高周波インピーダンス測定法

本項では高周波成分に対するインピーダンスの測定法について述べる。Fig. 2.8 に高周波 インピーダンス測定における概略を示し，Fig. 2.9 に磁気飽和及び回転子スロットに対する 高周波インピーダンス測定過程を示す。Fig. 2.8において，高周波成分を含む3相電圧及び 電流は，電圧及び電流センサより検出され，ディジタル・シグナル・プロセッサ（DSP）上 にて3相- d^e-q^e軸変換される。d^e-q^e軸変換後に得られる信号は，基本波に関する直流量及び 高周波に関する交流量が含まれており，高周波成分に関するインピーダンスを測定する場 合は，高周波振幅のみを抽出する必要がある。高周波振幅の抽出に関しては，バンドパス

- 35 - Voltage

Transducer (VT)

Current Transducer

(CT)

v

v

v

i

i

i

TMS320F240 DSP

Impedance calculation

for high frequency

component by using MATLAB/

M-code

est



1d 1d^hf

v  v

1q 1q^hf

v  v uvw

dq

uvw dq

1d 1d^hf

i  i

1q 1q^hf

i  i

Fig. 2.8. Overall schematic of impedance measurement for high frequency component.

- 36 -

High frequency voltage injection

hf



 0

 90 90

 

hf hf

d axis _

 

e est

d axis _ qeaxis

0 (Locked rotor)

re

(a) Condition of injected high frequency signal for magnetic saturation

FFT analysis



DC component

removal

1dq 1dq^hf

v v

1dq 1dq^hf

i i

1dq^hf

v

1dq^hf

i dqhf

dqe

hf



1 hf

vd

1 hf

id i₁^hf_d

1 hf

vd

hf

Zd

(b) Impedance measurement process for magnetic saturation

High frequency voltage injection

 

hf hf

d axis _

 

e est

d axis _ qeaxis

variable angle

re

0 (fixed)

hf



 

(c) Condition of injected high frequency signal for rotor slot

FFT analysis



DC component

removal

1d 1d^hf

v v

1d 1d^hf

i i

1d^hf

v

1d^hf

i

1d^hf

v

1d^hf

i

dhf

Z

(d) Impedance measurement process for rotor slot

Fig. 2.9. Impedance measurement method for magnetic saturation and rotor slot.

- 37 -

フィルタ（BPF）によるフィルタ処理によって抽出可能であるが，本章では FFT 解析によ って高周波振幅の抽出を行った。Fig. 2.9（a）は磁気飽和特性に対する検討において高周波 信号重畳軸を変化させる場合の範囲及び回転子の状態を示しており，同図（b）は Fig. 2.9

（a）の条件における高周波インピーダンスの測定過程を示している。Fig. 2.9（b）より，

各重畳軸において測定されたd^e-q^e軸一次電圧値及び電流値に対して，平均値を算出するこ とにより直流分を差し引き，d^e-q^e軸からd^hf-q^hf軸に変換後，FFT解析によって高周波振幅の 抽出を行い，d^hf軸上において得られる電圧及び電流の振幅比からインピーダンスを測定し 各重畳軸に対する高周波インピーダンス特性を描くことによって磁気飽和による突極性を 評価する。Fig. 2.9（c）は，回転子スロットに対する検討における高周波信号重畳軸の条件 及び回転子の状態を示しており，同図（d）は Fig. 2.9（c）の条件における高周波インピー ダンスの測定過程を示している。Fig. 2.9（d）より，各回転子角において測定されたd^e軸一 次電圧値及び電流値に対して，平均値を算出することにより直流分を差し引き，その後，

FFT解析によって高周波振幅の抽出を行い，得られた電圧及び電流の振幅比からインピーダ ンスを測定し，各回転子角に対するインピーダンス特性を描くことによって回転子スロッ トによる高周波成分のインピーダンスの変化について検討する。