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AC7 - 速度制御時のセンサーなしブラシレス DC モーター ドライブ

この例では、速度制御時の AC7 センサーなしブラシレス DC モーター ドライブを示します。

Souleman Njoya M., Louis-A. Dessaint (Ecole de technologie superieure, Montreal))

説明

この回路では、Specialized Power Systems ライブラリの AC7 ブロックの修正バージョンを使用します。これは、3 HP モーター用のブレーキ チョッパーを伴うセンサーなしブラシレス DC モーター ドライブをモデル化したものです。速度センサーとホール センサーを必要とする AC7 が、センサーなしとなっています。モーターの回転数と位置は、逆起電力オブザーバーを使用して、端子電圧と端子電流から推定されます [1]。転流信号 (ホール効果信号と等価) は、60 電気角度ごとに回転子の位置から生成されます。

永久磁石同期電動機 (台形逆起電力をもつ) には、Universal Bridge ブロックを使用して作成された PWM 電圧源インバーターから電力が供給されます。速度制御ループでは PI 制御器を使用して、電流コントロール ブロックのトルク基準を生成します。電流コントロール ブロックは、トルク基準に対応するモーターの 3 つの基準線電流を逆起電力と同相で計算し、三相電流制御器を使用してこれらの電流をモーターに供給します。

モーター電流、速度 (基準値、実際の値、推定値) およびトルクの信号は、ブロックの出力で利用できます。

シミュレーション

シミュレーションを開始します。モーターの固定子電流、回転子角速度、電磁トルクおよび DC 母線電圧を Scope で観察できます。速度指令値およびトルク指令値も表示されます。

t = 0 秒の時点で、速度指令値は 300 rpm です。速度が加速ランプに正確に追従していることを観察します。

t = 0.5 秒で、全負荷トルクがモーターに加えられます。モーター回転数に小さな外乱が観測されますが、すぐに安定化します。

t = 1 秒では、速度指令値は 0 rpm に変化します。速度は減速ランプに正確に追従して、0 rpm に減少します。

メモ:

1) 電力システムは 2 us のタイム ステップで離散化されています。速度コントローラーは 140 us のサンプル時間を、電流コントローラーは 20 us のサンプル時間を使用して、マイクロコントローラー制御デバイスのシミュレーションを実行します。

参考文献

1. TS Kim, BG Park, DM Lee, JS Ryu, DS Hyun, "A New Approach to Sensorless Control Method for Brushless DC Motors", International Journal of Control, Automation, and Systems, vol. 6, no. 4, pp.477-487, August 2008.