スカラー制御

交流電気モーターのスカラー制御は、モーター内部の磁場の向きを無視して、供給電圧または電流（「大きさ」）と供給周波数を操作することで可変速度動作を実現する方法です。 ^[1]スカラー制御は、定常動作に有効な方程式に基づいており^[2]、多くの場合、オープンループ（電流リミッター以外の感知なし）です。スカラー制御は、高性能モーターでは、過渡プロセスをより適切に処理できるベクトル制御に大幅に置き換えられています。 ^[1]低コストでシンプルであるため、スカラー制御は、動的性能が劣っているにもかかわらず、低性能モーターの大半で使用されています。 ^[3]ベクトル制御は、将来的に普及すると予想されています。^[4]

スカラー制御のバリエーションには、オープンループ制御とクローズドループ制御がある。^[5]

最も一般的なアプローチ^[3]は、電圧 V を周波数 f に比例させるものです (いわゆるV/f 制御、V/Hz 制御、定電圧/ヘルツ、CVH ^[3] )。V/f バリアントの利点は、ステータ内の磁束を一定に保ち、速度範囲全体にわたってモータの性能を維持できることです。低周波数での電圧ブーストは、通常、コイルの抵抗を補償するために使用されます。^{[1] [6]}

オープンループV/f制御は、負荷トルクがほぼ一定で回転速度が徐々に変化するアプリケーションに適しています。この方法を実装したコントローラは、汎用ACドライブと呼ばれることもあります。^[5]

より優れた/より高速な過渡応答を得るためにセンサーが利用される場合（閉ループ構成）、一般的なアプローチでは回転速度センサー（いわゆる閉ループV/Hz制御）が使用されます。^{[5]速度誤差は}比例積分コントローラを通過し、速度センサーの直接読み取り値と組み合わせて周波数制御信号に加算される累積 スリップ差を作成します。^[7]

トルク制御バリアント（TC、直接トルク制御（別名DTC）と混同しないでください）では、モータートルクは定常状態で一定に保たれ、これには電流センサーが必要です。^[3]周波数と磁束（電圧または電流、ドライブの種類によって異なります^[8]）制御信号は分離されており、磁束制御は磁束推定によって駆動され、周波​​数制御はトルク推定と速度センサーデータによって駆動されます。^[9]パフォーマンスの向上は、複雑さの増加とそれに伴う潜在的な安定性の問題を犠牲にして得られます。^[10]

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• Chan, TF; Shi, K. (2011) 「スカラー制御」誘導モータードライブの応用インテリジェント制御IEEE Press. Wiley. ISBN 978-0-470-82828-1. 2023年10月31日閲覧。
• Bose, BK (2002)。現代のパワーエレクトロニクスと AC ドライブ(PDF)。Eastern Economy 版。Prentice Hall PTR。ISBN 978-0-13-016743-9. 2023年10月31日閲覧。
• Bose, Bimal (2009). 「パワーエレクトロニクスの過去、現在、そして未来 [ゲスト紹介]」. IEEE Industrial Electronics Magazine . 3 (2). 電気電子技術者協会 (IEEE): 7– 11, 14. doi :10.1109/mie.2009.932709. ISSN  1932-4529.