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。

采用有限元法通过磁场分析导出了因强磁饱和而产生交叉饱和的同步磁阻电机（SynRM）的 d 轴和 q 轴电感特性，并确认发生了交叉饱和。 ，并且可以使用非线性多项式函数对 d 轴和 q 轴电流进行建模。我们研究了SynRM停止和低速时的位置估计方法和电机参数估计方法的算法，并使用可以考虑磁场分析导出的非线性的仿真模型（RT模型）进行了仿真参数识别。的特点进行了调查。我们确认使用高频应用方法的初始位置估计方法的估计误差在±0.1°左右。我们还确认，可以使用估计的位置信息和电流/电压信息，使用迭代最小二乘法来识别停止状态下 SynRM 的电阻以及 d 轴和 q 轴电感。为了实现SynRM中高速运行时的无传感器控制，通过仿真和实验研究了扩展感应电压估计方法中使用的电感模型对无传感器控制性能的影响，确定了q。通过考虑轴电感的交叉饱和，估计精度高并且可以进行稳定的控制。作为自动搜索最大扭矩/电流控制（MTPA 控制）条件的方法（SynRM 的高效率控制方法），绘制了相对于 d 轴和 q 轴电流非线性变化的磁链我们研究了一种使用在线识别的模型参数来搜索 MTPA 条件的方法。通过使用 RT 模型使用 MATLAB/Simulink 进行仿真的结果，我们确认可以围绕 MTPA 条件进行搜索，尽管当前条件存在一些误差。

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: 辻井友祐馬;森本茂雄;井上征則;真田雅之
• 通讯作者: 真田雅之