交番起磁力により励磁されるブラシなし同期電動機の電圧ベクトル制御

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研究代表者らは先に、単相短絡された巻線を持つ回転子をバイアス周波数で脈動しながら同期速度で回転する「脈動回転磁界」で励磁することによりブラシなし化を実現する「交流励磁方式ブラシなし同期電動機」を提案した。本電動機は(1)固定子巻線は通常の三相巻線、回転子は単相短絡巻線のみであり、簡単かつ堅牢なブラシなし構造である、(2)電機子反作用が存在しないためギャップ長が小さくでき同出力の誘導機とほぼ同サイズとなる、(3)回転子位置の検出たけでトルク電流を計算できるので、容易に静止状態から定格速度までのトルク制御ができ、また誘導電動機のベクトル制御の場合のようにパラメ-タ変動の影響を受けない、等の特長がある。そこで本研究ではこれらの特長を生かした新しいACサ-ボモ-タの実現を目指して研究を行っている。これまで得られた主な成果はつぎのとうりである。1.実験装置を製作し、研究代表者らが考案した電流ベクトル制御法による駆動試験を行った結果、回転子位置を検出するだけで速度制御、位置制御、トルク制御等が容易に行なえることを確認し、その成果を電気学会論文誌(第109-D巻7号515〜522)に公表した。2.新しく考案した電圧ベクトル制御法による駆動試験を行った結果、電圧・電流センサなしで回転数制御、ステップ動作ができることを確認した。3.最適な回転子構造を決定するために必要な有限要素法を用いた電磁界解析プログラムを開発した。4.電磁界解析プログラムを用いて本電動機の特性シミュレ-ションを行ない最適な回転子構造を決定し、2KWの交流励磁方式ブラシなし同期電動機を設計した。