IPMモータのベクトル制御について

質問

こんにちは、

下記HPを見ますと、
ベクトル制御の特長

従来方式（120°通電方式）はモータに印加する電流が方形波であるのに対しベクトル制御は回転子の位置（磁石の角度）に対して正弦波になるような電圧を印加してモータ電流を制御することが可能になります。

と書いてます。
ベクトル制御によって、なぜ方形波が正弦波になるのか？その仕組みを教えてください。

http://www.tosei-s.co.jp/technical/tech_lifter02.html

回答No.2

foobar · ベストアンサー

#1補足欄に関して。

1)PWMによって正弦波電圧を作る。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%91%E3%83%AB%E3%82%B9%E5%B9%85%E5%A4%89%E8%AA%BF
の下の方にある「インバータにおけるPWMの例」が参考になるかと思います。
出力したい周波数よりもはるかに高い周波数（キャリア周波数、またはスイッチング周波数）でON/OFFします。このONとOFFの比率を正弦波状に変えれば、平均すると正弦波の電圧になります。（正弦波電圧＋キャリア周波数の高調波、という形になります。）

後半の「図４に示すようにモータ電流とモータ電圧の位相差を制御することで，」はちょっと変かなと思います。どちらかというと、運転中に関しては、モータに正弦波の電圧をかけた時に流れる電流の大きさと位相差から磁極の位置を推定して制御に利用する、、という形になっています。

その際、起動時の磁極位置推定をどうするか、という課題が出ますが、キャリア周波数のリプル成分を利用して検出るる方法などが検討されているようです。

もっとも、高精度高速なトルク制御が必要でなければ、ゆっくり電圧や周波数を変えれば特に位相検出をしなくても脱調しなく追従するかと思います。

お礼

お返事有難うございます。
わかりました。いつもご丁寧な回答深謝致します。

回答No.1

foobar

ベクトル制御と正弦波駆動は別物かと思います。
トルク脈動を抑えるために正弦波電圧の駆動を行い、トルクの制御応答を上げるためにdq成分毎に制御するベクトル制御を適用、という具合かと思います。

補足

お返事有難うございます。

＞トルク脈動を抑えるために正弦波電圧の駆動を行い、トルクの制御応答を上げるためにdq成分毎に制御するベクトル制御を適用、という具合かと思います。
難しですね。下記HPのP36にも、似たような文章があります。
下記も、矩形波を正弦波にした（？）ような表現になっておりますが、結局、どのような仕組みで矩形波（方形波）を正弦波にしているのでしょうか？

http://www.sharp.co.jp/corporate/rd/journal-82/pdf/82-07.pdf#search='モータ 動向'

（ｂ）電流位相差制御
ブラシレスDCモータは同期モータであり，ロータ位置を検出することが不可欠である。通常圧縮機内部は高温高圧のためセンサを内蔵できないため，従来は巻線誘起電圧によりロータ位置を検出する方式が採用されていた。この誘起電圧を検出するため，60度の無通電区間が必要で，120度矩形波通電制御が一般的に用いられている。但し，モータ電流が矩形波のため効率低下，電磁音の増加などの課題があり，モータ電流の正弦波化が望まれていた。この正弦波電流を実現するため，図４に示すようにモータ電流とモータ電圧の位相差を制御することで，誘起電圧を検出しなくても高効率駆動を実現する電流位相差制御が開発されエアコンに搭載されている。モータ電流の正弦波化は，高効率化，静音化以外にも，弱め界磁制御などを容易にしモータの運転範囲を拡大できるメリットもある。