JPH05328537A - リニア誘導モータを用いた磁気浮上搬送装置 - Google Patents

リニア誘導モータを用いた磁気浮上搬送装置

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JPH05328537A
JPH05328537A JP4158696A JP15869692A JPH05328537A JP H05328537 A JPH05328537 A JP H05328537A JP 4158696 A JP4158696 A JP 4158696A JP 15869692 A JP15869692 A JP 15869692A JP H05328537 A JPH05328537 A JP H05328537A
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JP
Japan
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voltage
mover
levitation
stator
floating
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JP4158696A
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English (en)
Inventor
Koichi Nakano
浩一 中野
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Hitachi Kiden Kogyo Ltd
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Hitachi Kiden Kogyo Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来よりも移動子の重量を大きくし、空隙を
広くしても安定して浮上及び着地させるようにする。 【構成】 搬送路10と、搬送路10の全長にわたって設け
られたリニア誘導モータの固定子11と、固定子電圧を増
減させる電圧調整器30と電圧制御部31よりなっている。
移動子20はU字状鉄心21と制御コイル22と浮上位置セン
サ23と浮上制御部24を具備している。電圧制御部31は浮
上位置センサ23の検出結果に基づいて移動子20の浮上開
始時及び着地時に電圧調整器30を介して固定子電圧を増
減するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は移動子を浮上させながら
搬送させるリニア誘導モータを用いた磁気浮上搬送装置
に係り、特に移動子を安定して浮上及び着地させるよう
にした搬送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の搬送装置(以下従来装置という)
は搬送路と、搬送路全長にわたって設けられたリニア誘
導モータの固定子と、移動子からなっている。移動子は
搬送方向にU字状に形成され制御コイルを巻回したU字
状鉄心と、移動子の浮上位置を検出する浮上位置センサ
を具備している。
【0003】そして積載荷重を含めた移動子重量と磁気
吸引力が釣り合う固定子と移動子間との空隙を移動子の
浮上指令位置と定め、前記浮上位置センサの検出結果に
基づいて前記制御コイルを短絡・開放制御することによ
って、前記磁気吸引力を加減して移動子が前記浮上指令
位置近傍で搬送されるように構成されている。
【0004】移動子を浮上させる場合には、一挙に前記
浮上指令位置まで浮上させることなく、適宜複数段階に
分けて浮上位置を漸増させるようにしている。これは磁
気吸引力と磁気反発力との差によって移動子の浮上位置
の変動が大きくなるのを防止するためである。移動子の
着地の場合も同様に複数段に分けて逐次移動子の浮上位
置を漸減させるようにしている。なお移動子の浮上・着
地時いずれの場合も固定子に印加される電源電圧は一定
に保たれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置においては移動子の浮上領域が狭い範囲に限定される
という欠点があった。以下、図9を参照してその理由を
説明する。図9は磁気吸引力と浮上位置及び移動子重量
との関係を説明する特性図である。図中FSは制御コイル
短絡時の磁気吸引力の変化を示す曲線、FOは制御コイル
開放時の磁気吸引力の変化を示す曲線、両曲線FS、FOで
囲まれる部分A は浮上領域、B は磁気吸引力不足による
落下領域、C は磁気吸引力過大による吸着領域を示して
いる。
【0006】いま移動子の重量をW1とすると、この移動
子の浮上可能範囲は浮上領域A とW1を通るX 軸に平行す
る直線との交差する線分D である。そして移動子は着地
状態では磁気吸引力が不足しており、浮上状態に移行で
きない。また浮上可能範囲Dから着地に移行する場合に
は、移動子が落下領域B にはいると、磁気吸引力不足の
ため浮上位置の漸減に追随できず、墜落してしまう。
【0007】従って、浮上・着地制御領域E は図9図示
斜線部分となる。すなわち、移動子の重量はW2〜W3、浮
上位置Hは零〜G1の範囲内に制約されることになる。本
発明は上記事情に鑑みて創案されたもので、従来よりも
移動子の重量を大きくし浮上位置を大きくしても安定し
て浮上及び着地させるようにしたリニア誘導モータを用
いた磁気浮上搬送装置を提供することを目的としてい
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係るリニア誘導
モータを用いた磁気浮上搬送装置は、搬送路と、搬送路
全長にわたって設けられたリニア誘導モータの固定子
と、移動子と、固定子と交流電源との間に設けられ固定
子電圧を増減させる電圧調整器と、電源制御部とよりな
り、前記搬送路は搬送方向に沿って形成されるとともに
移動子の浮上位置が予め設定されており、一方、移動子
は搬送方向にU字状に形成され制御コイルを巻回したU
字状鉄心と、前記浮上位置を検出する浮上位置センサ
と、浮上位置センサの検出結果に基づいて前記制御コイ
ルを短絡・開放する浮上制御部を具備しており、かつ前
記電圧制御部は浮上位置センサの検出結果に基づいて移
動子の浮上開始時及び着地時に前記電圧調整器を介して
固定子電圧を増減するようにしたことを特徴としてい
る。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る1 実施例
を説明する。図1は本発明装置の構成説明図、図2は図
1の片側部分の構成説明図、図3は移動子の浮上制御説
明図、図4〜図7は磁気吸引力と移動子位置との関係を
説明する特性図であって、図4は固定子が定格電圧であ
って移動子が着地している状態、図5は固定子電圧を上
昇させた状態、図6は図5より固定子電圧を下降させた
状態、図7は固定子電圧をさらに下降させて定格電圧に
した状態をそれぞれ示している。図8は他の実施例を示
す構成説明図である。従来技術と同一の部分は同一の符
号で示している。
【0010】本発明装置は固定子と移動子との間に働く
磁気吸引力が固定子電圧の二乗に比例し、空隙距離の2
乗に反比例することを利用したものであって、搬送路10
と、搬送路10の全長にわたって設けられたリニア誘導モ
ータの固定子11と、移動子20と、電圧調整器30と、電圧
制御部31とからなっている。搬送路10は搬送方向に形成
されており、移動子20の浮上指令位置HSがガイドライ
ンとして予め定められている。
【0011】固定子11は搬送路10の全長にわたって設け
られている。移動子20は前記固定子11に対向して移動可
能に設けられ、U字状鉄心21と、U字状鉄心21に巻回さ
れた制御コイル22と、浮上位置センサ23と浮上制御部24
を具備している。浮上位置センサ23は実際の浮上位置を
検出するものである。
【0012】浮上制御部24はダイオードブリッジ241 、
スイッチング素子としてのトランジスタ242 を含む制御
回路243 と、増幅回路244 、A/D変換器245 、マイコ
ン246 、トランジスタ駆動回路247 を含んでいる。図中
248 は抵抗、249 は蓄電池、250 はダイオードでいずれ
も移動子20の振動を抑制するものである。
【0013】電圧調整器30は固定子10と交流電源12との
間に設けられ、固定子電圧Vを増減するもので、可変電
圧形インバータのような電子式、又は誘導電圧調整器の
ような機械式のものであってもよい。電圧制御部31は浮
上位置センサ23の検出結果に基づいて電圧調整器30を制
御するものである。前記浮上制御部24と電圧制御部31と
の間には移動子20に設けられた光通信器41と電圧制御部
31に設けられた光通信器42によって双方に信号が伝達さ
れるようになっている。
【0014】浮上位置センサ23によって検出された検出
結果はA/D変換器245 を介してマイコンに取り込まれ
て処理された後、移動子20の浮上位置情報信号として光
通信器41、42を介して電圧制御部31に伝達される。そし
て電圧制御部31はこの検出結果に基づいて電圧制御信号
を電圧調整器30に出力する。電圧調整器30は前記信号に
基づいて固定子電圧Vを上昇または下降させるように構
成されている。
【0015】つぎに本発明装置の浮上動作について説明
する。移動子が浮上及び着地を行うステーション部では
2 個の固定子を対向励磁状態として互いに推力を相殺
し、移動子には磁気吸引力のみが働く状態としている。 まず移動子20の浮上指令位置HS及び浮上指令位置H
Sに到達するまでに複数個の浮上指令位置H1、H2・
・・・が予め設定されマイコン246 に記憶されているも
のとする。 移動子20が着地している状態では、固定子11に定格電
圧VSを印加しても発生する磁気吸引力F が移動子20の重
量WS以下のため、移動子の位置X は落下領域B にあり、
移動子20が搬送路10より浮上しない( 図3のA 点及び図
4参照) 。
【0016】図3の実線のA 、B 点に示すように、固
定子電圧をVSよりV1に上昇させると磁気吸引力が増加す
る。図5破線で示す曲線FS、F0が白矢印で示すように変
化し、浮上領域A が拡がって移動子位置X を覆う部分ま
で推移する。これにより、移動子20が着地状態より浮上
する( 図3のB 点及び図5参照) 。移動子20が最初の浮
上指令位置H1 近傍で浮上状態に達すると、マイコンは
浮上指令位置を次段浮上指令位置H2に切り替えて、前
記に準じて浮上位置H2近傍に浮上する。
【0017】移動子20の浮上指令位置をH2、H3・・・
・と漸増させるに従って磁気吸引力Fが増加していく。
そこで過度の磁気吸引力を抑制するために浮上位置に従
って固定子電圧をV1よりV2に下降させ移動子位置X が浮
上範囲D にくるようにする( 図3のC 点及び図6参照)
。 浮上位置H3よりH7に漸増し前記動作の繰り返しによっ
て移動子20を浮上指令位置HSに近づけるとともに浮上
指令位置H7のときに固定子電圧Vを下降させる。
【0018】移動子20が浮上指令位置HSに達したと
き、固定子電圧Vを定格電圧VSにする( 図3のD 点及び
図7参照) 。前記移動子20の浮上位置Hは浮上位置セン
サ23で検出され、この検出結果は浮上制御部24、光通信
器41、42、電圧制御部31、電圧調整器30を介して固定子
電圧Vが制御されるものである。
【0019】なお、着地状態より浮上状態への移行後
は、固定子電圧Vは定格電圧VSに保ち、移動子20は浮上
制御部24によって浮上制御される。従って、電圧調整器
30及び電圧制御部31は搬送路10の浮上開始位置及び着地
位置のみに設ければよい。なお移動子20を着地させるに
は、前記浮上時の手順を逆にすればよい。
【0020】図8においては、浮上位置センサ51が搬送
路10の浮上開始位置及び着地位置にそれぞれ設けられて
いる。そして浮上位置センサ51の検出結果に基づいて電
圧制御部31、電圧調整器30を介して固定子電圧Vが制御
されるように構成されている。本実施例によれば、浮上
制御部24と電圧制御部31との間に双方向の情報伝達を要
しない場合において、部品点数が少なくてすむという利
点がある。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明装置は搬送
路と、リニア誘導モータの固定子と、移動子と、固定子
と交流電源との間に設けられた電圧調整器と、電圧制御
部を具備している。電圧制御部は移動子の浮上位置を検
出した結果に基づいて、固定子と移動子に働く磁気吸引
力が浮上に必要な大きさになるように、固定子電圧を移
動子位置に応じて増減し、磁気吸引力の浮上領域が常に
移動子の重量と移動子の浮上位置を含むように制御して
いる。従って、従来装置よりも移動子の重量を大きく
し、移動子の浮上位置を拡げても安定して浮上着地させ
ることができるので、大変都合がよいものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の構成説明図である。
【図2】図1の片側部分の構成説明図である。
【図3】移動子の浮上制御説明図である。
【図4】固定子が定格電圧であって移動子が着地してい
る状態を示す図面である。
【図5】固定子電圧を上昇させた状態を示す図面であ
る。
【図6】図4より固定子電圧を下降させた状態を示す図
面である。
【図7】固定子電圧をさらに下降させて定格電圧にした
状態を示している。
【図8】他の実施例を示す構成説明図である。
【図9】磁気吸引力と浮上位置及び移動子重量との関係
を説明する特性図である。
【符号の説明】
10 搬送路 11 固定子 20 移動子 21 U字状鉄心 22 浮上位置センサ 24 浮上制御部 30 電圧調整器 31 電圧制御部 41、42 光通信器 51 浮上位置センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02P 7/00 101 A 8625−5H

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 搬送路と、搬送路全長にわたって設けら
    れたリニア誘導モータの固定子と、移動子と、固定子と
    交流電源との間に設けられ固定子電圧を増減させる電圧
    調整器と、電源制御部とよりなり、前記搬送路は搬送方
    向に沿って形成されるとともに移動子の浮上位置が予め
    設定されており、一方、移動子は搬送方向にU字状に形
    成され制御コイルを巻回したU字状鉄心と、前記浮上位
    置を検出する浮上位置センサと、浮上位置センサの検出
    結果に基づいて前記制御コイルを短絡・開放する浮上制
    御部を具備しており、かつ前記電圧制御部は浮上位置セ
    ンサの検出結果に基づいて移動子の浮上開始時及び着地
    時に前記電圧調整器を介して固定子電圧を増減するよう
    にしたことを特徴とするリニア誘導モータを用いた磁気
    浮上搬送装置。
  2. 【請求項2】 前記浮上位置センサの検出結果は移動子
    に設けた光通信器を介して電圧制御部に伝達するように
    構成されている請求項1記載のリニア誘導モータを用い
    た磁気浮上搬送装置。
  3. 【請求項3】 前記浮上位置センサの検出結果は搬送路
    の浮上開始位置及び着地位置にそれぞれ個別に設けられ
    た位置検出センサにより検出されたものであって、この
    検出結果が電圧制御部に入力されるように構成されてい
    る請求項1記載のリニア誘導モータを用いた磁気浮上搬
    送装置。
JP4158696A 1992-05-25 1992-05-25 リニア誘導モータを用いた磁気浮上搬送装置 Pending JPH05328537A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100945769B1 (ko) * 2008-05-19 2010-03-05 현대로템 주식회사 자기부상열차의 마그네트 드라이브용 스위치 박스 기능이내장된 전동차 종합제어장치
JP2022187975A (ja) * 2021-06-08 2022-12-20 キヤノン株式会社 搬送システム及び搬送システムの制御方法

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