レアアースを材料に用いない同期リラクタンスモータの高出力化に貢献する新しい制御法

• 研究課題/領域番号: 23560349
• 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): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• 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

研究概要

高効率だが磁石の材料としてレアアースを用いざるを得ない永久磁石同期モータに替わるモータとして、レアアース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、高周波電流をモータに注入して、低速時の位置センサレス制御に、無負荷時において成功していた。本研究では、負荷印加時でも、零速度を含む極低速領域での位置センサレス制御することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Rotor Position Sensorless Estimation of High Efficiency Synchronous Reluctance Motor at Low Speed for Realization of Low-Carbon Society (2012)
  • 著者名/発表者名: KATO Kosuke, KATO Shinji, and TOMITA Mutuwo
  • 雑誌名: Journal of Ecotechnology Research(International Association of Ecotechnology Research) 巻: Vol.16 [3-4] ページ: 91-95
  • NAID: 130004956100
  • 査読あり
• [学会発表] Position and Velocity Sensorless Control for Synchronous Reluctance Motor at Low Speeds and under Loaded Conditions Using High- Frequency Extended EMF Observer and Heterodyne Detection (2014)
  • 著者名/発表者名: Shota Kondo, Yumika Sato, Taiga Goto, Mutuwo Tomita, Masaru Hasegawa, Shinji Doki, Shinji Kato
  • 学会等名: XXIth International Conference on Electrical Machines(ICEM'2014)
  • 発表場所: Berlin Germany, Andel's Hotel Berlin(査読有,発表確定)
• [学会発表] Position and Velocity Sensorless Control of IPMSM Using Full- Order Observer Based on Extended Electromotive Force with a New Observer Design Method (2014)
  • 著者名/発表者名: Taiga Goto, Yumika Sato, Shota Kondo, Mutuwo Tomita, Masaru Hasegawa, Shinji Doki, Shinji Kato
  • 学会等名: XXIth International Conference on Electrical Machines (ICEM'2014)
  • 発表場所: Berlin Germany, Andel's Hotel Berlin(査読有,発表確定)
• [学会発表] Position and Velocity Sensorless Control for Synchronous Reluctance Motor at Low Speeds and under Loaded Conditions Using High-Frequency Extended EMF Observer and Heterodyne Detection (2014)
  • 著者名/発表者名: Shota Kondo, Yumika Sato, Taiga Goto, Mutuwo Tomita, Masaru Hasegawa, Shinji Doki, and Shinji Kato
  • 学会等名: XXIth International Conference on Electrical Machines (ICEM'2014)
  • 発表場所: ドイツ ベルリン Andel's Hotel Berlin
• [学会発表] Position and Velocity Sensorless Control of IPMSM Using Full-Order Observer Based on Extended Electromotive Force with a New Observer Design Method (2014)
  • 著者名/発表者名: Taiga Goto, Yumika Sato, Shota Kondo, Mutuwo Tomita, Masaru Hasegawa, Shinji Doki, and Shinji Kato
  • 学会等名: XXIth International Conference on Electrical Machines (ICEM'2014)
  • 発表場所: ドイツ ベルリン Andel's Hotel Berlin
• [学会発表] 新しい設計法を用いた同一次元拡張誘起電圧オブザーバによるIPMSMの位置センサレス制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤弓華, 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・モータドライブ/リニアドライブ・合同研究会
  • 発表場所: 三重大学工学部(MD-13-061・LD-13-123,pp.109- 114)
  • 年月日: 2013-12-07
• [学会発表] A New Design Method of Full-Order Extended Electromotive Force Observer for Position Sensorless Control of IPMSM (2013)
  • 著者名/発表者名: Saki Nohara, Mutuwo Tomita, Masaru Hasegawa, Shinji Doki, Shinji Kato
  • 学会等名: Proceedings of the 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON2013-Vienna)
  • 発表場所: Vienna Austria, Austria Center Vienna(pp.2510-pp.2515,査読有)
  • 年月日: 2013-11-13
• [学会発表] IPMSMの位置センサレス制御のための同一次元拡張誘起電圧オブザーバの新しい設計法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野原紗季, 冨田睦雄, 長谷川勝, 道木慎二, 加藤真二
  • 学会等名: 平成25年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 山口大学吉田キャンパス(講演論文集[III],pp. III-297-III-300)
  • 年月日: 2013-08-30
• [学会発表] 高周波拡張誘起電圧外乱オブザーバと同期検波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・速度センサレス制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田睦雄, 長谷川勝, 道木慎二, 加藤真二
  • 学会等名: 平成25年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 山口大学吉田キャンパス(講演論文集[III],pp. III-225-III-228)
  • 年月日: 2013-08-28
• [学会発表] 高周波拡張誘起電圧外乱オブザーバと同期検波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・速度センサレス制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田 睦雄・長谷川 勝・道木 慎二・加藤 真二
  • 学会等名: 平成25年電気学会産業応用部門大会講演論文集[III],pp.III-225-III-228(2013.08.28)
  • 発表場所: 山口大学 吉田キャンパス
• [学会発表] IPMSMの位置センサレス制御のための同一次元拡張誘起電圧オブザーバの新しい設計法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野原 紗季・冨田 睦雄・長谷川 勝・道木 慎二・加藤 真二
  • 学会等名: 平成25年電気学会産業応用部門大会講演論文集[III],pp.III-297-III-300(2013.08.30)
  • 発表場所: 山口大学 吉田キャンパス
• [学会発表] A New Design Method of Full-Order Extended Electromotive Force Observer for Position Sensorless Control of IPMSM (2013)
  • 著者名/発表者名: Saki Nohara, Mutuwo Tomita, Masaru Hasegawa, Shinji Doki, and Shinji Kato
  • 学会等名: Proceedings of the 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON2013-Vienna), 13th,Nov.2013, pp.2510-pp.2515
  • 発表場所: オーストリア ウィーン Austria Center Vienna
• [学会発表] 新しい設計法を用いた同一次元拡張誘起電圧オブザーバによるIPMSMの位置センサレス制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 弓華・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・モータドライブ/リニアドライブ・合同研究会， MD-13-061・LD-13-123，pp.109-pp.114 (2013.12.07)
  • 発表場所: 三重大学 工学部
• [学会発表] Position Sensorless Control of Synchronous Reluctance Motor at Low Speeds Using High-Frequency Extended EMF Observer and Heterodyne Detection (2012)
  • 著者名/発表者名: KURITA, Soichiro , TOMITA, Mutuwo , HASEGAWA, Masaru , DOKI, Shinji , KATO, Shinji
  • 学会等名: Proceedings of the International Conference on Electrical Engineering 2012 (ICEE2012-Kanazawa)
  • 発表場所: 石川県立音楽堂(日本国金沢市)(pp.234-pp.239,査読有)
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] 同一次元拡張誘起電圧オブザーバによるIPMSMの位置・速度推定実験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野原紗季, 冨田睦雄, 長谷川勝, 道木慎二, 加藤真二
  • 学会等名: 電気学会・モータドライブ/リニアドライブ・合同研究会
  • 発表場所: 高知工科大学(MD-12-071・LD-12-091,pp.41-pp.46)
• [学会発表] 高周波拡張誘起電圧外乱オブザーバと同期検波を用いたシンクロナスリラクタンスモータの低速時における位置・速度センサレス制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 栗田壮一郎, 冨田睦雄, 長谷川勝, 道木慎二, 加藤真二
  • 学会等名: 平成24年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 千葉工業大学津田沼キャンパス(講演論文集[III], pp.III-287-III-290)
• [学会発表] Position Sensorless Control of Synchronous Reluctance Motor at Low Speeds Using High-Frequency Extended EMF Observer and Heterodyne Detection (2012)
  • 著者名/発表者名: KURITA, Soichiro , TOMITA, Mutuwo , HASEGAWA, Masaru , DOKI, Shinji , KATO, Shinji
  • 学会等名: Proceedings of the International Conference on Electrical Engineering 2012 (ICEE2012-Kanazawa), 9th,July.2012, pp.234-pp.239
  • 発表場所: 石川県立音楽堂（日本国金沢市）
• [学会発表] 高周波拡張誘起電圧外乱オブザーバと同期検波を用いたシンクロナスリラクタンスモータの低速時における位置・速度センサレス制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 栗田 壮一郎・冨田 睦雄・長谷川 勝・道木 慎二・加藤 真二
  • 学会等名: 平成24年電気学会産業応用部門大会講演論文集[III],pp.III-287-III-290
  • 発表場所: 千葉工業大学 津田沼キャンパス
• [学会発表] 同一次元拡張誘起電圧オブザーバによるIPMSMの位置・速度推定実験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野原 紗季,冨田 睦雄,長谷川 勝,道木 慎二,加藤 真二
  • 学会等名: 電気学会・モータドライブ/リニアドライブ・合同研究会， MD-12-071・LD-12-091，pp.41-pp.46
  • 発表場所: 高知工科大学
• [学会発表] 高周波拡張誘起電圧外乱オブザーバと同期検波を用いたシンクロナスリラクタンスモータの低速時における位置センサレス制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 栗田壮一郎, 加藤光祐, 冨田睦雄, 長谷川勝, 道木慎二, 大熊繁, 加藤真二
  • 学会等名: 電気学会・モータドライブ・リニアドライブ・合同研究会
  • 発表場所: 静岡大学浜松キャンパス(MD-11-55,LD-11-79,pp.7-12)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Position and Velocity Sensorless Control of Synchronous Reluctance Motor at Low Speed Using Disturbance Observer for High-Frequency Extended EMF (2011)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Kato, Mutuwo Tomita, Masaru Hasegawa, Shinji Doki, Shigeru Okuma, Shinji Kato
  • 学会等名: 37th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2011-Melbourne)
  • 発表場所: Crown Conference Centre, Melbourne, Australia(pp.1971-pp.1976,査読有)
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] 高周波拡張誘起電圧外乱オブザーバと同期検波を用いたシンクロナスリラクタンスモータの低速時における位置推定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤光祐, 冨田睦雄, 道木慎二, 大熊繁, 加藤真二
  • 学会等名: 平成23年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 琉球大学千原キャンパス(講演論文集[I],pp.I-569-I-570)
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] 同一次元拡張誘起電圧オブザーバによるIPMSMの位置・速度推定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 所千絵美, 栗田壮一郎, 冨田睦雄, 長谷川勝, 道木慎二, 加藤真二
  • 学会等名: 平成24年電気学会全国大会
  • 発表場所: 広島工業大学五日市キャンパス(講演論文集[4],4-115,pp.4-195-4-196)
  • 年月日: 2011-03-23
• [学会発表] Position and Velocity Sensorless Control of Synchronous Reluctance Motor at Low Speed Using Disturbance Observer for High-Frequency Extended EMF (2011)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Kato, Mutuwo Tomita, Masaru Hasegawa, Shinji Doki, Shigeru Okuma, Shinji Kato
  • 学会等名: Proceedings of the 37th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON2011-Melbourne)
  • 発表場所: Crown Conference Centre, Melbourne, Australia
• [学会発表] 高周波拡張誘起電圧外乱オブザーバと同期検波を用いたシンクロナスリラクタンスモータの低速時における位置推定
  • 著者名/発表者名: 加藤 光祐・冨田 睦雄・道木 慎二・大熊 繁・加藤 真二
  • 学会等名: 平成23年電気学会産業応用部門大会講演論文集
  • 発表場所: 琉球大学 千原キャンパス
• [学会発表] 高周波拡張誘起電圧外乱オブザーバと同期検波を用いたシンクロナスリラクタンスモータの低速時における位置センサレス制御
  • 著者名/発表者名: 栗田 壮一郎・加藤 光祐・冨田 睦雄・長谷川 勝・道木 慎二・大熊 繁・加藤 真二
  • 学会等名: 電気学会研究会資料 モータドライブ・リニアドライブ合同研究会
  • 発表場所: 静岡大学 浜松キャンパス
• [学会発表] 同一次元拡張誘起電圧オブザーバによるIPMSMの位置・速度推定
  • 著者名/発表者名: 所 千絵美・栗田 壮一郎・冨田 睦雄・長谷川 勝・道木 慎二・加藤 真二
  • 学会等名: 平成24年電気学会全国大会講演論文集
  • 発表場所: 広島工業大学 五日市キャンパス
• [備考] 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] Prof.Dr. Mutuwo Tomita's Researches a nd Biography (in English)
  • URL: http://www.mutuwo-tomita-lab.com/home/english
• [備考] 高効率同期モータの制御と開発
  • URL: http://www.gifu-nct.ac.jp/techno/seeds2013/pdf/E7.pdf
• [備考] 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] Prof.Dr. Mutuwo Tomita's Researches and Biography
  • URL: http://www.mutuwo-tomita-lab.com/home/english
• [備考] 高効率同期モータの制御と開発
  • URL: http://www.gifu-nct.ac.jp/techno/seeds2013/pdf/E7.pdf
• [備考] 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] 高効率同期モータの制御と開発
  • URL: http://www.gifu-nct.ac.jp/techno/seeds2012/pdf/E7.pdf
• [備考] Dr.Mutuwo Tomita's Researches and Biography
  • URL: http://www.mutuwo-tomita-lab.com/home/english
• [備考]
  • URL: http://www.okuma.nuee.nagoya-u.ac.jp/~tomita/gyouseki.html