用部門大会講演論文集[III],pp.III-325-III-328
  • 発表場所: 大分大学
  • 年月日: 2015-09-04
• [学会発表] 高周波拡張誘起電圧外乱オブザーバを用いたSynRMの低速・負荷印加時における位置センサレス制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 近藤 翔太・冨田 睦雄・長谷川 勝・道木 慎二・加藤 真二
  • 学会等名: 平成27年電気学会産業応用部門大会講演論文集[III],pp.III-257-III-260
  • 発表場所: 大分大学
  • 年月日: 2015-09-02
• [備考] 国立岐阜工業高等専門学校(岐阜高専) 電気情報工学科教授 冨田睦雄（とみたむつを）の研究業績
  • URL: http://www.mutuwo-tomita-lab.com/home/gyoseki
• [備考] 冨田睦雄 - 研究者 - researchmap
  • URL: http://researchmap.jp/read0056415
• [備考] 国立岐阜工業高等専門学校(岐阜高専) 電気情報工学科教授 冨田睦雄（とみたむつを）博士の研究シーズ集
  • URL: http://www.mutuwo-tomita-lab.com/home/seeds-japanese
• [備考] 国立岐阜工業高等専門学校(岐阜高専) 電気情報工学科教授 冨田睦雄博士の研究室のホームページ
  • URL: http://www.mutuwo-tomita-lab.com/home
• [備考] 国立岐阜工業高等専門学校(岐阜高専)電気情報工学科教授 冨田睦雄（とみたむつを）の研究業績
  • URL: http://www.mutuwo-tomita-lab.com/home/gyoseki
• [備考] Prof.Dr.Mutuwo Tomita's Researches and Biography
  • URL: http://www.mutuwo-tomita-lab.com/home/english
• [備考] 国立岐阜高専 電気情報工学科教授 冨田睦雄（とみたむつを）博士の研究シーズ集
  • URL: http://www.mutuwo-tomita-lab.com/home/seeds-japanese
• [備考] 国立岐阜高専 電気情報工学科教授 冨田睦雄（とみたむつを）博士の研究室のホームページ
  • URL: http://www.mutuwo-tomita-lab.com/home