第1章 サーボモータドライブのシステム概要

• 1. 技術動向
• 2. 基本構成

第2章 永久磁石モータドライブ電源

• 1. 電力用半導体素子
  • 1.1 ダイオード
  • 1.2 トランジスタ
    • 1.2.1 パワートランジスタ
    • 1.2.2 MOSFET
    • 1.2.3 IGBT
  • 1.3 トランジスタのゲートドライブ回路
• 2. 電力変換回路
  • 2.1 チョッパ
  • 2.2 インバータ
• 3. 電力変換回路の制御
  • 3.1 PWM制御の基礎
  • 3.2 チョッパのPWM制御
  • 3.3 インバータのPWM制御
  • 3.4 その他の制御法

第3章 DCサーボモータドライブ制御システム

• 1. 基本構成と回転原理
  • 1.1 電磁力 (アンペールの力)
  • 1.2 整流子とブラシ:持続するトルクの発生機構
  • 1.3 トルクの定式化
  • 1.4 整流子とブラシ:回転子位置検出機能
  • 1.5 整流子とブラシの問題点
  • 1.6 電磁誘導と起電力
  • 1.7 電磁力と起電力の因果関係
  • 1.8 逆起電力の定式化
  • 1.9 逆起電力と電流の波形
  • 1.10 機械角と電気角
• 2. 等価回路と回路方程式
• 3. 基本特性
  • 3.1 トルク-電流特性
  • 3.2 トルク係数・逆起電力係数の計測法
  • 3.3 速度-トルク特性
  • 3.4 入力、出力、効率
  • 3.5 出力とトルク
• 4. DCサーボモータドライブシステムのモデル化
  • 4.1 伝達関数とブロック図
  • 4.2 負荷機械系のモデル化
  • 4.3 複数の慣性モーメントの合成慣性モーメント
  • 4.4 2慣性軸ねじり振動系の伝達関数モデル
  • 4.5 負荷トルク特性
  • 4.6 安定運転
  • 4.7 モータ-負荷機械系のモデル化
• 5. DCサーボモータドライブ制御系
  • 5.1 DCサーボモータドライブ系で制御すべき量
  • 5.2 DCサーボモータドライブ系
  • 5.3 DCサーボモータドライブ系の定電圧直流電源
  • 5.4 力行
  • 5.5 制動と回生

第4章 ブラシレスDCモータドライブ制御システム

• 1. ブラシレスDCモータの基本構造
• 2. トルク発生の原理
  • 2.1 分布巻き機のトルク発生原理
  • 2.2 集中巻き機のトルク発生機構
  • 2.3 分布巻線と集中巻き線の等価性
  • 2.4 逆起電力と定式化
  • 2.5 トルクの定式化
• 3. インバータによる通流相の切り替え
  • 3.1 磁極位置信号
  • 3.2 磁極位置センサから通流切り替えの時刻を得る方法
  • 3.3 電機子巻線の通流モード
  • 3.4 断続的回転磁界
  • 3.5 重なりモード
• 4. 等価回路と回路方程式
  • 4.1 ブラシレスDCモータとDCサーボモータとの等価性
  • 4.2 ブラシレスDCモータの等価回路
• 5. インバータでの制御
  • 5.1 インバータで制御する量
  • 5.2 PWM制御の概要
  • 5.3 非相補式オン/オフ制御
  • 5.4 非相補式オン/オフ制御での力行と制動
  • 5.5 相補式オン/オフ制御
  • 5.6 相補式オン/オフ制御での力行と制動
• 6. センサレス制御
  • 6.1 センサレス制御が必要とされる用途
  • 6.2 センサレス制御の原理
  • 6.3 誘起電圧検出波形
  • 6.4 アナログ式センサレス制御
  • 6.5 デジタル式センサレス制御

第5章 ACサーボモータドライブ制御システム

• 1. ACサーボモータの基本構造
• 2. ACサーボモータの回転原理
  • 2.1 3相交流巻線の等価書き換え
  • 2.2 3相正弦波交流巻線電流の発生磁界
• 3. 交流モータの逆起電力
  • 3.1 逆起電力の波形
  • 3.2 ACサーボモータの着磁
  • 3.3 永久磁石の装着・SPMとIPM
  • 3.4 逆起電力の定式化
  • 3.5 鎖交磁束のベクトルとしての解釈
  • 3.6 逆起電力のベクトルとしての解釈
• 4. ACサーボモータのトルク
  • 4.1 トルクの発生機構
  • 4.2 トルクの定式化
  • 4.3 トルクに関する考察
  • 4.4 電流のベクトルとしての解釈
• 5. ACサーボモータの交流等価回路
• 6. ベクトル制御
  • 6.1 3相回路方程式
  • 6.2 3相回路方程式の2軸変換:αβ座標系
  • 6.3 相対変換と絶対変換
  • 6.4 αβ座標系での回路方程式
  • 6.5 dq座標系
  • 6.6 dq座標系での回路方程式
  • 6.7 IPM形ACサーボモータのdq座標系回路方程式
  • 6.8 ACサーボモータの伝達関数モデル
  • 6.9 dq座標系でのトルク
  • 6.10 ACサーボモータのベクトル図
  • 6.11 dq座標量の実装
    • 6.11.1 三相交流電流⇒dq軸電流への変換
    • 6.11.2 dq軸電圧⇒三相交流電圧への変換
    • 6.11.3 磁極位置の検出
• 7. ACサーボモータの制御法
  • 7.1 d軸電流0制御
  • 7.2 非干渉制御
  • 7.3 最大トルク制御
  • 7.4 弱め磁束制御
• 8. センサレスベクトル制御
  • 8.1 基本的考え方
  • 8.2 角度誤差の推定法

第6章 モータの電流制御系と速度制御系設計法

• 1. 制御対象のモデル化
• 2. 電流フィードバック制御系の設計
  • 2.1 制御対象のブロック図
  • 2.2 極零相殺を基本とする設計法
  • 2.3 電流制御系の調整法
  • 2.4 電流制御系における積分の意義
• 3. 速度フィードバック制御の基礎
  • 3.1 PI制御の入力応答
  • 3.2 PI制御の負荷応答
  • 3.3 PI制御の調整法
  • 3.4 応答改善法-前置フィルタ
  • 3.5 時分割多重制御

第7章 各種センサ

• 1. 電流センサ
  • 1.1 シャント抵抗
  • 1.2 CT (Curent Transformer) /PT (Potential Transformer)
  • 1.3 ホール素子電流センサ:ホールCT
• 2. 回転子位置センサ
  • 2.1 ホール素子磁極位置センサ
  • 2.2 光学式パルスエンコーダ
  • 2.3 磁気式パルスエンコーダ
• 3. 速度センサ
  • 3.1 パルスエンコーダを速度センサとして用いる方法
• 4. トルク測定器