| 研究課題/領域番号 |
21K04034
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 中部大学 |
|---|
研究代表者 |
長谷川 勝 中部大学, 工学部, 教授 (70340198)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
|
|---|
| キーワード | 永久磁石同期電動機 / トルク応答 / トルク微分値操作 / 高速運転 / 同期リラクタンスモータ / スイッチトリラクタンスモータ / 二重三相埋込磁石同期電動機 / ベクトル制御 / ユニバーサル化 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題においては、各種機器に使用される電動機を対象にし，高品質なトルク制御系を実現する。そこで，これを実現するための基本方針を
1 制御目的をトルク応答制御の1点に絞る。
2 制御器として積分器を用いずに定トルク制御を実現する。
3 操作量制限内で達成可能なトルク応答値を実現する操作量を瞬時に生成する。
とする。以上のアプローチにより，従来の電流ベクトル制御系の問題を解決する。
|
| 研究実績の概要 |
本研究の３年目に当たる本年度は，２年目までの成果であるトルク応答を指定する電圧指令ベクトル設定アルゴリズムの有効性ならびにその完成度を実機検証により評価することにある。また，駆動原理を異にする他の電動機に対しても本手法を適用し，その有効性を実験ならびにHILS (Hardware in the Loop Simulation)により明らかにすることも本年度の目的である。
前者に関しては既に完了しており，電気学会より学術論文として発刊済みである(電気学会D部門誌；2024年4月号)。本論文では本手法（論文中では「トルク微分値操作型トルクフィードバック制御法」と呼称）の全貌を述べており，トルク指令と実トルクとの線形性を保ちにくい埋込磁石同期電動機に対して①本手法の制御原理ならびに本手法に基づく②弱め界磁制御，③PWMインバータの過変調運転，④1パルス運転，⑤電圧位相制御による電流制限の各モードをシームレスに移行しながらトルク応答制御が実現可能であることを示している。
後者については，二重三相埋込磁石同期電動機，強い磁気的非線形性をもつ同期リラクタンスモータ，ならびに空間的に強い磁気異方性をもつスイッチトリラクタンスモータにも本手法を適用する方法を確立しており，実験によりこの有効性検証を開始している。本内容については，既に電気学会研究会等で公表している。さらに，1制御周期に電気角で30°以上回転する高速回転仕様のPMSMに対しても検討を行っており，HILSを用いて本手法の有効性を明らかにしつつある。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
上記の「研究実績の概要」に記したように，所期の目的を達成させており，基本的な部分は学術論文として公表済みである。本手法のユニバーサル化については，当初の研究計画で検討対象として予定していた電動機だけでなく高速回転仕様の同期電動機ならびに二重三相同期電動機への適用検討も進んでおり，これらについても電気学会研究会等で報告済みである。
|
| 今後の研究の推進方策 |
上記の進捗状況を踏まえ，延長した研究期間を利用して本手法のユニバーサル化を推進する。すなわち，磁気的非線形性の強い同期リラクタンスモータ，スイッチトリラクタンスモータに加え，高速回転仕様の電動機ならびに二重三相同期電動機に対して本手法の有効性を明らかにしてく。
|
