トルク応答を指定するPMSMの新高速トルク制御法の開発とそのユニバーサル化

一种指定扭矩响应的 PMSM 高速扭矩控制新方法的开发及其通用化

基本信息

批准号：
21K04034
负责人：
長谷川勝
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Chubu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の２年目に当たる本年度の目的は，１年目の成果であるトルク応答を指定する電圧指令ベクトル設定アルゴリズムをPMSMに適用し，実機検証によりその妥当性を評価することにある。また，駆動原理を異にする電動機に対する本手法の適用方法を検討し，その妥当性を示すことも本年度の目的である。前者に関しては既に完成の域にある。電圧指令ベクトルに対してPMSM駆動用電圧形インバータによる制限がかからない範囲であれば指定した応答でトルクが立ち上がることを確認している。また，電圧形インバータの電圧出力制限に達する場合には指定したトルク応答が実現可能な別の電圧指令ベクトルが存在すればその指令ベクトルに修正した過変調モード運転でPMSMを駆動し，指定したトルク応答が大きすぎる場合には達成可能な範囲で最大のトルク微分値を実現するように電圧指令ベクトルを修正した上で１パルス運転でPMSMを駆動する。この際，電流振幅制限を満たすように制御座標の進角を行うアルゴリズムも完成させている。以上は，学術論文として投稿ならびに採録済みの状態にあり，発刊を待つ段階である。後者については，強い磁気的非線形性をもつ同期リラクタンスモータ，ならびに強い空間的異方性をもつスイッチトリラクタンスモータにも本手法を適用するための方法を確立し，シミュレーションならびに実験によりその妥当性を示している。さらには，高速回転仕様のPMSMに対して制御の安定性ならびにトルク制御精度やトルクリプル抑制にも本手法が有効であることを明らかにしている。

今年是本研究的第二年，其目的是将第一年的成果用于规定扭矩响应的电压指令矢量设定算法应用于PMSM，并通过实机验证来评估其有效性。今年的另一个目的是研究如何将该方法应用于具有不同驱动原理的电动机，并证明其有效性。对于前者来说，已经是大功告成的境界了。已经证实，只要电压指令矢量不受用于驱动 PMSM 的电压源逆变器的限制，扭矩就会以指定的响应上升。另外，当达到电压源逆变器的电压输出限制时，如果存在另一个电压命令矢量可以实现指定的扭矩响应，则PMSM以修改为该命令矢量的过调制模式操作驱动，并且指定的扭矩响应如果响应太大，则修改电压命令矢量以实现可实现范围内的最大扭矩微分值，然后以单脉冲操作驱动 PMSM。此时，还完成了一种算法来推进控制坐标以满足当前的幅度限制。以上已作为学术论文提交并接受，正在等待发表。针对后者，我们建立了将该方法应用于强磁非线性同步磁阻电机和强空间各向异性开关磁阻电机的方法，并通过仿真和实验验证了其有效性。此外，事实证明，该方法对于提高高速旋转规格的 PMSM 的控制稳定性、扭矩控制精度和扭矩脉动抑制是有效的。

项目成果

期刊论文数量（29）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

トルク応答を指定する永久磁石同期電動機のトルク制御法を用いた最大トルク応答化設計と実機評価

使用指定扭矩响应的永磁同步电机扭矩控制方法进行最大扭矩响应设计和实机评估

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Juan Padron;Yuki Yokokura;Kiyoshi Ohishi;Toshimasa Miyazaki;Yusuke Kawai;片瀬貴也，長谷川勝，河村尚輝
通讯作者：
片瀬貴也，長谷川勝，河村尚輝

渦電流を用いた表面磁石型同期モータの回転子位置推定

利用涡流估计表面磁体型同步电机的转子位置

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shunsuke Yamaki;Shuntaro Seki;Norihiro Sugita;and Makoto Yoshizawa;片岡浩輝，林立喜，冨田睦雄，長谷川勝，道木慎二
通讯作者：
片岡浩輝，林立喜，冨田睦雄，長谷川勝，道木慎二

集中巻PMSMの位置センサレス制御における推定磁束脈動情報に基づく位置推定値の1次および6次脈動低減法

集中绕组PMSM无位置传感器控制中基于估计磁通脉动信息的一阶和六阶脉动降低方法

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
岡野宏佑;杉本大志;都築伸二;電気学会・ディジタル信号処理システム最適化技術調査専門委員会;川原亜弥，長谷川勝;清水捷冶，長谷川勝
通讯作者：
清水捷冶，長谷川勝

Speed Sensorless Control of Induction Motors with All-Pass Filters Considering the Negative Operating Frequency

考虑负工作频率的带有全通滤波器的感应电机无速度传感器控制

DOI：
10.1541/ieejias.143.219
发表时间：
2023
期刊：
IEEJ Transactions on Industry Applications
影响因子：
0
作者：
Komanaka Ayano;Zhu Wenqi;Wei Xiuqin;Nguyen Kien;Sekiya Hiroo;關谷尚人;神谷淳;古池佑次，長谷川勝
通讯作者：
古池佑次，長谷川勝

Position Sensorless Starting Method for IPMSMs by All-pass Filters

采用全通滤波器的 IPMSM 无位置传感器启动方法

DOI：
10.1541/ieejias.141.503
发表时间：
2021
期刊：
IEEJ Transactions on Industry Applications
影响因子：
0
作者：
Yota Matsui;Kisara Nakajima;Weisen Luo;and Xiuqin Wei;浅井宏大，眞銅雅子，見市知昭;藤田和樹，長谷川勝
通讯作者：
藤田和樹，長谷川勝