| 研究概要 |
人工心臓用のアクチュエータとして、セルフベアリングモータの適用が提案されている。人工心臓として用いるセルフベアリングモータは、高効率で低エネルギー消費、低発熱であるとともに、コギングトルクを抑え安定な浮上制御を実現できるように、ギャップ磁束分布がより正弦波に近くなるような永久磁石の配置が望ましい。また,セルフベアリングモータは,能動制御型のシステムであり、フィードバック制御のためのセンサを必要とする。そこで、アクチュエータのより小型化やコロケーション問題の解決のために、セルフセンシング制御の実現が望まれている。
本研究では、効率が良く永久磁石の設計自由度が高い埋込永久磁石(IPM)型セルフベアリングモータに対してセルフセンシング制御を適用する。IPMモータは磁気的な突極構造を持ち、主磁極方向であるd軸方向の磁束は通りにくく,これと直行するq軸方向の磁束は通りやすいというインダクダンス特性を持つ。このため、ロータが回転するとインダクタンス変動により変位推定が出来ないという問題が生じる。この問題の解決のため、昨年度d-q等価構造を持つIPM型セルフベアリングモータを提案し、ロータが回転してもインダクタンス変動がほとんどない構造が得られることを確認した。本年度は、昨年度の成果であるd-q等価構造を持つIPM型セルフベアリングモータに対し、まず変位推定のための差動出力の理論式を導出し,推定特性について考察を加えた。その結果,回転電流のみの場合および浮上電流のみの場合について、それぞれの線形化補償により良好な変位推定が得られることがわかった。しかし,個別の線形化補償が有効であっても、非線形特性の影響でこれらの重ね合わせによる補償が有効でないことも明らかにした。そこで安定な浮上回転制御を実現するために、二元多項式係数近似を用いた線形化補償法を提案し、浮上および回転電流が同時に流れても良好な変位推定が可能であることを明らかにした。
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