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213 - 巻線界磁型同期モータの回路制御シミュレーション

2018-01

Module: DP, RT

概要

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プラント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プラントモデル(JMAG-RTモータモデル)を作成することが出来ます。このプラントモデルを制御/回路シミュレータに組み込むことにより、磁気飽和や空間高調波など詳細なモータ特性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。
ここでは、巻線界磁型同期モータ(以下WFSM)のトルクやコイルのインダクタンスの電流依存性およびこれらに含まれる空間高調波成分をJMAG-RTを用いて求めます。さらに作成したJMAG-RTモータモデルをプラントモデルとして制御/回路シミュレータへ取り込んで、WFSMを電流制御するシミュレーションを行います。

電流波形、トルク波形、インダクタンス波形

ベクトル制御を行った時の界磁電流波形を図1、電機子電流波形を図2、トルク波形を図3、インダクタンス波形を図4および図5に示します。各波形より、電源投入直後は瞬間的に大きな電流が流れ、トルクも大きくなっていることが分かります。また、次第に定常状態に落ち着く様子が確認できます。一方でJMAG-RTモータモデルはモータの形状を考慮しているため、定常状態においてスロット形状に起因する空間高調波成分を含む電流、トルク波形が確認できます。

図1 界磁電流波形

図2 電機子電流波形

図3 トルク波形

図4 インダクタンス波形

図5 インダクタンス波形