出版書誌データベース

モーター制御の解説書の決定版！
次世代製品に必須の技術をこの1冊に集約
モーター業界の第一人者が徹底的に解説！

本書は、モーターおよびインバーターを使いこなすための実務書です。必須の技術について基礎から応用までを体系的かつ網羅的に学べます。モーター駆動回路や制御システムを設計するために求められる基礎知識から、より高性能・高機能なモーター制御システムを構築するために必要な技術までをこの1冊にまとめました。600ページを超えるモーター・インバーター制御に関する解説書の決定版です。

初めて電子回路を扱う初心者の方から、企業でモーター駆動システムの開発設計を担っている方まで役立つ内容および構成となっています。

学びやすく、かつ実践力をしっかりと養えるように、第1部の開発設計編と第2部の高性能化編の2部構成としました。

第1部の開発設計編では、モーター駆動システムを開発設計する上で不可欠となる基本的な技術を一通り解説します。具体的には、アナログ量を正しく取り扱うための基本技術や、電気回路で使用される部品と特性、半導体デバイスの種類やその利用法、モーターの種類と特徴、モーターの構成要素や電気的特性、モーターを駆動する回路技術、モーター制御やセンサー回路で使用する基本的なアナログ回路の設計法や特徴、使い方について取り上げます。

第2部の高性能化編では、効率・性能・信頼性に優れるモーター駆動システムに仕上げるために必要となる、モーターを精密に制御するための技術を解説します。具体的には、制御システムのための基礎知識、モーター制御のためのラプラス変換、ノイズ対策と長寿命化、モーター制御システムで使用されるセンサー、永久磁石同期モーターの電気的特性、モーターの高性能化を実現すDC-Dコンバーター、ベクトル制御、センサーレス制御を取り上げます。

日経BPの技術系「教科書シリーズ」の17冊目です。事例内容の充実を図り、図版を大きく掲載した「プレミアム教科書」に仕上げました。

第1部　開発設計編
第1章　制御のための基礎電気回路
1.1　電気回路の基本
1.2　受動素子と能動素子
1.3　電気回路要素
1.4　直流回路
1.5　直流回路の諸定理
1.6　回路の電流計算法
1.7　交流回路を扱うための基本
1.8　交流回路
1.9　交流電力
1.10　交流回路の諸定理
1.11　回路の電流計算法
1.12　共振回路
1.13　交流回路における要素の特性
1.14　電力
1.15　電磁結合

第2章　半導体の種類と特性
2.1　ダイオードの特性と種類
2.2　整流回路、並列接続回路
2.3　トランジスタの構造とリニア動作領域
2.4　J-FETとMOSFET
2.5　MOSFETのスイッチング回路と注意点
2.6　IGBT、SiとSiCのMOSFET、これからのパワー回路
2.7　スイッチング損失と小型化
2.8　MOSFETの使用上の注意
2.9　MOSFET駆動回路設計上の注意点

第3章　モーターの種類と特徴
3.1　モーターと分類
3.2　モーターの特徴
3.3　ブラシ付きDCモーター
3.4　モーターの回転原理
3.5　交流モーター
3.6　スイッチトリラクタンスモーター（SRモーター）
3.7　超音波モーター
3.8　永久磁石同期モーター
3.9　ローターの磁石の配置と形状
3.10　結線方式、効率

第4章　モーターの構成要素と特性
4.1　モーターの構造と磁石の種類
4.2　銅線の種類・巻き線の占積率・固着法
4.3　モーターの高性能化のために
4.4　モーターのパラメーター・慣性モーメント・鎖交磁束の計測法
4.5　永久磁石同期モーターのパラメーター計測法
4.6　コギングトルクと計測法

第5章　ブラシ付きDCモーターの電気的特性とシミュレーション
5.1　回路方程式
5.2　等価回路
5.3　伝達関数
5.4　ブロック線図
5.5　シミュレーション
5.6　C言語によるシミュレーション
5.7　制御用関数
5.8　制御用関数とプログラム
5.9　ctrl_func.cについて

第6章 モーター駆動方式と駆動回路
6.1　モーターの駆動方式
6.2　モーター駆動電圧は高電圧化に移行
6.3　PWM駆動とは
6.4　ブラシ付きDCモーターを正転・逆転可能な駆動回路
6.5　永久磁石同期モーターを滑らかに回転させるには
6.6　三相モーターの駆動回路

第7章　ブラシレスDCモーターの方形波駆動
7.1　方形波駆動について
7.2　MOSFETを用いたインバーター回路とスイッチの関係
7.3　120度導通型三相インバーターの電圧波
7.4　ホールセンサーを用いたブラシレスDCモーターの制御
7.5　120度導通型駆動時の永久磁石と巻き線による磁界

第8章　モーター制御に有用な回路
8.1　増幅回路
8.2　オペアンプによる増幅回路
8.3　オペアンプの出力電流増幅法
8.4　パワーオペアンプ
8.5　アナログ信号処理回路と電気的特性

第9章　センサー回路などで使用するアナログ回路
9.1　オペアンプの特性
9.2　オペアンプのノイズ
9.3　反転増幅回路
9.4　非反転増幅回路
9.5　差動増幅回路
9.6　スルーレート
9.7　コンパレーター回路
9.8　オフセット電圧とは

第2部　高性能化編
第1章　制御のための基礎知識
1.1　制御とは
1.2　システム構成
1.3　ブロック線図
1.4　制御方式
1.5　周波数伝達関数と特性表示
1.6　2次遅れ伝達関数
1.7　無駄時間
1.8　安定性
1.9　ステップ応答と応答時間の関係

第2章　モーター制御のためのラプラス変換
2.1　数学的表現と伝達関数
2.2　電気系と機械系の線形微分方程式
2.3　ラプラス変換と伝達関数
2.4　ブロック線図の簡単化

第3章 ノイズ対策と長寿命化
3.1　ノイズとは
3.2　ノイズの影響を受けにくくする
3.3　伝導ノイズと放射ノイズ
3.4　EMC
3.5　ノーマルモードノイズとコモンモードノイズ
3.6　ノイズの除去
3.7　共振による影響
3.8　プリント基板上でのノイズ伝達と対策
3.9　電子回路のノイズ防止
3.10　電源ラインへのノイズ流出の相対比較法

第4章　モーター制御システムで使用されるセンサー
4.1　エンコーダー
4.2　レゾルバー
4.3　加速度センサー
4.4　ジャイロセンサー
4.5　温度センサー
4.6　歪みセンサー
4.7　モーター駆動用電流センサー
4.8　回転速度の検出方式
4.9　磁極位置の検出方式

第5章　永久磁石同期モーターの電気的特性
5.1　ブラシ付きDCモーターとブラシレスDCモーター
5.2　永久磁石同期モーターを細密に制御するには
5.3　起電力による特性の違い
5.4　三相モデル
5.5　固定座標系
5.6　回転座標系
5.7　d-qモデルのブロック線図

第6章　モーターの高性能化を実現するDC-DCコンバータ
6.1　非絶縁型と絶縁型DC-DCコンバーター
6.2　降圧型と昇圧型DC-DCコンバーター
6.3　単方向型DC-DCコンバーターと双方向型DC-DCコンバーター
6.4　双方向型昇圧DC-DCコンバーター
6.5　絶縁型双方向昇圧・降圧DC-DCコンバーター
6.6　具体的な駆動回路
6.7　ハイブリッド車で使用される電源構成

第7章 ベクトル制御
7.1　ベクトル制御とは
7.2　ベクトル制御時の力行と回生
7.3　電流制御システム
7.4　ベクトル図
7.5　SPMSMの電圧・電流のベクトル図
7.6　三相電流からd軸電流 id、q軸電流 iq への変換
7.7　d軸電圧 vd、q軸電圧 vq から三相電圧への変
7.8　電流制御システムの構成例
7.9　弱め界磁による制御
7.10　埋め込み磁石型同期モーターの最大トルク制御

第8章　センサーレス制御
8.1　センサーレス制御とは
8.2　永久磁石同期モーターの磁極位置センサーレス制御
8.3　負荷トルクの推定法
8.4　負荷トルクの推定システムを用いた速度制御システム
8.5　永久磁石同期モーターのローター磁極位置推定法
8.6　120度導通型駆動における磁極位置推定
8.7　二重推定機構を有する位置センサーレス制御
8.8　パッケージエアコン用高効率センサーレス制
8.9　歯科治療器用低振動・高効率制御
8.10　SRモーターのローター突極位置推定

付録
付録1　数式の表現や記号・単位などの記入法
付録2 　単位換算表
付録3 　電気回路で使用される量名、記号、単位、名称
付録4 　数値の単位と記号