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異種的な計測多重化によるモータドライブシステムの耐故障性向上可能性の検討

研究課題

研究課題/領域番号 17H03216
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関名古屋大学

研究代表者

道木 慎二  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10273260)

研究分担者 舟洞 佑記  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20633548)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
キーワードモータドライブ / 耐故障性 / センサレス制御 / パワーエレクトロニクス / 電気自動車
研究成果の概要

本研究では,耐故障性向上において一般的な『磁気回路・電気回路・センサ等に単に予備を設ける「同種(ホモジーニアス)的な多相化・多重化」』に加え,状態推定によるセンサレス制御の考え方を利用し,『「あるセンサによる測定値」を「他のセンサを組合わせて得られる推定値」と相互補完しあうことで,推定精度,故障検出,故障時の補完などを可能とする「異種(ヘテロジーニアス)的な多重化」』による耐故障性向上の可能性を検討した.
問題設定として,モータドライブにおいて,位置センサ・電流センサのいずれか一方が故障する場合を想定し,その際にも運転継続可能な制御系の構築,制御性能や運転継続可能な条件を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

センサにより計測した結果を利用してシステムの制御を行う場合,センサの故障は致命的な動作停止を招く場合が多い.故障しても停止が許されない用途では同じセンサを複数設置するなどの対策が取られるが,非故障時には余剰のセンサは無駄となる,
本研究では,もともとシステムに取り付けられた異種センサを組み合わせ,他の状態を推定する技術(状態推定技術)を利用することで,余剰なセンサを設けることなく,センサ故障時のバックアップとして利用する手法を提案した.この成果を人命にかかわるよう様な停止が許さないシステムへ適用する事により,センサの故障に強いシステム構築が可能となる.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [学会発表] 永久磁石同期モータの電流制御における単相電流センサからの電流ベクトル復元の過渡性能の改善2020

    • 著者名/発表者名
      堀翔太 道木慎二
    • 学会等名
      令和2年 電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Sensor Fail-Safe of PMSM Current Control System By Utilizing Current And Position State Estimation Techniques2019

    • 著者名/発表者名
      Shota HORI, Shinji DOKI
    • 学会等名
      the 22nd International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] センサと状態推定技術を利用したPMSM電流制御系 フェールセーフ化におけるパラメータ変動の影響2019

    • 著者名/発表者名
      堀翔太 道木慎二
    • 学会等名
      2019年 電気学会 産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] センサと状態推定技術の組み合わせによる永久磁石同期モータ電流制御系センサ系冗長化の統合の重みの制御性能への影響2019

    • 著者名/発表者名
      堀翔太 道木慎二
    • 学会等名
      令和元年度 電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 状態推定技術とセンサの組み合わせによるPMSM電流制御系位置センサ系フェールセーフ化の実機検証2019

    • 著者名/発表者名
      堀翔太 近藤史弥 道木慎二
    • 学会等名
      平成31年度電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 位置センサレス・電流センサレス制御技術を利用した永久磁石同期モータ電流制御系のフェールセーフ化に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      近藤史弥 道木慎二
    • 学会等名
      平成30年電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] センサと状態推定技術の組み合わせによる永久磁石同期モータ電流制御系のフェールセーフ性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      堀翔太 近藤史弥 道木慎二
    • 学会等名
      電気学会 半導体電力変換 家電・民生 自動車技術 合同研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 位置センサレス制御技術を利用した永久磁石同期モータ電流制御系のフェイルセーフ化についての検討2018

    • 著者名/発表者名
      近藤史弥 道木慎二
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] センサと状態推定技術の組み合わせによる 永久磁石同期モータ電流制御系のフェールセーフ化

    • URL

      http://doki-n.nuee.nagoya-u.ac.jp/member/shota-hori

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] センサと状態推定技術の組み合わせによる 永久磁石同期モータ電流制御系のフェールセーフ

    • URL

      http://doki-n.nuee.nagoya-u.ac.jp/member/shota-hori

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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