JPH07274568A - 直流リニアモータ - Google Patents
直流リニアモータInfo
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- JPH07274568A JPH07274568A JP6062688A JP6268894A JPH07274568A JP H07274568 A JPH07274568 A JP H07274568A JP 6062688 A JP6062688 A JP 6062688A JP 6268894 A JP6268894 A JP 6268894A JP H07274568 A JPH07274568 A JP H07274568A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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】 インバータの転流位相角の演算を不要にし、
しかも滑らかな速度制御を得る。 【構成】 推力専用とした直流リニアモータとし、地上
側に配置した電機子コイル１５に対する移動体の界磁磁
石１６の位置に応じてコンバータ１１の出力電流を電機
子コイルの各相に転流するインバータ１４を備え、速度
制御系１９は移動体の速度設定値と速度検出値の偏差に
応じた速度制御出力を得、この速度制御系の速度制御出
力を電流指令として電流制御系１３がコンバータの出力
電流を制御し、転流位相角選択部２１は、速度制御出力
の増減方向から判定する加速と減速に応じてインバータ
の転流位相角を電気角零又は電気角πに切り換える。
しかも滑らかな速度制御を得る。 【構成】 推力専用とした直流リニアモータとし、地上
側に配置した電機子コイル１５に対する移動体の界磁磁
石１６の位置に応じてコンバータ１１の出力電流を電機
子コイルの各相に転流するインバータ１４を備え、速度
制御系１９は移動体の速度設定値と速度検出値の偏差に
応じた速度制御出力を得、この速度制御系の速度制御出
力を電流指令として電流制御系１３がコンバータの出力
電流を制御し、転流位相角選択部２１は、速度制御出力
の増減方向から判定する加速と減速に応じてインバータ
の転流位相角を電気角零又は電気角πに切り換える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流リニアモータに係
り、特に地上側の電機子コイルに対する移動体側の界磁
磁石位置（電気角）を検出して移動体の速度制御を行う
速度制御方式に関する。
り、特に地上側の電機子コイルに対する移動体側の界磁
磁石位置（電気角）を検出して移動体の速度制御を行う
速度制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、直流リニアモータの基本構成で
ある。地上側の電機子コイル１は、１つ飛びに直列接続
し、第１相コイルと第２相コイルを構成する。直流定電
流変換装置（コンバータ）２からの直流電流はフリップ
・フロップ・インバータ（ＦＦインバータ）３によっ
て、移動体側の界磁磁石（電磁石又は永久磁石）４の位
置に対応して第１相コイルと第２相コイルに交互に振り
分け、一方向に断続する矩形波状の電流として地上側の
電機子コイル１に供給する。
ある。地上側の電機子コイル１は、１つ飛びに直列接続
し、第１相コイルと第２相コイルを構成する。直流定電
流変換装置（コンバータ）２からの直流電流はフリップ
・フロップ・インバータ（ＦＦインバータ）３によっ
て、移動体側の界磁磁石（電磁石又は永久磁石）４の位
置に対応して第１相コイルと第２相コイルに交互に振り
分け、一方向に断続する矩形波状の電流として地上側の
電機子コイル１に供給する。
【０００３】地上側の電機子コイル１の電流は、常に一
方向に流れるため、界磁磁石４は電機子コイル１の縦辺
との間で推力を得ることができる。また、界磁磁石４の
磁束が電機子コイル１の水平辺に同時に鎖交するような
位置関係にしておくと、界磁磁石４は推力と同時に浮上
力を得ることができる。
方向に流れるため、界磁磁石４は電機子コイル１の縦辺
との間で推力を得ることができる。また、界磁磁石４の
磁束が電機子コイル１の水平辺に同時に鎖交するような
位置関係にしておくと、界磁磁石４は推力と同時に浮上
力を得ることができる。
【０００４】直流定電流変換装置２は、出力電流を一定
にすることによって、電機子コイル１の電流の切換タイ
ミングの制御のみで浮上力一定のまま加速、惰行、制動
の制御を行うことができる。これに対応して直流定電流
変換装置２の負荷電圧は正負の範囲で変化し、電力の供
給と回生が自動的に行われる。
にすることによって、電機子コイル１の電流の切換タイ
ミングの制御のみで浮上力一定のまま加速、惰行、制動
の制御を行うことができる。これに対応して直流定電流
変換装置２の負荷電圧は正負の範囲で変化し、電力の供
給と回生が自動的に行われる。
【０００５】直流リニアモータの推力は、供給電流一定
のままＦＦインバータ３の転流位相によって制御する。
図８に示す電機子コイル１と界磁磁石４の位置関係にお
いて、電気角θで電機子コイルに通流し、電気角（π＋
θ）で切ると、界磁磁石４は電気角θ〜πの間で推力
を、電気角π〜（π＋θ）の間で制動力を受ける。
のままＦＦインバータ３の転流位相によって制御する。
図８に示す電機子コイル１と界磁磁石４の位置関係にお
いて、電気角θで電機子コイルに通流し、電気角（π＋
θ）で切ると、界磁磁石４は電気角θ〜πの間で推力
を、電気角π〜（π＋θ）の間で制動力を受ける。
【０００６】従って、θ〜（π＋θ）間に生じる平均推
力は電気角θによって調整できる。この電気角θをＦＦ
インバータの転流位相角としたときの推力との関係は図
９に示す特性になる。同図中、Ｆmは電機子コイルの縦
辺長Ｌ等で決まる最大推力を示し、転流位相角θを零
（電気角０〜πまで通流）にするときは推力がＦmにな
り、π／２とする場合に推力が零になり、πとするとき
は推力が−Ｆmとなることを示す。
力は電気角θによって調整できる。この電気角θをＦＦ
インバータの転流位相角としたときの推力との関係は図
９に示す特性になる。同図中、Ｆmは電機子コイルの縦
辺長Ｌ等で決まる最大推力を示し、転流位相角θを零
（電気角０〜πまで通流）にするときは推力がＦmにな
り、π／２とする場合に推力が零になり、πとするとき
は推力が−Ｆmとなることを示す。
【０００７】上記のことから、推力を連続的に変化させ
るためには、転流する位相角を位置検出信号から算出し
て連続的に変化させる必要がある。
るためには、転流する位相角を位置検出信号から算出し
て連続的に変化させる必要がある。
【０００８】図１０は、従来の制御方式を示すブロック
図である。コンバータ１１と直流リアクトル１２によっ
て直流定電流を得る。この定電流制御は、必要な浮上力
に応じた設定電流Ｉsetと検出電流の偏差を比例積分演
算する電流制御系１３により自動制御される。
図である。コンバータ１１と直流リアクトル１２によっ
て直流定電流を得る。この定電流制御は、必要な浮上力
に応じた設定電流Ｉsetと検出電流の偏差を比例積分演
算する電流制御系１３により自動制御される。
【０００９】ＦＦインバータ１４の転流制御は、電機子
コイル１５に対する界磁磁石１６の位置を位置検出器１
７で検出し、この位置変化率から速度検出器１８に速度
検出を得、設定速度Ｖsetと検出速度から速度制御系１
９によって偏差を比例積分演算して加速又は減速の制御
信号を得、これを推力指令として転流位相角演算部２０
が位置検出器１７の位置信号から必要な転流位相角θを
求める。
コイル１５に対する界磁磁石１６の位置を位置検出器１
７で検出し、この位置変化率から速度検出器１８に速度
検出を得、設定速度Ｖsetと検出速度から速度制御系１
９によって偏差を比例積分演算して加速又は減速の制御
信号を得、これを推力指令として転流位相角演算部２０
が位置検出器１７の位置信号から必要な転流位相角θを
求める。
【００１０】なお、電機子コイルを多相とするときは、
各相の電機子コイルを直列配置し、ＦＦインバータは、
界磁磁石の位置に応じて各相への電流切換を順次行い、
また速度制御系の推力指令に応じて転流位相角を演算調
整する。
各相の電機子コイルを直列配置し、ＦＦインバータは、
界磁磁石の位置に応じて各相への電流切換を順次行い、
また速度制御系の推力指令に応じて転流位相角を演算調
整する。
【００１１】なお、ＦＦインバータ３（１４）に代え
て、図１１に示すように、単相ブリッジ形インバータ３
Ａ、さらには３相ブリッジ形インバータとする場合もあ
る。
て、図１１に示すように、単相ブリッジ形インバータ３
Ａ、さらには３相ブリッジ形インバータとする場合もあ
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来の制御方式では、
設定速度に応じて界磁磁石が電機子コイルの端（０ｒａ
ｄ）からθだけ遅れた位置で転流を行う。しかし、転流
位相角θは、移動体の速度によって電機子コイルの端
（０ｒａｄ）からの時間が変化し、さらに加速度による
補間をかける必要がある。また、移動体の加減速の状況
によってθ自体も変わってしまうため、転流位相角演算
部２０での演算にかなり複雑な演算処理を必要とする問
題があった。
設定速度に応じて界磁磁石が電機子コイルの端（０ｒａ
ｄ）からθだけ遅れた位置で転流を行う。しかし、転流
位相角θは、移動体の速度によって電機子コイルの端
（０ｒａｄ）からの時間が変化し、さらに加速度による
補間をかける必要がある。また、移動体の加減速の状況
によってθ自体も変わってしまうため、転流位相角演算
部２０での演算にかなり複雑な演算処理を必要とする問
題があった。
【００１３】本発明の目的は、インバータの転流位相角
の演算を不要にし、しかも滑らかな速度制御を得る直流
リニアモータを提供することにある。
の演算を不要にし、しかも滑らかな速度制御を得る直流
リニアモータを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、地上側に配置した電機子コイルと、移動
体に設けられ前記電機子コイルの電流によって推力を発
生する界磁磁石と、直流電流を制御できる電流制御系を
持つコンバータと、このコンバータの出力電流を前記界
磁磁石の位置に応じて電機子コイルの各相に転流するイ
ンバータとを備えた直流リニアモータにおいて、前記移
動体の速度設定値と速度検出値の偏差に応じた速度制御
出力を得る速度制御系と、前記速度制御出力を電流指令
として前記コンバータの出力電流を制御する電流制御系
と、前記速度制御出力の増減方向から判定する加速と減
速に応じて前記インバータの転流位相角を電気角零の加
速モード又は電気角πの減速モードに切り換えかつ前記
電流制御系を供給と回生に切り換える転流位相角選択部
とを備えたことを特徴とする直流リニアモータ。
決を図るため、地上側に配置した電機子コイルと、移動
体に設けられ前記電機子コイルの電流によって推力を発
生する界磁磁石と、直流電流を制御できる電流制御系を
持つコンバータと、このコンバータの出力電流を前記界
磁磁石の位置に応じて電機子コイルの各相に転流するイ
ンバータとを備えた直流リニアモータにおいて、前記移
動体の速度設定値と速度検出値の偏差に応じた速度制御
出力を得る速度制御系と、前記速度制御出力を電流指令
として前記コンバータの出力電流を制御する電流制御系
と、前記速度制御出力の増減方向から判定する加速と減
速に応じて前記インバータの転流位相角を電気角零の加
速モード又は電気角πの減速モードに切り換えかつ前記
電流制御系を供給と回生に切り換える転流位相角選択部
とを備えたことを特徴とする直流リニアモータ。
【００１５】また、本発明は、前記転流位相角選択部に
よるモード切換は前記コンバータの電流がほぼ零になる
タイミングで行うことを特徴とする。
よるモード切換は前記コンバータの電流がほぼ零になる
タイミングで行うことを特徴とする。
【００１６】また、本発明は、前記転流位相角選択部に
よる前記モードの切換は、設定速度に対して実速度が低
くかつ速度差が大きくなるときのみ加速モードに切り換
え、設定速度に対して実速度が高くかつ速度差が大きく
なるときのみ減速モードに切り換えることを特徴とす
る。
よる前記モードの切換は、設定速度に対して実速度が低
くかつ速度差が大きくなるときのみ加速モードに切り換
え、設定速度に対して実速度が高くかつ速度差が大きく
なるときのみ減速モードに切り換えることを特徴とす
る。
【００１７】
【作用】本発明は、直流リニアモータを推力専用にす
る。これにより、浮上力を考慮することを不要にし、コ
ンバータの電流を一定にする必要が無くなる。このこと
を利用し、供給電流を速度制御出力で制御することによ
り推力又は制動力を調整する。
る。これにより、浮上力を考慮することを不要にし、コ
ンバータの電流を一定にする必要が無くなる。このこと
を利用し、供給電流を速度制御出力で制御することによ
り推力又は制動力を調整する。
【００１８】推力をコンバータの電流で調整できること
からインバータの転流位相角の演算及び調整を不要に
し、加速又は減速に応じて最大推力が得られる電気角０
又は最大制動力が得られる電気角πのモードの選択切換
で済むようにする。
からインバータの転流位相角の演算及び調整を不要に
し、加速又は減速に応じて最大推力が得られる電気角０
又は最大制動力が得られる電気角πのモードの選択切換
で済むようにする。
【００１９】また、モードの切り換えは、先にコンバー
タの電流を零にする加速又は減速制御を行い、この電流
制御だけでは不足する加速又は減速を必要とするときに
モードを切り換え、モード切り換えによる加速又は減速
は電流零から増加させる。これにより、モード切り換え
に電流の急激な変化を無くし、滑らかな速度制御を得
る。
タの電流を零にする加速又は減速制御を行い、この電流
制御だけでは不足する加速又は減速を必要とするときに
モードを切り換え、モード切り換えによる加速又は減速
は電流零から増加させる。これにより、モード切り換え
に電流の急激な変化を無くし、滑らかな速度制御を得
る。
【００２０】また、実速度が設定速度に近づいている
か、離れているかによって加速モード又は減速モードの
切り換えを制限する。これにより、加速と減速の繰り返
し変化を少なくし、速度制御を一層滑らかにする。
か、離れているかによって加速モード又は減速モードの
切り換えを制限する。これにより、加速と減速の繰り返
し変化を少なくし、速度制御を一層滑らかにする。
【００２１】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示すブロック図
であり、図１０と同じ部分は同一符号で示す。速度制御
系１９の演算結果は電流制御系１３の電流指令にされ、
コンバータ１１の電流制御により速度制御がなされる。
であり、図１０と同じ部分は同一符号で示す。速度制御
系１９の演算結果は電流制御系１３の電流指令にされ、
コンバータ１１の電流制御により速度制御がなされる。
【００２２】転流位相角選択部２１は、速度制御系１９
の速度偏差出力の増減に応じて加速と減速の判定をし、
この判定と現在の転流位相角からＦＦインバータ１４の
転流位相角を零（最大推力）又はπ（最大減速力）に切
り換える。
の速度偏差出力の増減に応じて加速と減速の判定をし、
この判定と現在の転流位相角からＦＦインバータ１４の
転流位相角を零（最大推力）又はπ（最大減速力）に切
り換える。
【００２３】また、加速と減速の判定から電流制御系１
３の制御位相を切り換え、加速時にはコンバータ１１か
ら電機子コイル１５への電流供給とし、減速時には電機
子コイル１５からコンバータ１１への回生に切り換え
る。
３の制御位相を切り換え、加速時にはコンバータ１１か
ら電機子コイル１５への電流供給とし、減速時には電機
子コイル１５からコンバータ１１への回生に切り換え
る。
【００２４】図２は、転流位相角選択部２１の選択フロ
ーチャートを示す。転流位相角選択部２１は、速度制御
系１９の出力が加速（前回値よりも今回値が増加）に有
るか否かで加速の要否を判定し（ステップＳ１）、減速
（前回値よりも今回値が減少）に有るか否かで減速の要
否を判定する（ステップＳ２）。
ーチャートを示す。転流位相角選択部２１は、速度制御
系１９の出力が加速（前回値よりも今回値が増加）に有
るか否かで加速の要否を判定し（ステップＳ１）、減速
（前回値よりも今回値が減少）に有るか否かで減速の要
否を判定する（ステップＳ２）。
【００２５】ステップＳ１の判定で加速を必要とすると
き、現在の転流位相角が０かπかの制御モードを判定し
（ステップＳ３）、加速側になる転流位相角０ではその
ままにして加速を続け、減速側になる転流位相角πでは
転流位相角０に変更して加速に切り換えると共に電流制
御系１３の出力位相を加速側に切り換える（ステップＳ
４）。
き、現在の転流位相角が０かπかの制御モードを判定し
（ステップＳ３）、加速側になる転流位相角０ではその
ままにして加速を続け、減速側になる転流位相角πでは
転流位相角０に変更して加速に切り換えると共に電流制
御系１３の出力位相を加速側に切り換える（ステップＳ
４）。
【００２６】同様に、減速を必要とするとき、現在の転
流位相角が０かπかの制御モードを判定し（ステップＳ
５）、減速側になる転流位相角πではそのままにして減
速を続け、加速側になる転流位相角０では転流位相角π
に変更して減速に切り換えると共に電流制御系１３の出
力位相を減速側に切り換える（ステップＳ６）。
流位相角が０かπかの制御モードを判定し（ステップＳ
５）、減速側になる転流位相角πではそのままにして減
速を続け、加速側になる転流位相角０では転流位相角π
に変更して減速に切り換えると共に電流制御系１３の出
力位相を減速側に切り換える（ステップＳ６）。
【００２７】従って、本実施例による速度制御は、以下
のようになる。
のようになる。
【００２８】（１）加速又は定速走行時は、転流位相角
を０ｒａｄにして最大推力になる転流とし、推力の調整
は電流制御で行う。
を０ｒａｄにして最大推力になる転流とし、推力の調整
は電流制御で行う。
【００２９】（２）加速し過ぎて減速しなければならな
いときには転流位相角をπｒａｄにして最大制動力にな
る転流とした減速モードにし、制動力の調整は電流制御
で行う。
いときには転流位相角をπｒａｄにして最大制動力にな
る転流とした減速モードにし、制動力の調整は電流制御
で行う。
【００３０】（３）減速し過ぎたときには転流位相角を
再び０ｒａｄに戻した加速モードに復帰させる。
再び０ｒａｄに戻した加速モードに復帰させる。
【００３１】ここで、上記制御モードの切換は、電流制
御系１３の電流制御の応答に比べてコンバータ１１の出
力電流の零検出信号やタイマ処理等によって遅れた切換
を行う。これにより、速度制御系１９での速度偏差が大
きくなるときに先ず電流の絞り込み制御がなされた後に
モードの切り換えを得る。
御系１３の電流制御の応答に比べてコンバータ１１の出
力電流の零検出信号やタイマ処理等によって遅れた切換
を行う。これにより、速度制御系１９での速度偏差が大
きくなるときに先ず電流の絞り込み制御がなされた後に
モードの切り換えを得る。
【００３２】図３は、制御系と転流位相角の関係を示
す。設定速度を一定の傾斜で高める増速制御において、
期間Ｔ1の前半では転流位相角θ＝０ｒａｄとする加速
モードにより加速される。この加速で実速度が設定速度
を越えた後半期間では速度制御系（ＡＳＲ）１９の出力
は減少し始め、電流制御系（ＡＣＲ）１３は電流零へ向
かった電流絞り込みを開始し、実速度の増加を抑制す
る。
す。設定速度を一定の傾斜で高める増速制御において、
期間Ｔ1の前半では転流位相角θ＝０ｒａｄとする加速
モードにより加速される。この加速で実速度が設定速度
を越えた後半期間では速度制御系（ＡＳＲ）１９の出力
は減少し始め、電流制御系（ＡＣＲ）１３は電流零へ向
かった電流絞り込みを開始し、実速度の増加を抑制す
る。
【００３３】この電流絞り込みによる加速量の低下で実
速度が設定速度に一致する場合には減速モードに切り替
えることなく加速モードでの制御が続けられる。図３の
期間Ｔ1の後半終期では電流制御系１３の出力が零にな
るも実速度が設定速度よりも高いため、電流零の時点で
転流位相角選択部２１は転流位相角θ＝πｒａｄとする
減速モードに切り換え、減速制御を開始する（期間
Ｔ2）。このとき、電流制御系１３の極性も切り換え回
生電流を零から増加して行く回生動作になる。
速度が設定速度に一致する場合には減速モードに切り替
えることなく加速モードでの制御が続けられる。図３の
期間Ｔ1の後半終期では電流制御系１３の出力が零にな
るも実速度が設定速度よりも高いため、電流零の時点で
転流位相角選択部２１は転流位相角θ＝πｒａｄとする
減速モードに切り換え、減速制御を開始する（期間
Ｔ2）。このとき、電流制御系１３の極性も切り換え回
生電流を零から増加して行く回生動作になる。
【００３４】この期間Ｔ2の前半では減速開始で実速度
を設定速度に近づけるよう回生電流を増加させる。この
減速で実速度が設定速度以下になる後半期間では電流制
御系１３による電流零へ向かった絞り込みを開始し、実
速度の低下を抑制する。
を設定速度に近づけるよう回生電流を増加させる。この
減速で実速度が設定速度以下になる後半期間では電流制
御系１３による電流零へ向かった絞り込みを開始し、実
速度の低下を抑制する。
【００３５】この電流絞り込みによる減速量の低下で実
速度が設定速度に一致する場合には加速へ切換えられる
ことなく減速モードでの制御が続けられる。期間Ｔ2の
後半終期では電流零へ向かった絞りにも実速度が設定速
度よりも低いため、電流零の時点で転流位相角選択部２
１は転流位相角θ＝０とする加速モードに切り換え、加
速制御を開始する（期間Ｔ3）。このとき、電流制御系
１３の極性も切り換え電流を零から増加していく加速動
作になる。
速度が設定速度に一致する場合には加速へ切換えられる
ことなく減速モードでの制御が続けられる。期間Ｔ2の
後半終期では電流零へ向かった絞りにも実速度が設定速
度よりも低いため、電流零の時点で転流位相角選択部２
１は転流位相角θ＝０とする加速モードに切り換え、加
速制御を開始する（期間Ｔ3）。このとき、電流制御系
１３の極性も切り換え電流を零から増加していく加速動
作になる。
【００３６】このような制御は、期間Ｔ3から期間Ｔ4で
の加速から減速への移行も同様になる。
の加速から減速への移行も同様になる。
【００３７】従って、制御モードの切換は、先ず電流制
御系による電流絞り込みで減速又は加速を行い、電流零
になったときに転流位相角の切換を行い、この電流零か
らの増加による加速又は減速を行う。
御系による電流絞り込みで減速又は加速を行い、電流零
になったときに転流位相角の切換を行い、この電流零か
らの増加による加速又は減速を行う。
【００３８】これにより、電流零での制御モードの切り
換えになり、切り換えに伴うトルクショックを少なくし
た速度制御を得ることができる。
換えになり、切り換えに伴うトルクショックを少なくし
た速度制御を得ることができる。
【００３９】以上までの実施例において、転流位相角選
択部２１によるモード切り換えは、電流絞り込みによる
電流零時点の実速度と設定速度の大小によってなされ
る。
択部２１によるモード切り換えは、電流絞り込みによる
電流零時点の実速度と設定速度の大小によってなされ
る。
【００４０】この場合、図３に例示されるように、加速
と減速の切り換えが頻繁に行われるため、実速度は加速
と減速の高い繰り返しになり、直流リニアモータを電車
等に適用する場合には乗客に違和感を与える恐れがあ
る。
と減速の切り換えが頻繁に行われるため、実速度は加速
と減速の高い繰り返しになり、直流リニアモータを電車
等に適用する場合には乗客に違和感を与える恐れがあ
る。
【００４１】この課題を解消するため、本発明の他の実
施例は、転流位相角選択部２１によるモード切り換えを
図４に示すフローチャートとする。同図が図２と異なる
部分は、モード切り換えの判定に相対加速度の正負も含
めた点にある。
施例は、転流位相角選択部２１によるモード切り換えを
図４に示すフローチャートとする。同図が図２と異なる
部分は、モード切り換えの判定に相対加速度の正負も含
めた点にある。
【００４２】すなわち、ステップＳ１やＳ２において加
速／減速に「要」と判定を得た後、相対加速度の正負を
判定し（Ｓ７、Ｓ８）、この判定結果からモード移行を
行う。
速／減速に「要」と判定を得た後、相対加速度の正負を
判定し（Ｓ７、Ｓ８）、この判定結果からモード移行を
行う。
【００４３】この相対加速度ＲＡは、図５に示すよう
に、速度検出時刻ｔ0とｔ1でのそれぞれの実速度Ｒ
Ｖ0、ＲＶ1と設定速度ＳＶ0、ＳＶ1とから次式
に、速度検出時刻ｔ0とｔ1でのそれぞれの実速度Ｒ
Ｖ0、ＲＶ1と設定速度ＳＶ0、ＳＶ1とから次式
【００４４】
【数１】ＲＡ＝（（ＲＶ1−ＳＶ1）−（ＲＶ0−Ｓ
Ｖ0））／（ｔ1−ｔ0） により求め、図５の（ａ）、（ｂ）は共に相対加速度Ｒ
Ａが正となる。また、（ｃ）には各期間別に相対加速度
ＲＡの正負を記号＋、−で示す。
Ｖ0））／（ｔ1−ｔ0） により求め、図５の（ａ）、（ｂ）は共に相対加速度Ｒ
Ａが正となる。また、（ｃ）には各期間別に相対加速度
ＲＡの正負を記号＋、−で示す。
【００４５】このような相対加速度ＲＡを含めた加速／
減速の要否判定は、図４のフローチャートから以下のよ
うになる。
減速の要否判定は、図４のフローチャートから以下のよ
うになる。
【００４６】（Ａ）加速モードへの移行 ステップＳ１の判定で設定速度に対して実速度が低く加
速「要」となり、かつ相対加速度が負の場合、すなわち
実速度が設定速度に対し追いつかないで速度差が大きく
なる場合は加速モードへ移行する。
速「要」となり、かつ相対加速度が負の場合、すなわち
実速度が設定速度に対し追いつかないで速度差が大きく
なる場合は加速モードへ移行する。
【００４７】これにより、実速度が設定速度に対して低
い場合にもその相対加速度が正で追いつく過程にある場
合の不必要なモード移行を無くす。
い場合にもその相対加速度が正で追いつく過程にある場
合の不必要なモード移行を無くす。
【００４８】（Ｂ）減速モードへの移行 ステップＳ２の判定で設定速度に対して実速度が高く減
速「要」となり、かつ相対加速度が正の場合、すなわち
実速度が設定速度から離れて行く場合は減速モードへ移
行する。
速「要」となり、かつ相対加速度が正の場合、すなわち
実速度が設定速度から離れて行く場合は減速モードへ移
行する。
【００４９】これにより、実速度が設定速度に対して高
い場合にもその相対加速度が負で追いつく過程にある場
合の不必要なモード移行を無くす。
い場合にもその相対加速度が負で追いつく過程にある場
合の不必要なモード移行を無くす。
【００５０】図６は、相対加速度も含めた場合の波形図
を示す。加速期間Ｔ1において、電流制御系（ＡＣＲ）
の出力が零に絞り込まれたとき、実速度が設定速度より
も高いが相対加速度は負になって実速度が設定速度に近
づいているため、減速モードへの移行を行うことなく加
速モードのまま実速度の低下を待つ。
を示す。加速期間Ｔ1において、電流制御系（ＡＣＲ）
の出力が零に絞り込まれたとき、実速度が設定速度より
も高いが相対加速度は負になって実速度が設定速度に近
づいているため、減速モードへの移行を行うことなく加
速モードのまま実速度の低下を待つ。
【００５１】このとき、電流制御系は電流零に絞り込ま
れたままの加速モードになり、期間Ｔ2では惰行状態に
なって実速度が低下してくる。そして、期間Ｔ3では実
速度が設定速度よりも低くなったときに加速「要」にな
り、相対加速度も正になると、電流制御系の電流を零か
ら増加して加速がなされる。
れたままの加速モードになり、期間Ｔ2では惰行状態に
なって実速度が低下してくる。そして、期間Ｔ3では実
速度が設定速度よりも低くなったときに加速「要」にな
り、相対加速度も正になると、電流制御系の電流を零か
ら増加して加速がなされる。
【００５２】減速モードにおいても同様の不要な加速モ
ードへの移行を無くした制御になる。
ードへの移行を無くした制御になる。
【００５３】図６に破線で示す実速度は、相対加速度の
判定を含めない図２のフローチャートによる場合を示
し、これに比べて本実施例による実速度の変化は加速と
減速の繰り返し回数が低くなり、一層滑らかな速度制御
を得ることができる。
判定を含めない図２のフローチャートによる場合を示
し、これに比べて本実施例による実速度の変化は加速と
減速の繰り返し回数が低くなり、一層滑らかな速度制御
を得ることができる。
【００５４】以上までの実施例において、インバータを
ＦＦインバータで説明したが、これに代えて単相または
３相のブリッジ形インバータにして同等の作用効果を得
ることができるのは勿論である。
ＦＦインバータで説明したが、これに代えて単相または
３相のブリッジ形インバータにして同等の作用効果を得
ることができるのは勿論である。
【００５５】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、直流リ
ニアモータを推力専用にし、コンバータからの供給電流
を速度制御出力で制御することにより推力又は制動力を
調整し、インバータの転流位相角は加速又は減速に応じ
て最大推力が得られる電気角０又は最大制動力が得られ
る電気角πの選択切換で済むようにするため、従来方式
で必要となる加減速に応じた転流位相角の演算を不要に
して制御装置を簡単にする効果がある。
ニアモータを推力専用にし、コンバータからの供給電流
を速度制御出力で制御することにより推力又は制動力を
調整し、インバータの転流位相角は加速又は減速に応じ
て最大推力が得られる電気角０又は最大制動力が得られ
る電気角πの選択切換で済むようにするため、従来方式
で必要となる加減速に応じた転流位相角の演算を不要に
して制御装置を簡単にする効果がある。
【００５６】また、本発明は、電機子コイルに供給する
電流を最大値に一定とせずに所要の推力に応じて増減さ
せるため、電機子コイル抵抗によるジュール損が少な
く、省エネルギーとなり、電機子コイルの温度上昇低減
の点でも有効となる。
電流を最大値に一定とせずに所要の推力に応じて増減さ
せるため、電機子コイル抵抗によるジュール損が少な
く、省エネルギーとなり、電機子コイルの温度上昇低減
の点でも有効となる。
【００５７】また、本発明は、転流位相角選択部による
モード切換は前記コンバータの電流がほぼ零になるタイ
ミングで行うようにしたため、加速モードと減速モード
の移行に電流変化を滑らかにした速度制御を得ることが
できる。
モード切換は前記コンバータの電流がほぼ零になるタイ
ミングで行うようにしたため、加速モードと減速モード
の移行に電流変化を滑らかにした速度制御を得ることが
できる。
【００５８】また、本発明は、モード切り換えに相対加
速度の正負を条件として付加するようにしたため、不要
なモード移行による加速と減速の高い繰り返し制御を無
くして一層滑らかな速度制御を得ることができる。
速度の正負を条件として付加するようにしたため、不要
なモード移行による加速と減速の高い繰り返し制御を無
くして一層滑らかな速度制御を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。
【図２】実施例における転流位相角選択部のフローチャ
ート。
ート。
【図３】実施例の波形図。
【図４】他の実施例を示す転流位相角選択部のフローチ
ャート。
ャート。
【図５】実施例における相対加速度の例。
【図６】他の実施例の波形図。
【図７】直流リニアモータの基本構成図。
【図８】界磁位置と推力の関係図。
【図９】転流位相角と推力の関係図。
【図１０】従来のブロック図。
【図１１】直流リニアモータの変形例。
１、１５…電機子コイル ２、１１…コンバータ ３…ＦＦインバータ ４、１６…界磁磁石 １３…電流制御系 １４…インバータ １７…位置検出器 １８…速度検出器 １９…速度制御系 ２１…転流位相角選択部
Claims (3)
- 【請求項１】 地上側に配置した電機子コイルと、移動
体に設けられ前記電機子コイルの電流によって推力を発
生する界磁磁石と、直流電流を制御できる電流制御系を
持つコンバータと、このコンバータの出力電流を前記界
磁磁石の位置に応じて電機子コイルの各相に転流するイ
ンバータとを備えた直流リニアモータにおいて、 前記移動体の速度設定値と速度検出値の偏差に応じた速
度制御出力を得る速度制御系と、前記速度制御出力を電
流指令として前記コンバータの出力電流を制御する電流
制御系と、前記速度制御出力の増減方向から判定する加
速と減速に応じて前記インバータの転流位相角を電気角
零の加速モード又は電気角πの減速モードに切り換えか
つ前記電流制御系を供給と回生に切り換える転流位相角
選択部とを備えたことを特徴とする直流リニアモータ。 - 【請求項２】 前記転流位相角選択部によるモード切換
は前記コンバータの電流がほぼ零になるタイミングで行
うことを特徴とする請求項１記載の直流リニアモータ。 - 【請求項３】 前記転流位相角選択部による前記モード
切換は、設定速度に対して実速度が低くかつ速度差が大
きくなるときのみ加速モードに切り換え、設定速度に対
して実速度が高くかつ速度差が大きくなるときのみ減速
モードに切り換えることを特徴とする請求項１記載の直
流リニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6062688A JPH07274568A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 直流リニアモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6062688A JPH07274568A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 直流リニアモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07274568A true JPH07274568A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13207483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6062688A Pending JPH07274568A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 直流リニアモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07274568A (ja) |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP6062688A patent/JPH07274568A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |