強い非線形性を有するシンクロナスリラクタンスモータの自律型高性能ドライブシステム

强非线性同步磁阻电机自主高性能驱动系统

• 批准号: 22K04073
• 负责人: 森本 茂雄
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04073/
• 关键词: シンクロナスリラクタンスモータ; クロスサチュレーション; センサレス制御; パラメータ同定; 磁気飽和; ドライブシステム

強い磁気飽和によりクロスサチュレーションを有するシンクロナスリラクタンスモータ（SynRM）のd、q軸インダクタンス特性を有限要素法を用いた磁界解析により導出し、クロスサチュレーションが生じることを確認し、d、q軸電流の非線形多項式関数でモデリングできた。SynRMの停止・低速時における位置推定法とモータパラメータの推定法について、アルゴリズムを検討し、磁界解析により導出した非線形性も考慮できるシミュレーション用モデル（RTモデル）を用いたシミュレーションで位置推定特性およびモータパラメータ同定特性を検討した。高周波印加方式による初期位置推定方式において推定誤差が±0.1°程度に収まることを確認した。また、推定した位置情報、電流・電圧情報を用いて、停止状態にSynRMの抵抗およびd、q軸インダクタンスを逐次最小二乗法で同定できることを確認した。SynRMの中・高速運転時のセンサレス制御を実現するために、拡張誘起電圧推定方式で用いるインダクタンスモデルがセンサレス制御性能に及ぼす影響をシミュレーションおよび一部実験により検討し、定常時と過渡時で、q軸インダクタンスにクロスサチュレーションを考慮することで推定精度が高く、安定した制御が可能になることを明らかにした。SynRMの高効率制御法である最大トルク／電流制御（MTPA制御）の条件を自動的に探索する手法として、d、q軸電流に対して非線形に変化する磁束鎖交数を運転点近傍で平面にモデル化し、オンラインで同定したモデルパラメータを利用したMTPA条件の探索手法を検討した。RTモデルを用いたMATLAB/Simulinkによるシミュレーションの結果、電流条件で多少の誤差はあるもののMTPA条件近傍を探索できることを確認した。

使用有限元方法通过磁场分析得出了同步不感染电动机（Synrm）的D-Q轴电感特性（Synrm），并确认了交叉饱和度，并使用D-Q轴电流的非线性多项式功能进行了建模。检查了该算法的位置估计方法和电动参数参数估计方法在停止或慢速速度时进行了估计方法，并使用模拟模型（RT模型）检查了位置估计特性和电动机参数识别特性，这些模型（RT模型）也可以考虑到从磁场分析中得出的非线性性。证实使用高频应用方法在初始位置估计方法中估计误差在±0.1°的范围内。此外，使用估计的位置信息，电流和电压信息，可以使用顺序最小二乘方法来识别Synrm在停止状态下的电阻和D和Q轴电感。为了在同步的中等和高速操作过程中实现无传感器控制，我们研究了通过模拟和部分实验进行扩展诱导的电压估计方法中使用的电感模型对传感器控制性能的影响，并揭示了在稳定和瞬时Q轴电感中的交叉饱和度可以实现高估计精度和稳定的控制。作为一种自动搜索Synrm高效率控制方法的条件，最大扭矩/电流控制（MTPA控制）的方法，我们建模了磁通量链接，该磁通量链接对工作点附近的飞机中的D和Q轴电流进行非线性变化，并使用在线标识的模型参数研究了MTPA条件。由于使用MATLAB/SIMULINK使用RT模型进行了仿真，我们确认可以搜索MTPA条件附近，尽管当前条件有一些错误。

项目成果

インダクタンスモデルが磁気飽和を有するSynRMのセンサレス制御性能に及ぼす影響の実機検証

实际验证电感模型对磁饱和SynRM无传感器控制性能的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Yihang Cheng;and Kimitoshi Murano;辻井友祐馬，森本茂雄，井上征則，真田雅之
• 通讯作者: 辻井友祐馬，森本茂雄，井上征則，真田雅之