スイッチトリラクタンスモータの高効率・低トルク脈動駆動と最適自動制御に関する研究

开关磁阻电机高效率、低扭矩脉动驱动及优化自动控制研究

• 批准号: 14750205
• 负责人: 石川 裕記
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750205/
• 关键词: スイッチトリラクタンスモータ; トルク脈動抑制; 磁界解析; 電流制御; 駆動回路

本年度は主としてスイッチトリラクタンスモータ(SRM)のトルク脈動抑制制御のための電流波形制御法の実験による検証および可変速制御のための基礎特性の検討を行った。1.SRMのトルク脈動低減のための電流波形制御法の実験による検証SRMのトルクはリラクタンスを利用しているため,トルク特性は電動機電流や回転子の位置に対し,非線形である。そのため,従来の変換器で出力される方形波電流や正弦波電流では瞬時トルクを一定にすることはできなない。ここでは,前年度に導出した瞬時トルクを一定にする理想電流波形の有効性を実験により検証した。二重ヒステリシスバンド制御により,理想電流波形によく追従した固定子電流が得られた。トルク脈動抑制効果に関しては,現在市販されているトルク計側窓値は瞬時トルクの計測が不可能であるため,発生トルクの周波数解析により評価を行った。これにより,従来から一般的に行われているワンパルス方式に比べ,回転数,負荷の大きさによらず,平均で約120ptのトルク脈動抑制効果が得られた。2.SRMの高性能可変速制御に関する基礎的検討一般に電動機制御では,電流制御系と速度制御系で構成され,それぞれフィードバック値に対し,比例積分(PI)制御によって高性能な可変速制御を実現している。しかし,SRMは非線形性が強く,従来の制御法を適用しても高性能な速度制御系を構成できなかった。そこで,フィードバックゲインを可変にする適応制御を適用し,速度制御系を構成した。この結果,従来のPI制御による速度制御系に比べ,良好な特性が得られ,実験によりこれを確認した。

This year, we conducted an investigation into the basic characteristics of current waveform control methods for pulse suppression control (SRM). 1. SRM pulse reduction and current waveform control method for the implementation of the test SRM pulse reduction and utilization of the characteristics of the motor current and the position of the rotor, non-linear. The output of the converter is square wave current and sine wave current. This is the first time that the ideal current waveform has been derived from the previous year. The ideal current waveform is obtained by controlling the stator current. The pulse suppression effect is related to the evaluation of the instantaneous measurement of the current market. Therefore, compared with the general running mode in the past, regardless of the number of cycles and the large load, an average of about 120pt of pulsation suppression has been achieved. 2. The basic model of SRM's high performance variable speed control system is general motor control system, current control system and speed control system, and the proportional integral (PI) control system is high performance variable speed control system. SRM is non-linear and strong, and its control method is applicable to high-performance speed control system. The speed control system is composed of the following components: As a result, the PI control system is better than the speed control system, and the good characteristics are confirmed.

项目成果

鎌田義信, 石川裕記, 内藤治夫: "SRMの電流波形制御によるトルク脈動低減"平成16年電気学会全国大会講演論文集. Vol.4(発表予定). (2004)

Yoshinobu Kamata、Yuki Ishikawa、Haruo Naito：“通过 SRM 电流波形控制减少扭矩脉动”日本电气工程师学会 2004 年全国会议论文集（即将发表）。