誘導電動機のトルク制御における自律的最適化に関する研究

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磁束演算フィードバック形ベクトル制御法について,誘導電動機のトルク制御特性を自律的に最適化する手法を開発し,ディジタルシミュレーションや実験を通じてその妥当性を検証した。その結果,以下の研究実績が得られた。1 誘導電動機のトルク制御特性を大きく左右する要因として,制御装置で設定された二次抵抗値と実機の二次抵抗値のミスマッチを考え,その動的な補償(適応化)を行うことによりトルク制御特性が自律的に最適化される手法を確立した。この手法はベクトル制御系における磁束シミュレータから求めた瞬時無効電力推定値と一次電圧・一次電流から求めた瞬時無効電力真値の誤差が零となるように,磁束シミュレータのパラメータ(二次抵抗値)ミスマッチを自動的に補償するものである。2 瞬時無効電力に着目しているため,二次抵抗と同様に温度によって変動する一次抵抗の影響は全く受けない。したがって,電流制御ループにより元来,一次抵抗に対してロバスト性を有するベクトル制御とあいまって,制御系全体として一次抵抗に対するロバスト化を図ることができた。3 ディジタルシグナルプロセッサ(DSP)を用いた実験システムを構成し,トルク制御特性の検証を行った結果,理論およびディジタルシミュレーションとよく一致した良好な特性が確認された。特に一次抵抗を約2倍に変動させても,変動させないときと同様の制御特性が得られ,一次抵抗の変動に対してロバストであることが実証された。また,二次抵抗ミスマッチの動的な補償動作(二次抵抗推定値の真値収束)は約400msで完了し,それに伴って誘導電動機のトルク制御特性が自律的に最適化されることも実証された。