215 – 制御シミュレータとJMAG-RTを用いたデルタ結線を有するIPMモータのシミュレーション

アプリケーションノート・モデルデータ

概要

従来、モータの制御設計とモータ設計は独立したプロセスとなることが多く、協調設計が難しい状態にあります。一方、高度なモータ制御設計のために、より詳細で実機に即した挙動を示すモータモデルが制御シミュレーションで求められています。
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モータモデルを作成することが出来ます。このモータモデル“JMAG-RTモデル”を制御/回路シミュレータに組み込むことにより、モータの磁気飽和特性や空間高調波とモータドライバの制御特性の両方を考慮した連携シミュレーションを行うことができます。また、モータがデルタ結線を有する場合は循環電流が流れます。これは、銅損やトルクリップルの増加に繋がるため、モータ駆動時の循環電流をモニタリングし、制御設計やモータ設計にフィードバックすることが有益です。
ここでは、JMAG-RTモデルとして制御/回路シミュレータへ取り込んで、IPMモータ駆動時の循環電流をモニタリングしています。

制御回路

指令値は回転数1,800(r/min)とd軸電流0(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。
制御回路の制御部を図1に、回路部とモータを図2に示します。

回転数波形、d軸電流波形

回転数波形を図3、d軸電流波形を図4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。

電流波形

定常状態における線電流波形を図5、相電流波形を図6、循環電流波形を図7に示します。
デルタ結線を有するモータでは逆起電力のアンバランスにより循環電流が流れ、銅損やトルクリップルの原因となり得ます。
本例題では線電流、相電流の半分程度の循環電流が流れており、損失に対する寄与度が大きいことが分かります。

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