秋田県の共同研究のご提案

状態オブザーバによるスイッチトリラクタンスモータの位置センサレス制御システム

公開日 2019-03-29
大分類 ナノ・材料・ものづくり・情報通信技術 中分類 機械・情報・通信 小分類 -
研究者

《研究代表者》
助教 
中沢 吉博

所属

秋田工業高等専門学校創造システム工学科

 近年、レアアースを使用しないスイッチトリラクタンスモータ(SRM:Switched Reluctance Motor)が次世代の省エネ・省資源モータとして注目されています。SRモータは回転子に巻線がないため,堅牢,低コスト高回転に耐えまた永久磁石がないために熱減磁や磁石割れの問題がありません。原理上回転子を励磁するためのエネルギーが必要なため永久磁石型同期モータと比較して効率および力率面で劣ります。しかし誘導モータよりも効率が高いため誘導モータの代替として近年ではサイクロン掃除機への応用が進んでおります。


 SRモータを駆動させるためには回転子位置に応じて適切な相を励磁する必要があるため位置センサを必要とします。しかし位置センサによりコスト高になることやモータ体格が大きくなる問題があるため位置センサレス化が望まれます。


 本研究では図1に示す状態オブザーバを用いて回転子位置を推定するSRモータの位置センサレス制御法について研究を行います。状態オブザーバはSRモータの電気系および機械系の線形状態方程式から構築します。電流センサ値と推定電流値の差にオブザーバゲインを乗じこのオブザーバゲインの最適化により各状態の推定誤差を補正し正確な位置を推定することができます。図2にクローズドループによるシミュレーション結果を示します。供試SRモータは15A以上から磁気飽和が生じはじめますが相電流波形においても15A以上から推定誤差が大きくなっています。推定回転子位置については始動時に推定誤差がありますが時間とともに推定誤差が小さくなり実値に収束していくのがわかります。定常状態においても安定した位置センサレス駆動が行えることが確認できています。


 本モータに関心を持つ企業との共同研究を希望します。

 

研究者

秋田工業高等専門学校創造システム工学科 助教 中沢 吉博                                               

 

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問い合わせ先

秋田産学官ネットワーク事務局
E-mail:collabo-akita@mail2.pref.akita.jp

Ⓒ中沢 吉博
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