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ベクトルインバータの電流センサについて

同期電動機のベクトル制御インバータについてご助言をお願い致します(_ _) ベクトル制御をするには電流センサを、モータの電源入力ラインに直列に挿入し、電流情報を制御系にフィードバックする必要がありますが、 電流センサは値段が少し高く、可能であれば使用せずにベクトル制御したいと考えています。 そこで、インバータの下段スイッチング素子の下などに、各相それぞれ直列に低抵抗(0.1Ωなど)を挿入し、その抵抗の両端から電圧情報を直接取りだし、制御系にフィードバックしてベクトル制御することは可能でしょうか? アイソレーションアンプなども使わずに非絶縁で直接取りだせるかどうか、となります。 電源電圧が100Vなど高電圧では不可能だろうとは思うのですが、低電圧(5Vなど)ではどうでしょうか? マイコンはH8かSHを想定しております。 ご意見お待ちしております。

noname#230358

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noname#230359

シャントから取り出すということであれば差動で高インピーダンスで受ければ アイソレーションしていなくても可能かとは思います。

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質問者からのお礼

回答ありがとうございます。 >シャントから取り出すということであれば差動で高インピーダンスで受ければ なるほど、参考にさせていただきます。

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  • 回答No.2
noname#230359

毎度JOです。 5Vのモータとは、このサイトとしては低電圧ですね ステッピングモーター等の同期モーターでしょうか 非絶縁のシャント抵抗のみで対応出来そうですが、上側アームのFETにもシャント抵抗は必要では有りませんか? 配線レイアウトには気を付けましょう シャント抵抗→OPアンプ等によるLPFや増幅→CPUのADコンバータと言う信号の流れです ノイズや電流の流れによる電圧変動が、GNDレベルに乗ると正確な電流値が取れません シャント抵抗のGND側を基準点にすると良いでしょう CPUもアナログGNDが有れば、シャント抵抗の基準点に接続すべきでしょう シャント抵抗が0.1Ωの場合、定格1Aで0.1Vの電圧が現れます ADコンバータに入力されるまでに30倍程度の増幅が必要です、 ADコンバータの最大分解能の半分以上のレベルで入力するべきです ベクトル制御ですから、FETのON期間中の電流変動を見る事になります 最低でもこの期間中は電流信号が変動しない様な対策が必要になります しかしこの様な小型モーターでベクトル制御とは、 何に使用するモータだろう? ちょっと気になる所です

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質問者からのお礼

ご回答ありがとうございます。 >非絶縁のシャント抵抗のみで対応出来そうですが、 >上側アームのFETにもシャント抵抗は必要では有りませんか? これは上側アームにも挿入しないと正確な情報が取れないということでしょうか? >シャント抵抗のGND側を基準点にすると良いでしょう >CPUもアナログGNDが有れば、 >シャント抵抗の基準点に接続すべきでしょう ということは、主回路のGNDとLPFと増幅回路、CPUのADに入るところのGNDを共通にするということでしょうか? いろいろと再度質問する形となってしまいまして、申し訳ないです。 >何に使用するモータだろう? ちょっと気になる所です 趣味で作っているラジコンカーなどに積めるといいなと思っています。

  • 回答No.1
noname#230359

>電流センサは値段が少し高く、可能であれば使用せずにベクトル制御したいと考えています。 恐らく、電流センサが一番安価になると思います 何しろ、単体で絶縁されていますから それ以外の手段ではもっと高価なアイソレーションアンプが必要になります >電源電圧が100Vなど高電圧では不可能だろうとは思うのですが、低電圧(5Vなど)ではどうでしょうか? これはどう言う意味でしょうか? モータ主回路電圧がAC5V? まさかの3相AC5Vモータを特注? それともパソコン内臓HDDのスピンドルモータ程度の超小型モータ? >言葉足らずで申し訳ありません、インバータの電源が直流5V程度という意味です。 >小型モータを想定しています。 この小型と言うのは少なくともこのサイトで扱ってる範疇(一般産業機械)でなら 10W~100W程度を想定しています 5Vモータと言うのは私の知る限りではHDDスピンドルモータ程度しか思いつきません 具体的に何W?(何ミリワット?) 用途は何?  (企業秘密で書けなくともHDDスピンドル相当とかインクジェットプリンタ送りローラ程度とかは書けると思う) 因みに、私はそこまで小さなモータを扱ったことが無いので判りません でも、少なくともそれらが明確になれば他の方からもっとマシな回答は期待できるでしょう もしかすると絶縁も必要なく電流シャント直結だけで良いかも?

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質問者からのお礼

素早いご回答、大変感謝いたします。 >恐らく、電流センサが一番安価になると思います >何しろ、単体で絶縁されていますから >それ以外の手段ではもっと高価なアイソレーションアンプが必要になります なるほど、やはり情報を取るには電流センサか、それ以外だと、電流センサより高価なアイソアンプを使う以外に方法は無いみたいですね・・・。 >>電源電圧が100Vなど高電圧では不可能だろうとは思うのですが、 >低電圧(5Vなど)ではどうでしょうか? >これはどう言う意味でしょうか? 言葉足らずで申し訳ありません、インバータの電源が直流5V程度という意味です。 小型モータを想定しています。 実は5V程度直流電源でインバータを駆動して小型モータをベクトル制御するところまではできたのですが、電流センサをなくせればもっと安く作れるかと思いまして質問させていただきました。 貴重なご意見、ありがとうございます。 またなにかありましたら、ご意見頂けるとありがたいです。 重ね重ねご返信していただきありがとうございます。 >10W~100W程度を想定しています おそらくこの程度だと思います。 モータのデータシートに書かれてある定格は5V、2Aとなっています。 私は企業の人間ではなく、趣味で研究開発もどきをやっています。 なので説明がしっかりしておらず、申し訳ないです。 >インクジェットプリンタ送りローラ程度 こちらに近いかと思います。 >もしかすると絶縁も必要なく電流シャント直結だけで良いかも? これができたら電流センサがいらなくなっていいなぁって思います。 今使っている電流センサはLEM社のものですが、二個で数千円にはなりますので、かなりの省コスト化が期待できるからです。 電源は高砂製作所の定電圧源を使っていますが、定格トルクを出しても主回路に1Aも流れていないので、絶縁しなくてもいいのかな、と考えています。 ただ、SHが燃えると少し辛いので質問させていただきました。 また何かございましたらご助言していただけると嬉しいです。

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