大容量キャパシタ併用電源による電気自動車駆動用最大効率ベクトル制御誘導機駆動方式

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450115
• Research Institution: Meiji University
• Principal Investigator: 松瀬 貢規 明治大学, 理工学部, 教授 (40061999)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久保田 寿夫 明治大学, 理工学部, 教授 (10170036) ; 三木 一郎 明治大学, 理工学部, 教授 (20130833)
• Keywords: EV駆動 / 誘導電動機 / 速度センサレスベクトル制御 / 電気二重層キャパシタ / 高性能電力変換装置 / 並列IMベクトル制御 / 最大効率IM制御

Research Abstract

本研究は,誘導電動機(IM)による電気自動車(EV)駆動方式の確立を目標とし,直流電源電圧の大幅な変動に対しても広い速度範囲にわたって,指定されたトルク速度の目標値に制御可能な速度センサレスベクトル制御IMの常時最大効率制御法とそのシステム,電気2重層キャパシタの電池補完方式および電池高性能充電システムと駆動用電力変換回路を兼用する多機能コンバータ方式を開発し,シミュレーション実験と実機実験で確認し提案する基礎的研究である。
本年度は,初年度であるがまずEV駆動用の速度センサレスベクトル制御IMの磁束レベルのデットビィート制御方式を開発すると共に,トルク速度応答を損なうことなく過渡および定常状態で最大効率制御が可能な方式を開発研究し,IEEE Transaction on Industry Applicationsと電気学会の論文誌D分冊に研究成果を発表することができた。
次に,EVの2つの前輪を直接独立に駆動するために並列接続した2台のIMを1台のインバータで速度センサレスベクトル制御する方式を開発し,シミュレーション実験と実機実験によりその基本原理と動作特性を明らかにし,その研究成果をIEEEとヨーロッパ パワー エレクトロニクス協会主催の国際学会で2件の研究発表を行った。
さらに,最大効率速度センサレスベクトル制御IMによるEV駆動推進システムの電池電源への高性能充電および加速アシスト用大容量電気2重層キャパシタからの充放電制御が可能な多機能高性能化電力変換装置の主回路の動作をシミュレーション実験により確認した。
また,1台の5レグインバータにより2台のIMの完全独立ベクトル制御がPWM制御方式の新しい原理の開発により可能であることをシミュレーション実験によって確認したので,次年度以降鋭意研究を進める予定である。

Research Products

• [Publications] Kouki Matsuse, Shotaro Taniguchi, Tatsuya Yoshizumi, Kazushige Namiki: "A Speed-Sensorless Vector Control of Induction Motor Operating at High Efficiency Taking Core Loss into Account"IEEE Transactions on Industry Applications. Vol.37, No.2. 548-558 (2001)
• [Publications] 松瀬貢規, 谷口正太郎, 吉住龍也, 並木一茂: "鉄損を考慮した速度センサレスベクトル制御誘導電動機の高効率制御方式"電気学会 論文誌 D. Vol.121-D, No.8. 869-878 (2001)
• [Publications] Hisao Kubota, Ikuya Sato, Yuichi Tamura, Kouki Matsuse, Hisayoshi Ohta, Yoichi Hori: "Stable Operation of Adaptive Observer Based Sensorless Induction Motor Drives in Regenerating Mode at Low Speeds"Conference Record of the 2001 IEEE Industry Applications Conference. Vol.1/4. 469-474 (2001)
• [Publications] Yusuke Kouno, Hirotoshi Kawai, Shinichi Yokomizo, Kouki Matsuse: "A Speed Sensorless Vector Control Method of Parallel Connected Dual Induction Motor Fed by A Single Inverter"Conference Record of the 2001 IEEE Industry Applications Conference. Vol.2/4. 1218-1223 (2001)
• [Publications] Yusuke Kono, Hirotoshi Kawai, Shinichi Yokomizo, Kouki Matsuse: "Speed Sensorless Vector Control of Parallel Dual Induction Motor"Proceeding of Euro. Power Electronics Applications Conference. (CD-ROM). 1-7 (2001)