電動機パラメータの完全適応化を目指した次世代ベクトル制御に関する研究

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誘導電動機の直接型(磁束フィーバック形)ベクトル制御において,制御装置内で設定しなければならない電動機パラメータ(漏れインダクタンス,励磁インダクタンス,二次時定数)を一次抵抗の影響を受けずに同定する手法を確立した。このロバストなパラメータ同定法により,制御系自身が自律的に誘導電動機のパラメータ設定を最適化し,トルク応答を改善することができる。本研究では1.5kWの制御システムを開発し,全電動機パラメータに対する適応化と一次抵抗の変動に対するロバスト性を実験的に検証した。(a)一次抵抗に不感な基本波瞬時無効電力を利用して,電動機の運転中でも励磁インダクタンスと二次時定数を適応的に同定するアルゴリズムを開発した。このアルゴリズムでは励磁インダクタンスを無負荷時に,二次時定数を負荷時に同定することが可能で,いずれの同定についても一次抵抗の影響をまったく受けない。(b)高調波を電動機に注入したときの高調波瞬時無効電力を利用して,電動機の運転中でも漏れインダクタンスを適応同定するアルゴリズムを開発した。このアルゴリズムは他のパラメータの影響を一切受けない。(c)上記アルゴリズムの有効性を実証するため,DSP(Digital Signal Processor)を用いた全ディジタル制御装置を試作した。(d)運転中においても漏れインダクタンス・励磁インダクタンス・二次時定数の推定値が真値に収束し,それに伴って電動機のトルク応答を著しく改善できることを実験的に明らかにした。特に一次抵抗を作為的に変動させても,まったくその影響を受けることなく同等の結果が得られることを実証した。