徹底解説！誘導モータの制御技術―基本からセンサレスベクトル制御の実践まで（設計技術シリーズ） [単行本]

徹底解説！誘導モータの制御技術―基本からセンサレスベクトル制御の実践まで（設計技術シリーズ） の 商品概要

• 要旨（「BOOK」データベースより）

  豊富なシミュレーション・実験波形の例でしっかり身につく。

• 目次

  第１章　モータ・ドライブの基礎
  
  １.１　回転機の特徴
  
  （１）モータのトルク発生原理
  
  （２）回転機の宿命「逆起電力（速度起電圧）」
  
  （３）回転数と速度起電圧の関係
  
  １.２　各種モータの中の誘導モータ
  
  （１）モータの分類
  
  （２）誘導モータは「変圧器」が回っているモータ
  
  （３）各種モータの比較
  
  （４）弱め界磁とは？
  
  １.３　モータの機械出力と電力の関係
  
  １.４　モータの機械負荷
  
  
  
  第２章　誘導モータの数式モデル
  
  ２.１　アラゴの円盤
  
  ２.２　誘導モータの回転原理
  
  ２.３　数式モデル
  
  （１）三相モデル
  
  （２）αβ軸モデル
  
  （３）dq軸モデル
  
  ２.４　ブロック線図モデル
  
  
  
  第３章　インバータ技術
  
  ３.１　インバータの概要
  
  ３.２　パワー半導体素子によるPWM制御
  
  （１）PWM制御の原理
  
  （２）三相PWM方式
  
  （３）スイッチ動作の損失
  
  ３.３　各種PWM制御方式
  
  （１）正弦波変調
  
  （２）3次調波加算方式
  
  （３）2相変調方式
  
  ３.４　インバータを用いる場合の制御上の課題
  
  （１）制御処理周期と三角波キャリアの関係
  
  （２）デッドタイムの挿入
  
  ３.５　インバータの回路構成
  
  （１）インバータの全体構成
  
  （２）絶縁型のゲート・ドライブ回路
  
  （３）非絶縁型のゲート・ドライブ回路
  
  （４）パワーモジュール
  
  
  
  第４章　フィードバック制御
  
  ４.１　誘導モータの制御構成
  
  ４.２　制御開発のフロー
  
  ４.３　電流制御系の設計（直流モータの例）
  
  （１）制御対象のモデル化（ブロック線図表記）
  
  （２）等価変換
  
  （３）制御設計
  
  （４）ソフトウエアによる実装
  
  ４.４　速度制御系の設計（直流モータの例）
  
  
  
  第５章　V/F一定制御
  
  ５.１　V/F一定制御の原理
  
  ５.２　シミュレーション
  
  ５.３　V/F一定制御の基本構成での実験
  
  （１）制御の基本構成
  
  （２）実験結果
  
  ５.４　デッドタイム補償を付加したV/F一定制御の実験
  
  （１）デッドタイム補償の構成と原理
  
  （２）実験結果
  
  ５.５　始動時の電流補償を付加したV/F一定制御の実験
  
  （１）d軸電流フィードフォワードの追加
  
  （２）d軸電流フィードフォワードの実験結果
  
  （３）d軸電流制御の追加
  
  （４）d軸電流制御の実験結果
  
  ５.６　乱調現象とその改善策
  
  （１）乱調現象
  
  （２）乱調現象の対策
  
  （３）d軸、ならびにq軸ダンピングの構成例
  
  （４）実験結果
  
  ５.７　V/F一定制御のN-T特性
  
  
  
  第６章　ベクトル制御
  
  ６.１　等価回路モデルからのベクトル制御の導出
  
  ６.２　数式モデルからのベクトル制御の導出
  
  （１）トルクの線形化
  
  （２）φ2q=0の条件
  
  ６.３　ベクトル制御の構成と基本動作のシミュレーション
  
  （１）ベクトル制御の構成
  
  （２）フィードバック制御ゲイン
  
  （３）シミュレーション波形
  
  ６.４　ベクトル制御の実験Ⅰ・基本特性
  
  （１）電流制御応答
  
  （２）速度制御応答
  
  （３）起動時の波形
  
  （４）負荷外乱応答波形
  
  （５）ベクトル制御におけるN-T特性
  
  ６.５　ベクトル制御の実験Ⅱ・問題点や改善策
  
  （１）2次時定数の設定値
  
  （２）電流制御の非干渉補償
  
  （３）すべり演算器の改良
  
  
  
  第７章　センサレスベクトル制御
  
  ７.１　センサレスベクトル制御のメリット、デメリット
  
  （１）速度センサレス化のメリット
  
  （２）速度センサレス化のデメリット
  
  ７.２　速度推定原理と制御構成
  
  ７.３　センサレスベクトル制御の動作試験
  
  （１）速度制御応答、起動時の波形
  
  （２）負荷外乱応答波形
  
  （３）N-T特性
  
  ７.４　センサレスベクトル制御の不安定現象
  
  ７.５　φ2qを抑制するための補償方法
  
  ７.６　Ed制御器（φ2q抑制）の試験結果
  
  
  
  第８章　その他の誘導モータの制御
  
  ８.１　q軸電流制御型の速度推定方式
  
  ８.２　簡易型センサレスベクトル制御方式
  
  （１）簡易型センサレスベクトル制御の原理
  
  （２）シミュレーション結果
  
  ８.３　0Hzセンサレスベクトル制御方式
  
  （１）低速域におけるセンサレスベクトル制御の特性
  
  （２）0Hzセンサレスベクトル制御の構成
  
  （３）0Hzセンサレスベクトル制御のトルク発生原理
  
  ８.４　誘導モータの定数自動計測
  
  （１）誘導電動機の定数測定法
  
  （２）R、Lの算出方法
  
  （３）誘導モータのオートチューニング機能
  
  
  
  付録
  
  （１）座標変換式
  
  （２）実験装置

• 出版社からのコメント

  ポンプやベルトコンベアなどの産業機械に使われる誘導モータの制御を実践的に学べる、エンジニア必見の1冊

• 内容紹介

  はじめに
  
  
  
  本書は誘導モータの制御方法に関する入門書として、電気系の大学、高専卒業生などを対象に、できるだけわかり易く解説しました。
  
  近年の世界的な脱炭素化の潮流に呼応して、電動機の利活用が再注目されて、専門書もたくさん出回っています（ 文献［ 1］ ～［ 4］ など）。モータとしては、小型・高効率の永久磁石同期モータが注目を集めていますが、誘導モータもまだまだ生産台数では負けていません。永久磁石同期モータを駆動するには、インバータやマイコンによる制御が必須ですが、誘導モータは三相交流の直入れでも駆動できるという特長があります。駆
  
  動方法も、ほぼ無調整・無設定で可変速駆動が可能なV/F 一定制御から、高応答・高効率なベクトル制御、さらには速度センサレスベクトル制御など、用途に応じて「 大化け」 する、非常に面白いモータであるといえま
  
  す。その「 大化け」 を下支えしているのが「 制御技術」 といえます。
  
  
  
  永久磁石を用いないことは、不可逆減磁などの心配はなく、極めて堅牢な、壊れにくいモータといえます。同じく永久磁石を用いないモータには、シンクロナス・リラクタンス・モータもありますが、三相交流の直入れで駆動はできません。用途、駆動方法の幅の広さでは、誘導モータが突出しているのではないでしょうか。
  
  
  
  この魅力あふれる誘導モータの制御技術に関して、本書では全8 章で解説しています。
  
  
  
  本書は、筆者が長年モータ制御技術者として得た知見を、なるべく次世代の方々へお伝えしたく執筆したものです。私をモータ制御技術者として育てて頂いた、（株） 日立製作所の諸先輩方や、長年、電気学会等で
  
  貴重なご意見を頂いた研究者・技術者の皆様に、厚く御礼申し上げます。

• 著者について

  岩路　善尚 (イワジ　ヨシタカ)
  茨城大学・大学院・応用理工学野・電気電子システム工学領域・教授。1964 年4 月8 日生。茨城県日立市出身。
  1987 年3 月に茨城大学・工学部・電気工学科を卒業し、同年4 月に北海道大学・大学院・工学研究科・電気工学専攻へ進学。大学院にてパワーエレクトロニクスの研究に従事し、博士（ 工学） を取得。
  1992 年 4 月に（ 株） 日立製作所・日立研究所へ入社。同社では、産業、家電、自動車、鉄道、ハードディスク等、様々な製品におけるモータ制御技術の研究開発に従事。2002 年に同研究所のユニットリーダ、2008 年には主管研究員に就任。
  2019 年3 月に退職し、現在に至る。
  IEEE、電気学会会員。電気学会論文賞、地方発明特許賞などを複数回受賞。2017 年には、永守財団主催の第3 回永守賞・大賞を受賞。

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