EVEX2011 出展者セミナー 「車載用モータ評価の事例紹介」 2011/10/13 Mywayプラス株式会社 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 1 目次 １）イントロダクション Mywayプラス株式会社のご紹介 ２）車載用モータ評価事例のご紹介 (IPM) ・車載用モータ開発/評価事例 ・材料評価用ミニモデルモータ評価事例 ・生産ライン適用事例 (SRM) ・車載用モータ評価事例 ３）モータ/インバータ開発事例紹介 ・シミュレーション～プロトタイプ設計～車載品設計～評価 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 2 1 １）イントロダクション Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 3 Mywayプラス株式会社の紹介 [所在地] 所在地] 〒220220-0022 神奈川県横浜市西区花咲町6 神奈川県横浜市西区花咲町6-145 横浜花咲ビル [設立] 設立] 1993/7/27 [社員] 社員] 70名 70名 [事業内容] 事業内容] 以下パワーエレクトロニクス製品の研究・開発・販売 1. パワーエレクトロニクス用研究開発ツール 2. 電動車両用モータ、バッテリおよびインバータの評価・検査システム 3. 電動車両用モータ、インバータ及びバッテリ充電器の開発・製造・販売 4. 受託開発・製品試作 [役員] 役員] 代表取締役CEO 代表取締役 取締役社長COO 取締役社長 非常勤取締役 顧問 技術担当 楊 仲慶 星野 修 辛 珉具（漢陽大学 ベンチャー協会 名誉会長） 深尾 正（電気学会元会長 東京工業大学名誉教授） Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 4 2 PE-Inverter 分散型電源実証装置 PE-View pCUBE/APLⅡ Ⅱ PE-Expert3 pMOTION 5 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. Mywayプラスの開発実績 パワーエレクトロニクス 技術 フライホイールUPS 燃料電池 分散型電源 風力発電 太陽発電 アクティブフィルタ 産業機器 スマートグリッド EV用急速充電器 マトリクスコンバータ PE-OS Operating System for Power Electronics. PSIM Simulation software for Power Electronics. 研究開発ツール PVシミュレータ(APL) BATシミュレータ(APL) PE-Inverter e-engine センサレスエアコン PE-Expert Motor+Driver (Inverter) Power Electronics Development Kits モータ評価システム (pMOTION) 家電製品 電動自動車 バッテリ充放電システム (pCUBE) SRMモータ制御 電動エアコン 上記以外にも約１０年で１０００を超える 電動ターボ 『受託開発実績』 受託開発実績』があります。 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 6 3 ２）車載用モータ評価事例のご紹介 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 7 IPMモータ評価事例 ・車載用モータ開発/評価事例 ・材料評価用ミニモデルモータ評価事例 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 8 4 モータ評価の必要性 ①モータの効率が、例えば自動車の走行距離などの性能に影響 を及ぼすため。（材料・構造評価） ②モータの特性（トルクリプルなど）が、例えば自動車の音や振動 に影響を及ぼすため。 ③モータの制御方式（駆動インバータ）により、モータの性能にも 影響がでる。 ④材料の特性をモータにした状態で性能評価をする必要がある。 ⑤モータ設計とモータ評価で性能に差が出る。 実機での性能測定が重要 （特に駆動インバータに注意を払う必要がある） 9 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 測定対象モータのスペック 車載用モータ 項目 モータ種類 容量 仕様 材料評価用ミニモデルモータ 備考 項目 モータ種類 IPM 容量 60kW 仕様 1.5kW 最大トルク 216N・m 最大トルク 1.5N・m 最高回転数 9,000rpm 最高回転数 10,000rpm 最大電流 350Arms 最大電流 車載用モータ(開発品 車載用モータ 開発品) 開発品 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 備考 IPM 5Arms 車載用インバータ(開発品 車載用インバータ 開発品) 開発品 10 5 モータ評価システム全体構成 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 11 モータ評価システム全体構成 番号 ユニット名 内容 ① インバータラック ② モータベンチ モータベンチです。主に供試モータ、負荷モータ、トルクセンサから 構成されています。 ③ 供試モータ駆動用 マルチインバータ マルチインバータ 供試モータ駆動用のインバータです。電流制御または速度制御で 供試モータを駆動します。 ④ 負荷モータ駆動用 インバータ 負荷モータ駆動用のインバータです。回転数制御またはトルク制御で 供試モータを駆動します。 ⑤ DC/DCコンバータ DC/DCコンバータ 供試モータ駆動用インバータまたは外部インバータへ電力を供給します。 ⑥ 直流電源 ⑦ パワーメータ モータ入出力パワーを計測します。計測値は操作用PC モータ入出力パワーを計測します。計測値は操作用PCに送られます。 PCに送られます。 ⑧ データロガー モータの温度を計測します。計測値は操作用PC モータの温度を計測します。計測値は操作用PCに送られます。 PCに送られます。(8ch) に送られます。(8ch) ⑨ トルクセンサ モータのトルクを計測します。計測値はパワーメータに送られます。 ⑩ 操作用ＰＣ システム全体の操作を行います。供試モータ、負荷モータの駆動や 測定データの取得、データの解析等を行います。 ⑪ 外部インバータ 主にインバータ、コンバータ、直流電源、計測器から構成されています。 全体の操作は専用の操作用PC 全体の操作は専用の操作用PCにより行います。 PCにより行います。 負荷モータ駆動用インバータおよびDC/DC 負荷モータ駆動用インバータおよびDC/DCコンバータに電力を供給します。 DC/DCコンバータに電力を供給します。 ユーザ所有のインバータを接続し評価することが可能です。 ユーザ所有のインバータを接続し評価することが可能です。 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 12 6 モータ評価システム外観 マルチインバータ パワーメータ (HIOKI3193) 負荷回生用インバータ 操作用PC DCDCコンバータ 直流電源 10kW級モータ評価システム 級モータ評価システム 13 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. モータ評価システム外観 負荷モータ 10kW級 試験モータ 1.5kW 10kW級モータベンチ 級モータベンチ トルクメータ 精度0.1%@FS以下 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 14 7 モータ評価システム外観 60kW級モータ評価システム 級モータ評価システム 60kW級モータベンチ 級モータベンチ 15 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. マルチインバータのスペック 対象モータ容量に合わせインバータを選定しています。 車載用モータ 項目 容量 仕様 82kVA 材料評価用ミニモデルモータ 備考 項目 容量 仕様 直流電圧 0～400V 直流電圧 0～400V 最大電流 350Arms 最大電流 58.4Arms スイッチング周波数 ～10kHz スイッチング周波数 デッドタイム 保護回路 4.0μsec～ 直流過電流 直流過電圧 交流過電流 過熱 ヒューズ溶断 デッドタイム 保護回路 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 備考 20kVA ～20kHz 3.5μsec～ 直流過電流 直流過電圧 交流過電流 過熱 ヒューズ溶断 16 8 モータベンチのスペック それぞれの計測用途にあったモータベンチを製作しています。 車載用モータ 項目 仕様 負荷モータ 材料評価用ミニモデルモータ 備考 項目 容量 仕様 負荷モータ IPM 容量 60kW 備考 IM 11kW 最大トルク 216N・m 最大トルク 42N・m 最高回転数 9,000rpm 最高回転数 10,000rpm 45 250 40 200 35 トルク[Nm] トルク[Nm] 30 150 100 25 20 15 50 10 5 0 0 2000 4000 6000 回転数[rpm] 8000 10000 0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 回転数[rpm] Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 17 計測項目 A.機械損失測定 B.誘起電圧定数測定 C.制御パラメータ測定 → オートチューニング D.抵抗測定 E.インダクタンス測定（電流特性） F.最大効率MAP測定（スイープ運転） ・id,iq電流マップ生成 G.減磁特性測定 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 18 9 ・製造ライン適用事例 モータ製造工程での適用事例をご紹介いたします。 19 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. システム構成 モータ製造検査のため マルチインバータが必要 多品種に対応できる pMOTIONが活躍しています。 トルク指令 ＣＡＮ トルクマップ 駆動条件/制御パラメータ Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 20 10 pMOTION導入のメリット どんなモータでも回します １台のマルチインバータで多数のモータに対応可能です。 様々な位置センサや駆動方式に対応しており、製品インバータの代わりに出荷試験な どで活躍します。 オートチューニング機能 マルチインバータのみでゲインオートチューニングが可能です。モータ測定のための 準備時間を大幅に短縮できます。 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 21 SRMモータ評価事例 東京工業大学 千葉明先生(工学博士、 千葉明先生 工学博士、FIEEE) 工学博士、 研究事例を紹介いたします。 先生のご研究テーマ（一部）： ハイブリッド自動車用モータ(特にスイッチドリラクタンスモータ 特にスイッチドリラクタンスモータ) ハイブリッド自動車用モータ 特にスイッチドリラクタンスモータ 磁気浮上ベアリングレスモータ 超高速モータとその駆動回路とコントローラの研究開発 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 22 11 開発中のモータ Rotor core and shaft Stator core, windings and frame Rev2011/9/25 NEDO報告資料より引用 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 23 開発ターゲット target: 2nd generation Prius The advantages of SRM The problems of SRM No permanent magnet No rare earth material Low cost Robust in high temperature or high rotational speed Ⅰ Low torque density Ⅱ Low efficiency Ⅲ Unique inverter circuit Ⅳ High noise and vibration All these problems are needed to be solved In this project, the problemsⅠ and Ⅱ have been investigated. The target also includes competitive torque density with respect to the NeFeB IPM motor in Rev2011/9/25 the best seller HEV. NEDO報告資料より引用 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 24 12 現状の開発サマリ SR motor has been developed in the same outer diameter and axial length. Developed SR motor is found to have competitive power and efficiency as well as torque density. The operating area of SR motor is found to be competitive to the IPMSM. High efficiency area is larger than that of the IPMSM. Now developed motor has been installed in a converted EV for further tests. Rev2011/9/25 NEDO報告資料より引用 25 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. SRM駆動用インバータ SRM駆動用インバータ 整流器 トルク表示器 SRM Torque detector IG パワーメータ SRM制御用コントローラ Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 変圧器 26 13 SRM制御コントローラ 電流制御方式はヒステリシス制御です。 DSPボードから設定された電流指令値およびヒス テリシス幅と電流検出機能により検出した電流検 出値を基に、電流検出値が電流指令値±ヒステリ シス幅に収まるようにゲート信号を生成し、自動的 に電流を制御します。 設定可能パラメータ (一例) ・電流指令値（パルスの波高値・全相で共通の値を利用） ・θon,θoff（相ごとに設定） ・ヒステリシス幅（全相で共通の値を利用） ・過電流検出値（全相で共通の値を利用） Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 27 ３）モータ/インバータ開発事例紹介 シミュレーション～プロトタイプ設計～車載品設計～評価 PSIM PEPE-Expert3/PEExpert3/PE-PRO/PEPRO/PE-View/PEView/PE-Inverter pMOTION Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 28 14 シミュレーションツール ＰＳＩＭ 29 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. Motor Drive Module 様々なモータやトルクセンサ、速度センサなどを用いて一括 したシステムとしてシミュレーションすることができます モータの一例として 位置センサ類として • 永久磁石同期電動機(PM) •アブソリュートエンコーダ •インクリメンタルエンコーダ • 誘導電動機(IM) •レゾルバ • スイッチドリラクタンスモータ (SRM) •ホールセンサ 30 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 30 15 SimCoupler Module 制御部をMATLABで作成し、主回路部をPSIMで作成してシミュレーションすること ができます。 MATLAB/Simulink からの入力 MATLAB/Simulink への出力 SimCouplerブロック MATLAB/Simulink 31 31 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. MagCoupler, MagCoupler, MagCouplerMagCoupler-RT Module PSIM回路中に、JMAGモデルを組み込んで連携シミュレーションすることができます。 MagCoupler MagCouplerMagCoupler-RT モデルデータを読み込み 計算を行なう JMAGと直接連成して 計算を行なう JMAG-RTにてモータの JMAG-RT 構造を考慮したモデル モデルデータ データを生成 32 32 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 32 16 SimCoder PSIMから制御用C言語プログラムを自動コード生成し、 コントローラへダウンロード、プログラム実行することができます。 SimCoder、PE-Expert3を利用した開発ステップ PSIM ① PSIMで通常の シミュレーション ② ③ PSIMで対象ハード SimCoderにより ウェア素子を組込んで Cコード自動生成 シミュレーション PE-View PE-Expert3 ④ PE-View上で コンパイル ⑤ ダウンロード 動作確認 33 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 33 プロトタイプ設計 PE-Expert3/PE-PRO/PE-View/PE-Inverter PEPE-PRO コントローラ( コントローラ(ワンボードタイプ) ワンボードタイプ) PEPE-Expert3 コントローラ( コントローラ(ラックタイプ) ラックタイプ) モータ制御開発用コント ローラ。ワンボード化に より車載インバータなど に組込みが可能。 モータ制御開発用コント ローラ。多彩な専用ボード で研究開発を協力に サポート ワンボード 浮動小数点型DSP SRM駆動ボード レゾルバボード 浮動小数点型DSP 多chのＩＯインターフェース PEPE-View 開発環境（デバッグツール） PEPE-Inveter インバータ 専用ライブラリとリアル タイム波形表示ツール によりソフトウェア開発 をスムーズに。 PE-PROやPE-Expertと 簡単に接続。保護機能 搭載のため壊れにくい リアルタイム波形表示 専用ライブラリ 多彩な容量ラインナップ 過電流過電圧保護機能 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 34 17 車載インバータ試作 電気自動車(EV)をはじめ、電動バイク・電動アシスト自転車など様々な 移動体用のモータ・インバータの試作開発を行なっております。 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 35 モータ評価システム pMOTION 供試モータを用意するだけで、モータ評価に必要な機能を全て提供するのが このシステムです。測定項目と測定条件を専用GUIソフトウェアから設定する ことで容易にモータ評価を行なうことが可能です。 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 36 18 ご清聴ありがとうございました。 Copyright (C)2011 Myway Plus Corporation. All Rights Reserved. 37 19
© Copyright 2025 Paperzz
