永久磁石モータドライブの制御技術

超強力のネオジウム永久磁石が特許切れで低コストで使えるようになり、今、産業界では永久磁石モータが大ブームとなっています。永久磁石モータにはDCサーボモータ、ブラシレスDCモータもありますが、現在は最も高性能なACサーボモータが主流です。 　本セミナーではまずACサーボモータの二種類の基本構成、つまりSPMとIPMを紹介します。構造の違いによるトルク特性の相違を押さえておきます。次にその基本的制御方法について解説します。基本となるのは座標変換と二軸理論によるACサーボモータの伝達関数モデル化です。これを数式を最小限にしてビジュアルにわかりやすく説明します。 　従来の数式に頼った説明は難解ですが、ビジュアルに理解すれば、座標変換も二軸理論も実はとっても簡単なのです。ACサーボモータは交流モータですがこのモデル化をすれば、制御が簡単なDCサーボモータと同一の取り扱いができます。その上、DCサーボモータより自由度が多い分だけいろいろな制御が可能です。 　これら制御法によって、ACサーボモータの機能を最大限に引き出す方法についても解説します。

1. ACモータの回転原理とドライブ回路
   1. 永久磁石材料:開発の経緯と現状
   2. 構造:SPMとIPM
   3. 回転原理
   4. 磁石トルク:基本のトルク成分
   5. IPMに特有のリラクタンストルク:追加のトルク成分
2. ACモータのモデル化とドライブ制御法の基本
   1. 交流回路方程式
   2. 二軸理論
   3. 座標変換
   4. ベクトル制御の原理
   5. ベクトル制御の構成・制御・実装法
   6. モータ電流の非干渉制御
3. IPM形ACサーボモータの機能を最大限に引き出す各種制御法
   1. リラクタンストルクの制御
   2. 最大トルク制御
4. 高速回転用途に特有の制御法
   1. 高速回転用途の具体的事例:ハイブリッド自動車、電車、工作機械など
   2. 高速回転用途で克服すべき問題点:電源電圧不足
   3. 電源電圧不足解消のための各種制御法1:
      1. チョッパの基本は降圧チョッパ
      2. 特殊用途の昇圧チョッパ
      3. 昇圧チョッパでPAM制御
   4. 電源電圧不足解消のための各種制御法2:
      1. インバータのPWM制御法
      2. インバータの過変調PWM制御
      3. インバータの1パルス制御
   5. 電源電圧不足解消のための各種制御法3:モータへの工夫
      1. モータの逆起電力
      2. 磁束弱め制御
• 質疑応答