著者

冨田 睦雄

巻号頁・発行日

1998-03-25

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本研究は、ブラシレス直流モータの位置・速度センサレス制御において、位置・速度推定の安定性が確保できる方法を提案し、センサレスでブラシレス直流モータを始動ならびに低速運転することのできる方法を提案することである。本論文は、次の6章から構成される。第1章では、本論文の背景と目的について示した。第2章では、ブラシレス直流モータの界磁と速度を推定するための適応スライディングオブザーバの構成法について述べる。位置は、推定した界磁の方向から求める。リアプノフの安定論を用い、速度適応同定則を導出し、速度推定誤差にロバストな磁束推定を実現する極配置設計について述べる。さらに、適応スライディングオブザーバを用いたブラシレス直流モータの位置・速度センサレス制御の有効性をシミュレーションにより確認する。第3章では、ブラシレス直流モータの速度起電力を推定するための外乱オブザーバの構成法について述べる。位置は、推定した速度起電力の方向から求める。ポポフの超安定論によって安定性を保証し、推定した速度起電力を用いた速度適応同定について述べる。さらに、DSP(Digital Signal Processor)を用いて、外乱オブザーバと速度適応同定を実機実装し、ブラシレス直流モータの位置・速度センサレス制御の有効性を確認する。第4章では、これまで困難とされてきた速度起電力が発生しない停止状態での位置推定法について述べる。回転子表面に導電性非磁性材料を貼付することにより、インダクタンスが変化する原理をモデルを用いて示す。次に、インダクタンスの変化により、2相通電を行なった時に残りの1相の電圧が、回転子位置に従って変化することを利用した停止位置の推定法について述べる。さらにマイクロコンピュータを用いた実験によって、本方法の有効性を確認する。第5章では、モータを零速度から速度起電力を用いたセンサレス駆動が可能となる速度まで加速する方法について述べる。停止状態の通電は、第4章で提案した停止位置推定法を用いる。最初に、120度形通電(2相通電)で運転する時に、残りの1相にわずかな速度起電力とともに、インダクタンスの変化による電圧の変化が重畳することを示す。次に、わずかに発生する速度起電力の影響を除去し、回転子の位置に従って変化する電圧を利用し、センサレス運転が可能となることを示す。さらに、マイクロコンピュータを用いた実験によって、本方法の有効性を確認する。第6章は、本研究で得られた成果をまとめ、望ましいセンサレス制御について述べ、今後の課題について述べる。

著者

冨田 睦雄 道木 慎二 大熊 繁

出版者

The Institute of Electrical Engineers of Japan

雑誌

電気学会論文誌D(産業応用部門誌) (ISSN:09136339)

巻号頁・発行日

vol.115, no.6, pp.765-774, 1995-05-20 (Released:2008-12-19)

参考文献数

11

被引用文献数

1 3

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It has been known that a state equation of a blushless DC motor is a nonlinear one. Recently, new linear state equation and a position and velocity sensorless control system with the full-order observer based on the equation has been proposed. But the pole assignment of the observer has not been presented clearly. In this paper, we propose an adaptive sliding observer for this linear state equation and present clearly the pole assignment of the sliding observer for robust flux estimation with estimated velocity error. The simulation shows that the proposed system is very useful.

著者

陳 志謙 冨田 睦雄 千住 智信 道木 慎二 大熊 繁

出版者

The Institute of Electrical Engineers of Japan

雑誌

電気学会論文誌D(産業応用部門誌) (ISSN:09136339)

巻号頁・発行日

vol.118, no.7-8, pp.828-835, 1998-07-01 (Released:2008-12-19)

参考文献数

7

被引用文献数

8 7

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The equation of brushless dc motors is nonlinear, to which linear control theories are difficult to apply. In this paper, firstly, a disturbance observer to estimate rotor positions is proposed. By assuming the non-linear term of the e. m. f. as a kind of disturbance, the model of the brushless dc motors becomes a linear one so that the disturbance observer can be applied. Secondly, a velocity estimator using the e. m. f. estimated by the disturbance observer is proposed. The observer and estimator are 2nd-order systems. Thus they are simple and easy for tuning. Their pole assignments and influences of parameter deviations are also discussed. The experimental results show that the proposed method is valid.

著者

市川 真士 陳 志謙 冨田 睦雄 道木 慎二 大熊 繁

出版者

The Institute of Electrical Engineers of Japan

雑誌

電気学会論文誌D(産業応用部門誌) (ISSN:09136339)

巻号頁・発行日

vol.122, no.12, pp.1088-1096, 2002-12-01 (Released:2008-12-19)

参考文献数

17

被引用文献数

42 64

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Salient-pole permanent magnet synchronous motors have been widely used in industrial applications for their high efficiency. To control these motors, knowledge of rotor position and velocity are necessary and expensive sensors have been used to detect these signals. Although many sensorless control algorithms have been developed for cylindrical permanent magnet motors, they cannot be applied for salient-pole machines without any approximation because of the complicated mathematical model, and this may lead to unstable problems. To solve this problem, new extended electromotive force models for synchronous motors have been proposed in this paper. The proposed models have a simple structure integrating position information both in the magnet and in the inductance into one extended electromotive force term. Using these models, no approximation is necessary. Experimental results show that the proposed model and method are valid.

著者

冨田 睦雄 佐藤 光彦 山口 英之 道木 慎二 大熊 繁

出版者

The Institute of Electrical Engineers of Japan

雑誌

電気学会論文誌D(産業応用部門誌) (ISSN:09136339)

巻号頁・発行日

vol.116, no.3, pp.363-364, 1996-02-20 (Released:2008-12-19)

参考文献数

2

著者

高島 大 冨田 睦雄 陳 志謙 佐藤 光彦 道木 慎二 大熊 繁

出版者

The Institute of Electrical Engineers of Japan

雑誌

電気学会論文誌. D, 産業応用部門誌 = The transactions of the Institute of Electrical Engineers of Japan. D, A publication of Industry Applications Society (ISSN:09136339)

巻号頁・発行日

vol.123, no.6, pp.762-763, 2003-06-01

被引用文献数

1

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This paper proposes to paste non-magnetic materials on the rotor surface of a cylindrical brushless DC motor and to use the model including the extended e.m.f. for sensorless control. In the proposed method, the inductance changes depending on the rotor position because of eddy currents, which flow on the non-magnetic material at high frequency. The rotor position can be estimated at standstill and at low speeds. The simulation results show that the proposed method is very useful.