PM同期モータのベクトル制御

車は人間の生活や活動において不可欠なものですが、化石燃料で走る車は地球環境の悪化に大きく作用していることは間違いありません。近年、蓄電池やモータ特に小型軽量・高効率な永久磁石 (PM)同期モータの高性能化によって、地球にやさしい電気自動車やハイブリッド自動車、様々な電動アシスト車両などが実用化され、急速に普及しています。 　ベクトル制御は、PM同期モータの性能を最大限に引き出す優れた制御法であり、モータ駆動のコア技術として位置づけられます。講師はベクトル制御インバータが世界で初めて大型プラントに適用された1979年直後から交流モータのベクトル制御の教育と研究に携わってきました。 　本セミナーでは、PM同期モータのベクトル制御技術の基本となるモータの数式モデルの成り立ちから特性解析および様々な特性を引き出す制御の原理と方法について、それらの基本を解説します。

1. PM 同期モータの構造と原理
2. PM同期モータのベクトル制御と基礎式
   1. PMSMの電気回路に関する数式モデルの導出
      1. 三相モデル
      2. 三相モデルから静止二相モデル (交流モデル) へ
      3. 静止二相モデルから回転二相モデル (直流モデル) へ
      4. 定常における実効値とベクトルの大きさ
   2. d-q座標系で表したPMSMの基本特性
      1. 電圧降下,電機子反作用と速度起電力
      2. 速度起電力と電機子磁束鎖交数
      3. 電機子鎖交磁束と逆起電力の大きさと弱め磁束運転
      4. PMSMの瞬時電力と発生トルク
      5. 伝達関数とブロック線図
      6. DCモータとの等価性
      7. d-q軸の非干渉化と線形モデル
      8. 速度起電力の補償
3. IPM同期モータの電流特性と高効率駆動・運転領域の拡大
   1. 定格値について
   2. スピード・トルク特性と制限
   3. いろいろな条件における制限と電流ベクトルの軌跡
      1. 電流制限と定電流円
      2. トルク制限と定トルク曲線
      3. 定磁束楕円 (V/f 一定制御) と磁束制限
      4. 最大トルク/電流 (MTPA,Maximum Torque per Ampere) 時の電流ベクトル軌跡
      5. 弱め磁束制御における制限
   4. 高効率制御と運転領域の拡大
4. 三相インバータによるPM同期モータ駆動の原理
   1. インバータの構成と原理
   2. PWMインバータ
   3. デッドタイムの補償