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概要
制御設計とモータ設計は異なる設計者が設計するため、協調設計が難しい状態にあります。しかし、昨今の高度化した要求を実現するためには、開発初期の段階でモータ設計と制御/回路設計を協調しながら課題の洗い出しを行うことが重要になります。協調設計では、高精度なプラントモデルを用いた回路シミュレーションが活用できます。
シンクロナスリラクタンスモータ（以下、SynRM）の駆動時は電磁鋼板の磁化特性の非線形領域を使用するため、インダクタンスも非線形的な挙動を示します。これより、線形理論式に沿った計算手法では精度の高いプラントモデルを作成することが出来ません。JMAGでは、モータが含有する磁気飽和特性や空間高調波を考慮した詳細で実機に即したプラントモデルを作成することが出来ます。
ここでは、SynRMのJMAG-RTモデルを制御/回路シミュレータへ取り込んで、電流と速度を制御する回路シミュレーションを行っています。なお、理想モータモデルとの比較を行っています。
シンクロナスリラクタンスモータ（以下、SynRM）の駆動時は電磁鋼板の磁化特性の非線形領域を使用するため、インダクタンスも非線形的な挙動を示します。これより、線形理論式に沿った計算手法では精度の高いプラントモデルを作成することが出来ません。JMAGでは、モータが含有する磁気飽和特性や空間高調波を考慮した詳細で実機に即したプラントモデルを作成することが出来ます。
ここでは、SynRMのJMAG-RTモデルを制御/回路シミュレータへ取り込んで、電流と速度を制御する回路シミュレーションを行っています。なお、理想モータモデルとの比較を行っています。
制御回路
制御回路を図1に示します。指令値は回転数600(r/min)とd軸電流-5(A)としており、電圧指令値がインバータを介してモータに接続されています。
回転数波形、d軸電流波形
JMAG-RTモデルと理想モータモデルの回転数波形を図2、d軸電流波形を図3に示します。
両者とも、指令値に落ち着いていることが分かります。また、立ち上がりに関しては両者の挙動に違いがあることが分かります。
コイル電流波形、トルク波形
理想モータモデルおよびJMAG-RTモデル使用時のコイル電流波形を図4と図5、トルク波形を図6に示します。
立ち上がりに関してはJMAG-RTモデルの方が大きな電流が流れていますが、発生しているトルクが低くなっています。これは、コアの磁気飽和を厳密に考慮しているためです。また、定常状態のトルク波形を見ると、空間高調波によるトルクリップルが発生していることがわかります。
