JPH0622412A - 磁気回路 - Google Patents
磁気回路Info
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- JPH0622412A JPH0622412A JP4196429A JP19642992A JPH0622412A JP H0622412 A JPH0622412 A JP H0622412A JP 4196429 A JP4196429 A JP 4196429A JP 19642992 A JP19642992 A JP 19642992A JP H0622412 A JPH0622412 A JP H0622412A
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- magnet
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Landscapes
- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
- Control Of Linear Motors (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 車両側の永久磁石と地上側の電機子コイルと
により車両に推力を与えるようにしたリニアモーターカ
ーの磁気回路において、車両の推力を平滑化することに
よりスムーズな発進及び加速を行えるようにした。 【構成】 車両側に磁石３を設けるとともに、地上側に
電機子コイル５を設けて車両に推力を生じるようにした
リニアモーターカーにおいて、電機子コイル５と磁石３
との相対位置を検出する位置検出器８を設けるととも
に、位置検出器８の検出値に基づき電機子コイル５に流
す電流を補正制御する制御回路９を設けた。
により車両に推力を与えるようにしたリニアモーターカ
ーの磁気回路において、車両の推力を平滑化することに
よりスムーズな発進及び加速を行えるようにした。 【構成】 車両側に磁石３を設けるとともに、地上側に
電機子コイル５を設けて車両に推力を生じるようにした
リニアモーターカーにおいて、電機子コイル５と磁石３
との相対位置を検出する位置検出器８を設けるととも
に、位置検出器８の検出値に基づき電機子コイル５に流
す電流を補正制御する制御回路９を設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、台車方式のリニアモー
ターカーの車上界磁などに使用される磁気回路に関す
る。
ターカーの車上界磁などに使用される磁気回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、リニアモーターにより推進力を得
て走行するリニアモーターカーとしては、種々の方式の
ものが検討されているが、その一つとして、界磁用の永
久磁石を車両に配置し、地上に電機子コイルを配置した
リニア同期モーターを用いたものが知られている。この
方式は、主電力を供給する側を地上に置くので、車上の
機器が軽量化されるため、高速化に適している。この種
の技術として、例えば、「ＪＲＥＡ １９９１年 ＶＯ
Ｌ．３４ Ｎｏ．１」、特開平２−３０７３５５号など
がある。ここで、従来のリニアモーターカーの推力発生
原理について、図４に示すような２相コイルの場合を例
にとって説明する。図４（ａ）のように、磁石４１とＡ
相、Ｂ相からなる電機子コイル４２とが配置されてい
る。図４（ａ）に示す磁極に対して、図４（ｂ）に示す
ような方形波駆動電流を発生させて、電機子コイル４２
と磁石４１との相対位置に応じて、各相の電機子コイル
４２の通流方向を切換えることにより、一方向に推力を
発生させている。この際、図４（ｂ）に示すように、駆
動電流の振幅を一定にすると、各相の推力は図４（ｃ）
に示すように大きく変化し、これらの和として得られる
合成推力は、図４（ｄ）に示すように、大きなリップル
成分を含んだ波形となる。
て走行するリニアモーターカーとしては、種々の方式の
ものが検討されているが、その一つとして、界磁用の永
久磁石を車両に配置し、地上に電機子コイルを配置した
リニア同期モーターを用いたものが知られている。この
方式は、主電力を供給する側を地上に置くので、車上の
機器が軽量化されるため、高速化に適している。この種
の技術として、例えば、「ＪＲＥＡ １９９１年 ＶＯ
Ｌ．３４ Ｎｏ．１」、特開平２−３０７３５５号など
がある。ここで、従来のリニアモーターカーの推力発生
原理について、図４に示すような２相コイルの場合を例
にとって説明する。図４（ａ）のように、磁石４１とＡ
相、Ｂ相からなる電機子コイル４２とが配置されてい
る。図４（ａ）に示す磁極に対して、図４（ｂ）に示す
ような方形波駆動電流を発生させて、電機子コイル４２
と磁石４１との相対位置に応じて、各相の電機子コイル
４２の通流方向を切換えることにより、一方向に推力を
発生させている。この際、図４（ｂ）に示すように、駆
動電流の振幅を一定にすると、各相の推力は図４（ｃ）
に示すように大きく変化し、これらの和として得られる
合成推力は、図４（ｄ）に示すように、大きなリップル
成分を含んだ波形となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、合
成推力波形に、大きなリップル成分を含むので、特に、
発進時及び加速時において、このリップル成分の影響を
受けてしまい、平滑な加速が得られないという問題があ
った（例えば、ぎくしゃくとした動きになってしまい乗
り心地が悪い）。また、このリップル成分を減少させる
方法として、例えば、３相４線式とか、３相６線式など
の複数の正弦波あるいは方形波を組み合わせるものもあ
るが、リップル成分はある程度減少しても完全な平滑推
力は得られない。
成推力波形に、大きなリップル成分を含むので、特に、
発進時及び加速時において、このリップル成分の影響を
受けてしまい、平滑な加速が得られないという問題があ
った（例えば、ぎくしゃくとした動きになってしまい乗
り心地が悪い）。また、このリップル成分を減少させる
方法として、例えば、３相４線式とか、３相６線式など
の複数の正弦波あるいは方形波を組み合わせるものもあ
るが、リップル成分はある程度減少しても完全な平滑推
力は得られない。
【０００４】そこで、本発明は、前記従来技術の問題点
に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、推
力を平滑化することにより、スムーズな発進及び加速を
行えるようにすることにある。
に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、推
力を平滑化することにより、スムーズな発進及び加速を
行えるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、車両に設けられた界磁用の磁石と、地
上に設けられた駆動電流を流す電機子コイルとから成
り、この磁石の磁界と電機子コイルに流れる駆動電流と
により、車両が推力を得て移動するリニアモーターにお
いて、電機子コイルと磁石との相対位置を検出する位置
検出手段と、電機子コイルに流すべき駆動電流に対し
て、上記相対位置に基づいた補正を行う制御手段とを有
し、この制御手段により補正された補正駆動電流を電機
子コイルに流すことにより、上記相対位置にかかわらず
一定の推力を発生させるようにした。
に、本発明では、車両に設けられた界磁用の磁石と、地
上に設けられた駆動電流を流す電機子コイルとから成
り、この磁石の磁界と電機子コイルに流れる駆動電流と
により、車両が推力を得て移動するリニアモーターにお
いて、電機子コイルと磁石との相対位置を検出する位置
検出手段と、電機子コイルに流すべき駆動電流に対し
て、上記相対位置に基づいた補正を行う制御手段とを有
し、この制御手段により補正された補正駆動電流を電機
子コイルに流すことにより、上記相対位置にかかわらず
一定の推力を発生させるようにした。
【０００６】
【作用】上記発明によれば、電機子コイルと磁石との相
対位置を検出する位置検出手段と、電機子コイルに流す
べき駆動電流に対して、この相対位置に基づいた補正を
行う制御手段を有し、補正された補正駆動電流を電機子
コイルに流すことにより、相対位置にかかわらず一定の
推力を発生させるようにしたので、推力波形にはリップ
ル成分は含まれず、スムーズな発進及び加速が行なえ
る。
対位置を検出する位置検出手段と、電機子コイルに流す
べき駆動電流に対して、この相対位置に基づいた補正を
行う制御手段を有し、補正された補正駆動電流を電機子
コイルに流すことにより、相対位置にかかわらず一定の
推力を発生させるようにしたので、推力波形にはリップ
ル成分は含まれず、スムーズな発進及び加速が行なえ
る。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を図により説明する。図２
は、本発明が適用されるリニアモーターカーの断面を示
す図である。リニアモーターカー、電気自動車等の車両
の床面１の下には、ヨーク２が配置されている。このヨ
ーク２は、断面が下側開口の略コ字形で、かつ車両の前
後方向に長い高透磁率の鉄板等で形成されている。この
ヨーク２の車両の前後方向に沿った長手方向の内側に磁
石３が固着されている。磁石３は、車両の前後方向に沿
って複数個固着されている。そして、この磁石３は、異
極性の磁極が対向するように配置され、駆動源の界磁と
して用いられる。
は、本発明が適用されるリニアモーターカーの断面を示
す図である。リニアモーターカー、電気自動車等の車両
の床面１の下には、ヨーク２が配置されている。このヨ
ーク２は、断面が下側開口の略コ字形で、かつ車両の前
後方向に長い高透磁率の鉄板等で形成されている。この
ヨーク２の車両の前後方向に沿った長手方向の内側に磁
石３が固着されている。磁石３は、車両の前後方向に沿
って複数個固着されている。そして、この磁石３は、異
極性の磁極が対向するように配置され、駆動源の界磁と
して用いられる。
【０００８】この磁石３は、電磁石であっても、永久磁
石であってもよい。ヨーク２の形状は、コ字形に限られ
ず、馬蹄形などの他の形状であってもよい。両磁極間に
は、所定の間隙を有する磁気間隙４が形成されている。
この磁気間隙４に、地上の電機子コイル５が配置されて
いる。この磁石３と電機子コイル５とでリニアモーター
が構成され、車両は、このリニアモーターによって得ら
れた推進力により電機子コイル５に沿って走行する。
石であってもよい。ヨーク２の形状は、コ字形に限られ
ず、馬蹄形などの他の形状であってもよい。両磁極間に
は、所定の間隙を有する磁気間隙４が形成されている。
この磁気間隙４に、地上の電機子コイル５が配置されて
いる。この磁石３と電機子コイル５とでリニアモーター
が構成され、車両は、このリニアモーターによって得ら
れた推進力により電機子コイル５に沿って走行する。
【０００９】次に、本発明が適用されるリニアモーター
の回路構成を、図３により２相コイルを例にとって説明
する。リニアモーターは、一定の直流電流をつくる定電
流順逆変換器６と、この一定の直流電流を方形波の交番
電流に変換する電流形変換器７を駆動電源とする。定電
流順逆変換器６は、複数個のサイリスタ６１等で構成さ
れている。電流形変換器７は、サイリスタ７１、ダイオ
ード７２、転流コンデンサ７３等で構成されている。電
機子コイル５と磁石３とは相対位置にあり、この相対位
置は位置検出器８により検出される。この位置検出器８
としては、例えば、ホール素子が用いられる。このホー
ル素子は、例えば、電機子コイル５の基板上に設けら
れ、このホール素子が磁石３のＮ極、Ｓ極の漏れ磁束を
検出することにより相対位置を検出する。
の回路構成を、図３により２相コイルを例にとって説明
する。リニアモーターは、一定の直流電流をつくる定電
流順逆変換器６と、この一定の直流電流を方形波の交番
電流に変換する電流形変換器７を駆動電源とする。定電
流順逆変換器６は、複数個のサイリスタ６１等で構成さ
れている。電流形変換器７は、サイリスタ７１、ダイオ
ード７２、転流コンデンサ７３等で構成されている。電
機子コイル５と磁石３とは相対位置にあり、この相対位
置は位置検出器８により検出される。この位置検出器８
としては、例えば、ホール素子が用いられる。このホー
ル素子は、例えば、電機子コイル５の基板上に設けら
れ、このホール素子が磁石３のＮ極、Ｓ極の漏れ磁束を
検出することにより相対位置を検出する。
【００１０】この位置検出器８により検出された位置信
号は、制御回路９に送られる。この制御回路９では、こ
の位置信号に基づき、相対位置に応じた補正係数を方形
波の交番電流に乗じることより補正駆動電流（図１
（ｂ））を発生させる。そして、この補正駆動電流が地
上側の電機子コイル５に流れる。これにより、磁石３が
駆動力を受けて、一定方向（右方向）に移動する。この
場合、同じ方向の駆動力を受け続けるように、位置検出
器８の位置信号に基づいて、電機子コイル５の通流方向
を電流形変換器７により随時切換える。
号は、制御回路９に送られる。この制御回路９では、こ
の位置信号に基づき、相対位置に応じた補正係数を方形
波の交番電流に乗じることより補正駆動電流（図１
（ｂ））を発生させる。そして、この補正駆動電流が地
上側の電機子コイル５に流れる。これにより、磁石３が
駆動力を受けて、一定方向（右方向）に移動する。この
場合、同じ方向の駆動力を受け続けるように、位置検出
器８の位置信号に基づいて、電機子コイル５の通流方向
を電流形変換器７により随時切換える。
【００１１】次に、本発明に係るリニアモーターカーの
推力発生原理を図１によって説明する。図１（ａ）のよ
うに、磁石３とＡ相、Ｂ相からなる電機子コイル５とが
配置され、Ａ相、Ｂ相の各コイル長は、それぞれ各磁極
ピッチの１／２になっている。図１（ｂ）は補正駆動電
流の波形、図１（ｃ）は各相の推力の波形、図１（ｄ）
は合成推力の波形をそれぞれ示す。ここで、上述の相
数、磁極ピッチは一例であり、本発明はこれに限定され
るものではない。
推力発生原理を図１によって説明する。図１（ａ）のよ
うに、磁石３とＡ相、Ｂ相からなる電機子コイル５とが
配置され、Ａ相、Ｂ相の各コイル長は、それぞれ各磁極
ピッチの１／２になっている。図１（ｂ）は補正駆動電
流の波形、図１（ｃ）は各相の推力の波形、図１（ｄ）
は合成推力の波形をそれぞれ示す。ここで、上述の相
数、磁極ピッチは一例であり、本発明はこれに限定され
るものではない。
【００１２】図１（ａ）に示す磁極に対して、図１
（ｂ）のように、電機子コイル５と磁石３との相対位置
に応じて、各相の電機子コイル５の通流方向を切換える
ことにより、一方向に推力を発生させる。この一方向の
推力は、上述のように、図３の位置検出器８により検出
された位置信号に基づいて、電流形変換器７の転流を行
なうことにより得られる。
（ｂ）のように、電機子コイル５と磁石３との相対位置
に応じて、各相の電機子コイル５の通流方向を切換える
ことにより、一方向に推力を発生させる。この一方向の
推力は、上述のように、図３の位置検出器８により検出
された位置信号に基づいて、電流形変換器７の転流を行
なうことにより得られる。
【００１３】この際、本発明では、磁石３と電機子コイ
ル５との相対位置に応じた補正駆動電流（図１（ｂ））
を発生させている。これは、上述のように、図３の位置
検出器８の位置信号に基づき、制御回路９で、相対位置
に応じた補正係数を方形波の交番電流に乗じることより
得られる。これにより、各相の推力の波形は図１（ｃ）
のようになり、さらに、その合成推力の波形は図１
（ｄ）のように平滑化されたものとなる。このように、
電機子コイル５に所定の補正係数を乗じて得られた補正
駆動電流（図１（ｂ））を流すことにより、リップル成
分が含まれないような合成推力を得ることができる。
ル５との相対位置に応じた補正駆動電流（図１（ｂ））
を発生させている。これは、上述のように、図３の位置
検出器８の位置信号に基づき、制御回路９で、相対位置
に応じた補正係数を方形波の交番電流に乗じることより
得られる。これにより、各相の推力の波形は図１（ｃ）
のようになり、さらに、その合成推力の波形は図１
（ｄ）のように平滑化されたものとなる。このように、
電機子コイル５に所定の補正係数を乗じて得られた補正
駆動電流（図１（ｂ））を流すことにより、リップル成
分が含まれないような合成推力を得ることができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、電機子コイルと磁石と
の相対位置を検出する位置検出手段と、電機子コイルに
流すべき駆動電流に対して、相対位置に基づいた補正を
行う制御手段とを有し、補正された補正駆動電流を電機
子コイルに流すことにより、相対位置にかからず一定の
推力を発生させるようにしたので、推力波形にはリップ
ル成分は含まれず、スムーズな発進及び加速が行える。
の相対位置を検出する位置検出手段と、電機子コイルに
流すべき駆動電流に対して、相対位置に基づいた補正を
行う制御手段とを有し、補正された補正駆動電流を電機
子コイルに流すことにより、相対位置にかからず一定の
推力を発生させるようにしたので、推力波形にはリップ
ル成分は含まれず、スムーズな発進及び加速が行える。
【図１】本発明が適用されるリニアモーターカーの推力
発生原理を示す図である。
発生原理を示す図である。
【図２】本発明が適用されるリニアモーターカーの断面
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明が適用されるリニアモーターの回路構成
を示す図である。
を示す図である。
【図４】従来のリニアモーターカーの推力発生原理を示
す図である。
す図である。
２ ヨーク ３ 磁石 ５ 電機子コイル ６ 定電流順逆変換器 ７ 電流形変換器 ８ 位置検出器 ９ 制御回路
Claims (1)
- 【請求項１】 車両に設けられた界磁用の磁石と、地上
に設けられた駆動電流を流す電機子コイルとから成り、
この磁石の磁界と電機子コイルに流れる駆動電流とによ
り、車両が推力を得て移動するリニアモーターにおい
て、電機子コイルと磁石との相対位置を検出する位置検
出手段と、電機子コイルに流すべき駆動電流に対して、
上記相対位置に基づいた補正を行う制御手段とを有し、
この制御手段により補正された補正駆動電流を電機子コ
イルに流すことにより、上記相対位置にかかわらず一定
の推力を発生させるようにしたことを特徴とする磁気回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4196429A JPH0622412A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 磁気回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4196429A JPH0622412A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 磁気回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0622412A true JPH0622412A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=16357695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4196429A Pending JPH0622412A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 磁気回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622412A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012523213A (ja) * | 2009-04-02 | 2012-09-27 | ジェネラル アトミックス | リニア・モータ充電式電動車両を組み込んだ輸送システム |
| JP2022517862A (ja) * | 2019-01-28 | 2022-03-10 | プロドライヴ・テクノロジーズ・ベーフェー | 長尺リニア永久磁石モータのための位置センサ |
-
1992
- 1992-06-30 JP JP4196429A patent/JPH0622412A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012523213A (ja) * | 2009-04-02 | 2012-09-27 | ジェネラル アトミックス | リニア・モータ充電式電動車両を組み込んだ輸送システム |
| JP2022517862A (ja) * | 2019-01-28 | 2022-03-10 | プロドライヴ・テクノロジーズ・ベーフェー | 長尺リニア永久磁石モータのための位置センサ |
| JP2024105664A (ja) * | 2019-01-28 | 2024-08-06 | プロドライヴ・テクノロジーズ・イノヴェーション・サービシーズ・ベーフェー | 長尺リニア永久磁石モータのための位置センサ |
| US12176767B2 (en) | 2019-01-28 | 2024-12-24 | Prodrive Technologies Innovation Services B.V. | Position sensor for a mover in a long stroke linear permanent magnet motor |
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