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2016 年度 実績報告書

巻線を複数に分割したブラシレスモータのベクトル型ΔΣ駆動方式の検討

研究課題

研究課題/領域番号 26420250
研究機関法政大学

研究代表者

安田 彰  法政大学, 理工学部, 教授 (30339501)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードマルチコイル / モータ / デジタル直接駆動 / 高効率 / トルク変動 / 3相 / ノイズシェーピング / NSDEM
研究実績の概要

本研究は,我々が提案している従来のブラシレスモータの1巻線を複数に分割したマルチコイルモータを用いることで,モータのトルク,速度,位置制御特性,電力効率の改善を目的としている.
この実現のためにデジタル直接駆動技術を応用し,その特性を大幅に改善する方法の研究を進めている.提案する方法では,従来とは異なりモータを構成する従来のコイルを分割し,これを個別に制御する.このコイルの駆動数を変更することによりモータのトルク-速度特性を可変することが可能となる.昨年度はコイル位置の誤差によるトルク変動を低減するため,コイル位置の誤差および素子値誤差の影響を低減するNSDEMの提案を行った.また,3相の全コイルを対象としたNSDEMの提案を行った.本年度は昨年度の結果を踏まえ,3相を対象としたNSDEM,ΔΣの設計を行った.従来のインバータでは,3相のコイルを駆動するそれぞれの電圧をPWM変調して生成している.一方,昨年検討したNSDEMを用いるためには,3相すべての情報を元に分割されたコイルの選択を行う必要がある.これを効率的に実現するため,3相のコイルを駆動する信号を振幅および位相のベクトル信号に変換し,このベクトル信号に最も近いU,V,Wのコイル駆動数を決定するベクトル量子化器を用いるベクトル型ΔΣ変調器を考案した.従来のインバータの各相の出力は1電源で駆動する場合,0,もしくはVdd(電源電圧)の2値になる.一方,提案方式ではU,V,Wの各コイルをm分割しているため,等価的に0,Vdd/m,2×Vdd/m, 3×Vdd/m,, ,Vddのマルチレベル出力が可能となる.本方式では電源電圧は1つで良く,システムの小型化に貢献できる.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Driving a High-Precision Multi-coils-motor by Reducing an Influence of Manufacturing Variations2017

    • 著者名/発表者名
      Haruka Matsuo, Yoshiki Motoyama, Satoshi Saikatsu, Akira Yasuda
    • 雑誌名

      Journal of Energy and Power Engineering

      巻: 11 ページ: 48-55

    • DOI

      10.17265/1934-8975/2017.01.007

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 相間のバラツキの影響を低減させた高精度マルチコイルモータの実現2016

    • 著者名/発表者名
      松尾 遥,本山佳樹,曽我美泰隆,峯村亮佑,安田 彰
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-09-20 – 2016-09-23
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチコイル巻線法によるモータ出力の変化に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      峰岸和輝,松尾 遥,本山佳樹,吉野理貴,安田 彰
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-09-20 – 2016-09-23
    • 国際学会
  • [学会発表] Third-Order Mismatch Shaping Technique with Improved Small Amplitude Input Performance for a Digitally Driven Speaker System2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hatsude, Go Harumi, Satoshi Saikatsu, Michitaka Yoshino, Akira Yasuda
    • 学会等名
      International Conference on Analog VLSI Circuits
    • 発表場所
      Boston, U.S.A.
    • 年月日
      2016-08-24 – 2016-08-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Cloud-based Analog LSI CAD system for cooperative design2016

    • 著者名/発表者名
      Michitaka Yoshino, Akira Yasuda, Seijiro Moriyama, Manabu Ishibe, Chikau Takahashi
    • 学会等名
      International Conference on Analog VLSI Circuits
    • 発表場所
      Boston, U.S.A.
    • 年月日
      2016-08-24 – 2016-08-26
    • 国際学会
  • [学会発表] DigitalDirect-Driven Speaker Architecture Using Segmented Pulse Shaping Technique2016

    • 著者名/発表者名
      Go Harumi, Satoshi Saikatsu, Michitaka Yoshino,Akira Yasuda
    • 学会等名
      14th IEEE International NEWCAS Conference, DSP and multimedia
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2016-06-26 – 2016-06-29
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

      http://yasudalab.ws.hosei.ac.jp/index.html

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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