高速モーターになぜ弱磁界制御が必要なのですか?

01.MTPAとMTPV
永久磁石同期モーターは、中国の新エネルギー自動車発電所の中核となる駆動装置です。永久磁石同期モータは低速では最大トルク電流比制御を採用することはよく知られています。つまり、与えられたトルクを達成するために最小の合成電流が使用され、それによって銅損が最小限に抑えられます。

そのため、高速域ではMTPA曲線では制御できず、最大トルク電圧比であるMTPVで制御する必要があります。つまり、ある速度でモーターが最大トルクを出力するようにします。実際の制御の考え方によれば、トルクが与えられた場合、iqとidを調整することで最高速度が得られます。では、電圧はどこに反映されるのでしょうか?これは最高速度であるため、電圧制限円は固定されます。MTPAとは異なり、この限界円上の最大電力点を求めることによってのみ最大トルク点を求めることができます。

02. 走行条件

通常、転換点速度 (ベース速度とも呼ばれる) で磁場が弱まり始めます。これは、次の図の点 A1 です。したがって、この時点での逆起電力は比較的大きくなります。このとき磁界が弱くないと、仮に手押し車が強制的に速度を上げようとするとiqがマイナスになり、順方向トルクを出力できなくなり、強制的に発電状態に入る。もちろん、楕円は縮小しており、点 A1 にとどまることができないため、この点はこのグラフでは見つかりません。楕円に沿ってiqを減らし、idを増やし、点A2に近づくことしかできません。

03. 発電条件

なぜ発電には弱い磁気も必要なのでしょうか？高速で発電する場合、比較的大きなiqを発生させるには強い磁気を利用すべきではないでしょうか？これは不可能です。なぜなら、高速回転時には、弱い磁界がないと、逆起電力、トランス起電力、インピーダンス起電力が電源電圧をはるかに超えて非常に大きくなり、恐ろしい結果が生じる可能性があるからです。この状況はSPO無制御整流発電です！したがって、高速発電時には、発生するインバータ電圧を制御できるように弱磁化も行う必要があります。

それを分析することができます。フィードバックブレーキである高速動作点B2からブレーキがかかり、速度が低下することを想定すると、弱い磁気は必要ありません。最後に、点 B1 では、iq と id は一定のままになります。しかし、速度が低下すると、逆起電力によって発生するマイナスのiqだけでは十分ではなくなります。この時点で、エネルギー消費制動に入るには電力補償が必要です。

04. 結論

電気モーターについて学び始めた当初は、駆動と発電という 2 つの状況に陥りがちです。実際には、まずMTPAとMTPVの円を脳に刻み込み、このときのiqとidが逆起電力を考慮した絶対的なものであることを認識しなければなりません。

したがって、iq と id が主に電源によって生成されるか、それとも逆起電力によって生成されるかについては、レギュレーションを実現するインバータに依存します。iqとidにも制限があり、規制は2つの円を超えることはできません。電流制限円を超えると、IGBT が損傷します。電圧制限円を超えると、電源が損傷します。

調整の過程では、ターゲットのiqとid、そして実際のiqとidが重要になります。したがって、最高の効率を達成するために、さまざまな速度および目標トルクにおけるiqのidの適切な割り当て比率を校正する校正方法がエンジニアリングで使用されます。ぐるぐる回った後でも、最終的な決定は依然としてエンジニアリングの調整に依存していることがわかります。