FEMベースのリアルタイムモータシミュレーション
― Finite element - based, real-time simulation of motor drives ―

パワーエレクトロニクスHILS/モータHILSシステム　アプリケーションノート


概要
FEM（Finite Element Method）解析は、通常のモーターモデル（Parkモデル）に比べるとはるかに高い精度を持っています。例えばParkモデルは、cogging トルクと一般に言われているモータースロットによって引き起こされるトルク現象を、きちんと再現することが出来ません。 Parkモデルは非常にシンプルで、リアルタイムシミュレーションには FEMベースのモデルが開発されるまでは、一般的に使われてきました。

Typical design process using JMAG-Studio and RT-LAB

モデルの説明
RT-LABの登場でFEMベースのモデルがリアルタイムでシミュレーションできるようになりました。株式会社JSOLのJMAG-Studio ,JMAG-RTと、 OPAL-RT社の協力で、高精度で且つリアルタイムに動作するモデルが開発されました。このモデルはすべてのインダクタンスやサチュレーション、すべてのモーターのアングルや電流の磁束鎖交関数を再現できます。このモデルは通常のSimulinkのDLLファイルとしてRT-LAB上で使用でき、ドライブシミュレーションのツールBOXとして使用できます。
FEMベースのPMSMモーターモデルは、10 kHz以上のインバータPWM信号を使い Opteron2.2GHzを使った場合、50μsecの制御周期で動作します。モータードライブに最適化された設計がなされ、 HILS(Hardware In the Loop Simulation)を通して外部ECUと接続されて、適合やテストが行なわれます。




システム構成