Celeroton社のセンサレス制御技術概要

技術概要 センサレス制御 序論 ダイナミクス、シンプル、信頼性：すべてのドライブシステムにおけるこれらの基本的な目標 は、カスタマイズされたセンサレス速度制御で達成できます。Celerotonは、多様なニーズを 最適にカバーするために、さまざまなテクノロジーを提供しています。 1. センサレス制御 永久磁石同期モータ(PMSM)およびブラシレスDCモータ (BLDCモータ)の磁場指向制御を可能にするためには、ロー ター磁場の角度を検知する必要があります。通常、ホール センサまたはエンコーダが必要ですが、Celerotonのセン サレステクノロジーにより、これらの部品は不要になりま した。これによりケーブルとコネクタの数を減らすことが できるため、たとえばマイクロマシニングや医療用途のス ピンドルに使用されるコンパクトなモータに大きな利点が あります。機械的安定性とローターダイナミクスも改善さ れ、角度センサ用に追加のディスクや磁石が不要になるた め、達成可能な最大速度が向上します。これにより、信頼 性の高い完全なシステムが実現します。 これが、Celerotonがセンサレス速度制御をモータに対して Celeroton社のコンバータは、適用される制御方法(誘導性 個別に適合させている理由です。仕様とアプリケーション ベースのオブザーバ方法または逆起電力(BEMF)のゼロ交差 検出(ZCD))の組み合わせにより、停止状態から に応じて、センサレステクノロジーを実装するための2つの 1,000,000rpmまでのセンサレス速度制御を提供します。 異なるオプションを提供できます。Celerotonコンバータで モータを直接駆動するか、センサレステクノロジーをお客 どのモータのどの制御方法か？この質問に対する一般的な 様側の電子機器に組込み、統合させ、技術ライセンスとし 答えはありません。目標速度範囲はいくつかの方法を除外 て提供することができます。さまざまなテクノロジーを使 します。一方で、コンバータの選択された変調方式と制御 用して非常に幅広い方法を提供できます。 方法は、両方とも相互に影響を及ぼします。結局のとこ ろ、一部のモータは、いずれかの制御方法や変調方式との 適合性が高くなっています。 1

2．構成例 PAM(ブロック転流)センサレス速度制御(ZCD)付 ローターは同期速度までオープンルー プで加速され、それを超えると回転速度はセンサレス 機能性 モードで制御されます。 同期速度(モータの種類によって異なり ます)、 最小スピード 2,000〜10,000rpm 最大スピード 1,000,000rpm 適正条件 高回転速度、低位相インダクタンス 利点 PWMに比べコンバータとモータの損失が少ない(インダクタンスが低い) 回転速度が約100,000〜200,000rpm未満のスロット付きモータでは、PWMよりもローター損失が 欠点 高くなります。 対応コンバータ 全Celerotonコンバータ 6ステップセンサレス制御(LV-BEMF) 非常に低速からのセンサーレス制御を可能にし、 ZCD方式と簡単に組み合わせることができま 機能性 す。 最小スピード ＞ 100rpm 最大スピード 約100,000rpm 適正条件 特定のモータ向けに設計された場合に費用対効果の高いソリューション 利点 省労力(ハードウェア) 欠点 高速でのトルク低下(ZCDとの組み合わせでない場合) 対応コンバータ カスタマイズソリューション PWM(正弦波転流)センサレス制御(オブザーバ) 機能性 ZCD法と同等 最小スピード 同期速度(モータ依存)は約4,000rpm 最大スピード 約200,000rpm 10,000〜150,000rpmの速度範囲およびより高い位相インダクタンスを持つモータ(スロット付き 適正条件 モータなど) 利点 同じモータを使用したPAMまたは6ステップ式よりもモータ損失が低くなります コンバータの損失が大きくなる可能性があります。他のセンサレス方式よりも高い演算能力が必 欠点 要。 対応コンバータ CC-75-500, CC-100-1000 PAM(ブロック転流)停止状態からのセンサレス制御(トルク遮断を伴うSL2Z) 機能性 運転中の短期間のトルク遮断を伴う方法で、停止状態からのセンサレス速度制御が可能 最小スピード 停止 最大スピード 最高速度1,000,000rpm(センサレス制御(ZCD)と組み合わせて使用) 適正条件 停止状態からフルトルクを必要とするアプリケーション 利点 停止状態からフルトルク 欠点 トルクリップル、ノイズの発生とトルクの遮断 CC-75-500 対応コンバータ モータは、特にインダクタンスの非対称性に関して特定の要件を満たす必要があります。詳しく はお問合せ下さい。 2

PWM(正弦波転流)停止状態からのセンサレス制御(トルク遮断を伴わないSL2Z) 機能性 停止状態からのセンサレス速度制御、トルク遮断を伴わないPWM、高角度分解能が可能 最小スピード 停止 最大スピード 約100,000rpm 適正条件 停止から高回転までの広い速度範囲でフルトルクのアプリケーション 利点 低またはゼロトルクリップル、最小スピードでも高信頼性かつジャークフリー 欠点 追加の出力フィルタとアナログ電子機器が必要、最大回転速度に制限 カスタマイズコンバータ 対応コンバータ モータは特定の要件を満たす必要があります 3．まとめ Celeroton社の制御方法を使用してアプリケーションでの評価を行うには、さまざまな方法があります。Celeroton社での評 価、またはお客様の施設にて評価運転することができます。評価用のコンバータを販売または貸出しが可能です。 国内総代理店 日本シュネーベルガー株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-20-5 クレイン虎ノ門ビル7階 TEL: 03-6435-7474 FAX: 03-6435-7475 Mail: Sales-Japan@schneeberger.com URL: https://www.schneeberger.com/ja/