255 – 3次元補正を用いたIPMモータのN-Tカーブ評価

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アプリケーションノート・モデルデータ

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。
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。
近年、モータの薄型化、高出力化によってプラントモデル作成時の2次元近似が成り立たなくなってきました。一方で、一部の動作点について3次元解析を行い、プラントモデルの特性を補正することによって計算時間を抑えたままモデルを高精度化することが出来ます。
ここでは、補正機能を使ってN-Tカーブを求めた事例をご紹介します。

N-Tカーブ

3Dモデル、2Dモデル、2Dモデル(補正時)のN-Tカーブを図1に示します。
低速時の最大トルクは3Dと2Dで差異が大きいことが分かります。これは、2Dではモータ端部における磁気飽和が過小評価されることで、トルクが過大評価されているためです。また、補正を行うことで、N-Tカーブが3Dと同様となることが分かります。

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