永久磁石同期モータのベクトル制御

詳細目次

第1部　総論
第1章　駆動制御の概要
1.1　目的
1.2　永久磁石同期モータの概要
　1.2.1　ブラシレス
　1.2.2　突極と非突極
　1.2.3　回転子構造
　1.2.4　固定子巻線
1.3　モータ駆動制御系の概要
　1.3.1　全体構成
　1.3.2　トルク制御と電流制御
　1.3.3　速度制御
　1.3.4　位置制御
　1.3.5　複合制御
1.4　駆動領域と定格
　1.4.1　4象限駆動
　1.4.2　定トルク領域と定出力領域
　1.4.3　加速定数とパワーレイト
第2部　鉄損考慮を要しないモータのためのベクトル制御技術
第2章　動的数学モデル
2.1　目的
2.2　数学の準備
　2.2.1　直交行列と直交変換
　2.2.2　奇数多相信号のための直交変換
　2.2.3　偶数多相信号のための直交変換
　2.2.4　ベクトル回転器と交代行列
　2.2.5　鏡行列
　2.2.6　ループベクトル
　2.2.7　状態方程式
2.3　電気回路の準備
　2.3.1　単相交流回路
　2.3.2　三相交流回路
2.4　非突極形同期モータの動的数学モデル
　2.4.1　回路方程式
　2.4.2　トルク発生式
2.5　突極形同期モータの動的数学モデル
　2.5.1　回路方程式
　2.5.2　トルク発生式
　2.5.3　エネルギー伝達式
　2.5.4　トルク発生原理に基づく自己整合性の検証
2.6　三相信号を用いた動的数学モデル
　2.6.1　平衡ベクトルと平衡循環行列
　2.6.2　動的数学モデル
第3章　動的ベクトルブロック線図と動的ベクトルシミュレータ
3.1　目的
3.2　準備
　3.2.1　直流モータの再検討
　3.2.2　動的数学モデル
3.3　動的ベクトルブロック線図
　3.3.1　逆D因子の実現
　3.3.2　A形ベクトルブロック線図
　3.3.3　B形ベクトルブロック線図
3.4　動的ベクトルシミュレータ
第4章　ベクトル制御系の構造と設計
4.1　目的
4.2　システム設計の準備
　4.2.1　システム構造と内部モデル原理
　4.2.2　周波数応答と時間応答とにおける速応性
　4.2.3　1次遅れ制御対象に対する制御器設計法
4.3　dq同期座標系上の電流制御器を用いたベクトル制御
　4.3.1　システム構造
　4.3.2　固定子電流の制御法
　4.3.3　制御性能の1例
4.4　D因子制御器を用いたベクトル制御
　4.4.1　二相信号用のD因子制御器
　4.4.2　三相信号用のD因子制御器
　4.4.3　応答の比較
第5章　高効率・広範囲駆動のための電流指令法
5.1　目的
5.2　展開の準備
　5.2.1　拘束条件つき最適化問題の解法
　5.2.2　連立非線形方程式の再帰形解法
　5.2.3　有効電力と無効電力
5.3　トルク指令に基づく電流指令法
　5.3.1　数学モデルと駆動領域
　5.3.2　非電圧制限下の最小電流規範
　5.3.3　非電圧制限下の最大力率規範
　5.3.4　電圧制限下の最小電流規範
　5.3.5　電圧制限下の最大トルク規範
　5.3.6　広範囲駆動のための電流指令法の結合
5.4　電流ノルム指令に基づく電流指令法
　5.4.1　非電圧制限下の最大トルク規範
　5.4.2　非電圧制限下の最大力率規範
　5.4.3　電圧制限下の最大電圧規範
　5.4.4　最大出力規範
　5.4.5　広範囲駆動のための電流指令法の結合
第3部　鉄損考慮を要するモータのためのベクトル制御技術
第6章　鉄損を考慮したベクトル制御
6.1　目的
6.2　動的数学モデル
　6.2.1　目的と準備
　6.2.2　固定子の統一数学モデル
　6.2.3　SP-PMSMの動的数学モデル
6.3　動的ベクトルブロック線図と動的ベクトルシミュレータ
　6.3.1　目的
　6.3.2　A形ベクトルブロック線図
　6.3.3　B形ベクトルブロック線図
　6.3.4　動的ベクトルシミュレータ
6.4　ベクトル制御系の構造と設計
　6.4.1　目的
　6.4.2　電圧情報をフィードバック利用したベクトル制御系
　6.4.3　D因子制御器を用いたベクトル制御系
　6.4.4　設計と制御性能の1例
6.5　高効率・広範囲駆動のための電流指令法
　6.5.1　目的
　6.5.2　数学モデル
　6.5.3　非電圧制限下の最小総合損失規範
　6.5.4　電圧制限下の最小総合損失規範
　6.5.5　電圧制限下の最大トルク規範
　6.5.6　広範囲駆動のための電流指令法の結合
6.6　等価鉄損抵抗の同定
　6.6.1　目的
　6.6.2　同定基本式
　6.6.3　同定アルゴリズム
　6.6.4　同定システム
　6.6.5　同定実験
第4部　上位系のための制御技術
第7章　速度制御と位置制御
7.1　目的
7.2　速度制御
　7.2.1　速度制御系の基本構造と設計
　7.2.3　モデルフォローイング制御と外乱オブザーバ
　7.2.4　I-P制御器とI-PD制御器
　7.2.5　2自由度制御系
7.3　位置制御
　7.3.1　位置制御系の基本構造と設計
　7.3.2　サーボ剛性
7.4　複合制御
　7.4.1　速度制限を考慮したトルク制御
　7.4.2　操作量制限付き制御とワインドアップ
　第5部　リニアモータのためのベクトル制御技術
第8章　リニアモータのベクトル制御
8.1　目的
8.2　モータの基本構造
8.3　動的数学モデル　
8.4　動的ベクトルブロック線図と動的ベクトルシミュレータ
8.5　制御系の基本構造と設計
　8.5.1　制御系構造と制御器設計
　8.5.2　設計例と応答例
　第6部　駆動制御に関連した重要技術
第9章　D因子システム
9.1　目的
9.2　数学の準備
9.3　二相信号用D因子フィルタ
　9.3.1　ベクトル回転器同伴フィルタ
　9.3.2　D因子の構築
　9.3.3　D因子フィルタの定義と基本特性
　9.3.4　D因子フィルタの実現
　9.3.5　D因子フィルタの応答例
　9.3.6　D因子制御器への展開
9.4　二相信号用D因子システム
　9.4.1　課題と目的
　9.4.2　D因子システムの性質
　9.4.3　解析結果の適用例
　9.4.4　D因子システムの応答例
9.5　三相信号用D因子フィルタ
　9.5.1　課題と目的
　9.5.2　3×3D因子の構築
　9.5.3　3入出力D因子フィルタと基本特性
　9.5.4　3入出力D因子フィルタの実現
　9.5.5　3入出力D因子フィルタの有用性
　9.5.6　3入出力D因子フィルタの応答例
　9.5.7　3入出力D因子制御器への展開
9.6　D因子フィルタの振幅位相補償器
第10章　物理パラメータの離散時間同定
10.1　目的
10.2　サンプリングとz変換
　10.2.1　デルタ関数
　10.2.2　直交関数系
　10.2.3　一般化フーリエ級数と複素フーリエ級数
　10.2.4　z変換
　10.2.5　遅れ演算子
10.3　離散時間適応同定アルゴリズム
　10.3.1　汎一般化同定アルゴリズム
　10.3.2　スカラ適応ゲイン
　10.3.3　行列適応ゲイン
10.4　物理パラメータの離散時間同定原理
　10.4.1　課題の記述
　10.4.2　整形分離フィルタ
　10.4.3　離散時間同定のための基本式
10.5　離散時間同定信号の生成
　10.5.1　同定信号生成の基本概念
　10.5.2　演算子変換法
　10.5.3　入力信号のゼロ次近似法
　10.5.4　入力信号の1次近似法
　10.5.5　入力信号の2次近似法
　10.5.6　行列指数関数の評価
10.6　同定システムの基本構造と具体例
　10.6.1　同定システムの基本構造
　10.6.2　同定システムの具体例
第11章　電力変換器のためのPWM
11.1　目的
11.2　三相電圧形インバータの基本構造
11.3　スイッチングと発生電圧
　11.3.1　線間電圧と相電圧
　11.3.2　空間ベクトル電圧
11.4　空間ベクトルPWM
　11.4.1　時空ベクトル
　11.4.2　基本空間ベクトル電圧の特定
　11.4.3　発生期間の特定
　11.4.4　スイッチング信号の生成
11.5　直線信号比較PWM
　11.5.1　のこぎり波比較PWM
　11.5.2　三角波比較PWM
11.6　直線信号比較PWMにおける電圧利用率
　11.6.1　電圧利用率の低減
　11.6.2　電圧利用率低減の原因と回復
11.7　スイッチング回数の低減
　11.7.1　スイッチング損失の発生原理
　11.7.2　第7基本空間ベクトルの排除
　11.7.3　第0基本空間ベクトルの排除
11.8　デッドタイムの挿入と補償
　11.8.1　デッドタイムの挿入と実効応答
　11.8.2　デッドタイムの補償
11.9　電圧指令の非線形変調
　11.9.1　課題と目的
　11.9.2　非線形変調法
　11.9.3　実験

参考文献
索引