JPS5836182A - リニア同期電動機装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、リニア同期電動機装置に係シ、時にその制動
手段を改良したＩＪ　ニア同期電動機装置に関する。

リニア同期電動機装置の制動方式としては、機械制動方
式９発電制動刃式、逆相制動方式が−考えられている。

機械制動方式は、被推進体が＠菫で低慣性の場合には効
果的であるが、被推進体がたとえば超高速判事のように
貞く大きな慣性を有している場合には、使用後に部品を
交換しなければならない欠点がめる。従ってリニア同期
電動機の制動方式としては電気的な制動方式が好ましい
ことになる。

発電制動方式を採用した従来のリニア同期電動機装置は
、第１図に示すように構成されている。

すなわち、この例は単相式を示すもので、地上Ｑこ固定
された′ｄ１機子ｌと、この１１磯子ｌ上を上記電機子
ｌの配役方向に移動自在に設けられた界磁部２とでリニ
ア同期電動機本体３が構成されている。

電機子ｌは、′ｉｔ機子コイル４と、このコイル４（ｉ
″固定する図示しない支持部材とで構成されており、上
記電機子コイル４は配役方向に複数のセクション５−１
．５−２．・・・に分割されている。そして各セり／！
１７５−１．５−２．・・・は、スイッチ６−１．６−
２゜・・を介して１つおきに入力供給ライン７ａ、７ｂ
と８ａ、８ｂとに接続されておシ、上記入力供給ライン
７ａ、７ｂは切換スイッチ９ｂを介して第１の１ＪＬ源
装置１０ａの出力端に接続され、また人７Ｊ供給ライン
８ｇ。

８ｂは切換スイッチ９ｂを介して第２の電源装置１０ｂ
の出力端に接続されている。切換スイッチ９ａ　、　９
ｂは共４ｍ点１１と、２つの切換接点１２．１３とで構
成されＣおシ、切換接点１２が各１！源湊置の一万の出
力端に接続され、切換接点１３が抵抗１４を介して各電
源装置の他方の出力端圧接続さｊ′シている。ぞして、
前記スイッチ６−１．６−２．・・・は、図示しない制
御装置によって界１・ａ都２に対面しているセフ／四／
に瘉絖されたスイッチがオンに、他がオフＧこなるよう
に制御され、またソノ侠スイッチ９ａ　、　９ｂは、制
御ＪＪ泪令が図示しない他の制御装置ｌｔ、ｖこ導入さ
ｎ−ＣいるＭ間だけ共通Ｍ薇】１が切換接点】３に接触
し、他の期間は共通接戦１１が切換接点１２に接触する
ように制御される。、したがって、たとえば、図示の如
く昇磁部２がセク／：Ｉン５−２に対面しているとき制
動指令が図示しない制御装置に与えられると、この制御
装置は切換スイッチ９ａ　、　９ｂを図示の状態すなわ
ち、各人力供給ライｙ　７ｍ　、　７ｂおよび８ａ、８
ｂと各電源装置１０ａ　、　ＩＱＩ）との間を切離し、
同時に入力供給フィン７ａと７ｂとの間および８烏と８
ｂとの間に抵抗１４を接続するように制御する。このた
め、第２図に示すようにセクシｗ　７５−２を電源Ｓと
し、この電源Ｓの両端間に抵抗１４が接続されることに
ナルノテ、上記抵抗１４で電力が消電され、この結果、
界磁部２に制動力が作用する。なお、譲２図中１６は１
セクシ■ン当りのインピーダンス＝ｉ、１７は入力供給
ラインのインピーダンスを示している。

しかしながら上記のように構成された従来の発電制動方
式を採用した＋７　＝ア同期電動機装置におっては、界
磁（車両）の運動エネルギーを全て回路の抵抗分として
消費してしまい省エネルギーの点から考えると非暦に効
率の悪い装置になるという欠点がある。

また、他の制動方法である逆相制動方式は、第１図に於
て、切換スイッチ９ａ、９ｂの共通接点１１を切換接点
１２に接触させ良状態で、第３図に示す各電源装置１０
ｍ　、　１０ｂ内に含まれる電流制御系によって、電愼
子ＩＫ流れる電流が、電機子ＩＫａｌ起する電圧の逆相
になるように制御することによシ、界磁２に進行方向と
逆方向の電磁力を発生させて制動力を得ようとするもの
である。

すなわち、第３図において、所定の制動力を発生するの
に必要とされる逆相電流の絶対値の指令Ｉ１１と、電流
パターン発生部２４の出力信号を乗算測定された実′を
流ｉとの差を、噌巾器１９を通して、位相制御部美へ入
力し、リニア同期電動機の駆動電源である周波数変換器
２１の出力電流を制御する。

更に、リニア同期電動機の界１ｉ１１ｋ（４両）部の位
置を位置検出装置２３によって検出し、電機子１に誘起
する電圧の位相を求め、電流波形指令値の位相基準を得
る。

逆相制動方式に於ては、第４図に示すように、１−１！
クシ１７当りのインピーダンス１６　ｆ　Ｚａ、入力供
給ライ／のインピーダンス１７　ｔ−之ｔ　、電源装置
１０ａ１１Ｏｂの内部インピーダンスをＺｉ１電機子Ｉ
Ｋ誘起される電圧を”Ｖ　、電源装置の電圧をｉ＝Ｔと
し、回路に流れる電波を■とすると回路の電圧方程式は
次のように書ける。

ｆｉ７−ＥＶ−Ｉ（Ｚａ＋Ｚｆ＋Ｚｉ　）　　　−−（
１）式従って、この逆相制動方式の場合は、大きな制動
力は得られるが、界磁（車両）の・駆動エネルギーは、
大半が回路のインピーダンスに消電されてしまい ＥＶ　＞Ｉ（ＺＪＩ　　＋　北ｔ−４−ｉ凰　）　　　
　　　　　　　　　　・・・・・・　　　（２）デζが
成立する時のみ界磁の運動エネルギーが′ＷＬ源−へ回
生されることになる。

本発明は、上記のような各制動方式に対し、界磁（車両
）の運動エネルギーをより効果的に回生させることによ
り、たとえば、超高速列車等の駆動装置として、省エネ
ルギー効果の高いリニア同期電動機を提供するものであ
る。

以Ｆ１本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第５図は、回生制動の原理を示すもので、界磁の走行に
従って酸根子ｌに発生する誘起電圧によって、ｌセクシ
＊／ａりのインピーダンス、入力供給クイ／のインビー
ダ／ス、電源装ｈｌｔｌＯａの内部インピーダンスによ
って構成される回路に流れる′ｄＬ流工は次式で与えら
れる。

Ｉ＝Ｅｖ／（之ａ　＋Ｚｆ　＋Ｚｉ　）　　　　−−＋
３Ｊ式匠って電源装置１０＆の端子間には次式で表わさ
れる電圧が誘起さルる １ｊＴ＝１４ｖ４ｉ／（Ｚａ−１−Ｚｆ−１−Ｚｉ）　
　−、−、、１４）式従って、この回路構成の場合には
、誘起電圧Ｍｖが正でｂれば常に電源測へ電力が回虫さ
れることになる。

第６図は本発明會爽施した礪会の電源装置１０ａ。

１０ｂ内の電流制御部のブロック図を示す。すなわち、
位ｆｆ１１検出装＠２３の出力として得られた界磁の位
置Ｘから、その位置に対応した入力供給ラインのインピ
ーダンスＺｆを求め、既知の数値である１セクシ璽／当
りのインピーダンス２ａ、同じく既知の数値でおる′電
流制御部の内部インピーダンスＺ１１及び、ｘｋ微分す
るか、或いは別の手段により求められ九界磁（車両）の
速度を基にして求めた砿磯子の誘起圧ｈｉｖを用いて（
３）式により、電流を求め、その絶対値と位相の信号を
それぞれ乗算部１８、′電流パターン発生部為へ出力す
る演算装置部２５を電流制御ループに挿入することによ
り、簡単な構成で、従来装置に比べて極めて省エネルギ
ー効果の高い制動特性をもったリニア同期電動機装置を
提供できる。

ｔｆｔ−１上述した実施例は単相式の形で説明したが、
多相式にも勿論適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の概略的構成説明図、第２図は同装置
における発電制動時の等価回路図、第３図は同装置の電
源装置部１０ａ、　１０ｂに含まれる′ｔｌＬ流制御ル
ープのブロック図、第４図は同装置で逆相制動會有った
場合の等価回路図、第５図は本兄明の央１的を説明する
だめの等価回−谷図、淑ｔ６図Ｑま、同元明の一夾施例
の電流制御７′ロック図でわる。 １　　・−１根子、　　　１０ａ　−ｔ　＃装置、１６
・・・・・ｌセクシ１１７当りのインピーダンス、１７
　　・・入力供給ラインのインピーダンス、Ｅｖ・・・
・電　源。 代理人　斤１里士　　則　近　慾　佑 （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 リニア同期電動機本体と、このリニア同期電動機本体の
   電機子コイルに電力を供給する電源装置と、この電源装
   置から前記電機子コイル迄電力を供給するための電力供
   給ラインで構成される装置において、前記リニア同期電
   動機の界磁の位置を検出し、その信号をもとに電力供給
   ラインのインピーダンス、及び、界磁の移動速度を演算
   し、電機子コイルのインピーダンス及び、前記ｉｔ電源
   装置内部インピーダンスとから、前記を源装置に宮まれ
   る１／１１５ｍ制御ループの電流絶対値及び位相の指令
   を演算する装置を有し、制動時に、界磁の運動エネルギ
   ーが電源側へ有効に回生されるようにし動 だことを特徴とするリニア同期電動機装置。