研究テーマ / Research topic
弱め界磁制御とインバータ過変調領域を併用した二重三相同期モータの ベクトル制御動作範囲の拡大
弱め界磁制御とインバータ過変調領域を併用した二重三相同期モータの ベクトル制御動作範囲の拡大
Expansion of Vector Control Operation Range of Dual Three Phase Synchronous Motor with Flux Weakening Control and Inverter Overmodulation Strategy
| Japanese ver. | English ver. |
はじめに
二 組の 三 相 巻線 を 持 つ 二重 三 相 同期 モ ー タ駆 動シ ス テ ムは 高 出 力 化が 容 易 ，か つ 耐 故 障性 に優 れ る こと か ら ， 自動 車 や 航空 機 等 へ の適 用が 期 待 して い る 。 その 際 ， 三相 同 期 モ ータ で培 わ れ た様 々 な 制 御手 法 の 二重 三 相 同 期モ ータ へ の 適用 が 検 討 され て い る。 し か し ，モ ータ の 動 作範 囲 を 拡 大す る た めの 弱 め 界 磁制 御の 二 重 三相 同 期 モ ータ へ の 適用 は 十 分 検討 され て い ない 。 ま た ，さ ら な る動 作 範 囲 の拡 大に 有 効 とさ れ て い るイ ン バ ータ 過 変 調 領域 の利 用 に つい て も 計 算機 シ ミ ュレ ー シ ョ ンに よる 検 討 は行 わ れ て いる も の の実 機 検 証 は行 われ て い ない 。
そ こで ， 本 研究 で は ま ず二 重 三 相同 期 モ ータ にお け る 弱め 界 磁 制 御を 検 討 し ， 弱め界磁制 御と イ ン バー タ 過 変 調領 域 の 利用 を 併 用 によ る二 重 三 相同 期 モ ー タの 動 作 範囲 の拡大につ いて 実 機 実験 に よ り 検証 す る 。
提案手法を利用した動作範囲の拡大
図２に 提案 す る 弱め 界 磁 制御 と イ ンバ ー タ過 変調 領 域 利用 を 併 用 した 二 重 三相 同 期 モ ータ 駆動 シ ス テム の 制 御 系を 示 す 。提 案 制 御 系で は， モ ー タの 電 流 (ト ルク )制 御 は 従来 の PI制 御器 で 行 う。 弱 め 界 磁制 御 で 電流 (トルク)制 御を 行 う 電流 指 令 値 を生 成 す る。 二 重 三相 同 期 モー タ の 電 流制 御系 お い て は ，VSD制 御に よ り A，B系 統 を和(S)系統 と 差(D)系 統 に分 離 し て制 御 を 行う 。和 系 統 は平 均 電 流 を管 理 し ，差系統 は 高調 波電 流 を 管理 す る こ とと な る 。 インバータ出 力電 圧 が 足り な く な る領 域 で は ， 和系統に出 力電 圧 を 優先 し て 分 配し ， 脈 動を 許 容 し なが ら平 均 電 流を 高 く 保 つよ う に 電圧 リ ミ ッ タを 設定 す る 。
図２ 提 案 す る 弱 め 界 磁 制 御 と イ ン バ ー タ 過 変 調 領 域 利 用 を 併 用 し た 二 重 三 相 同 期 モ ー タ 駆 動 シ ス テ ム の 制 御 系
