JPS6126313B2 - - Google Patents

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JPS6126313B2
JPS6126313B2 JP55027975A JP2797580A JPS6126313B2 JP S6126313 B2 JPS6126313 B2 JP S6126313B2 JP 55027975 A JP55027975 A JP 55027975A JP 2797580 A JP2797580 A JP 2797580A JP S6126313 B2 JPS6126313 B2 JP S6126313B2
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Japan
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Application number
JP55027975A
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English (en)
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JPS56125991A (en
Inventor
Takashige Saijo
Haruo Ikeda
Kyoshi Nakamura
Shigeki Koike
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Kokan Koji KK
Hitachi Ltd
Original Assignee
Nippon Kokan Koji KK
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to CA000372335A priority patent/CA1166682A/en
Priority to US06/241,372 priority patent/US4381478A/en
Priority to DE3108586A priority patent/DE3108586C2/de
Publication of JPS56125991A publication Critical patent/JPS56125991A/ja
Publication of JPS6126313B2 publication Critical patent/JPS6126313B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/002Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; for control of magnetic suspension or levitation for vehicles for propulsion purposes
    • B60L15/005Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; for control of magnetic suspension or levitation for vehicles for propulsion purposes for control of propulsion for vehicles propelled by linear motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/10Electrical machine types
    • B60L2220/14Synchronous machines
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリニアシンクロナスモータの制御装置
に係り、特に超高速鉄道の車両制御に使用するに
好適なリニアシンクロナスモータの制御装置に関
する。
超高速鉄道の車両の推進には、車両に超電導磁
石を界磁として搭載し、軌道側に電機子コイルを
設置したリニアシンクロナスモータ(以下LSM
と略号で呼ぶ)が有力である。このLSMを駆動
するには、界磁に同期して電機子コイルに正弦波
等の電流を通電すればよ良く、その推力を調節す
るには電流値を制御することになる。
第1図はこのようなリニアシンクロナスモータ
の速度制御装置のブロツク図であり、本発明の一
実施例である。
本発明になる制御装置は、速度基準指令VR
対して車両の乗に心地を考慮して所定の加速度及
び加加速度に制限した周波数パターン31と界磁
1aに同期した位置検出信号4の位相差15に応
じてLSMの電機子コイルに通電する電流値を調
節している。これは後述するようにLSMの速度
制御精度の改善と周波数パターンへの追従性の向
上の効果がある。しかし、このようにして電流値
を調節するようにした制御装置では、前記周波数
パターンと位置検出信号の位相差が発散的に増大
する場合があり、例えば電機子コイルへの通電を
休止して車両を走行させるいわゆるダ行運転の場
合は周波数パターンの如何にもかかわらず車両の
自然減速に従い位置検出信号の周波数が減少する
ため前記位相差は発散的に増大するので、まず車
両の実速度と周波数パターンがかけ離れたものと
なつてしまうため安全問題があること、また前述
の例のような車両のダ行運転から再び電機子コイ
ルに通電を始め力行運転等を行う場合は正常な位
相差に戻る迄の間はいわば無制御状態となつてし
まうなどの問題点がある。
本発明の目的とするところは、LSMの速度制
御精度の改善と周波数パターンへの追従性を向上
すると共に周波数パターンと車両実速度の差異を
少なく保つたLSM速度制御装置を提供するにあ
る。
本発明はLSMの速度と一義的に等しい周波数
の位置信号と車両の速度パターンに対応する周波
数パターンとの位相差を求め、この位相差に応じ
てLSMの電機子コイルに通電する電流パターン
の大きさを調節すると共に、前記位相差もしくは
電流パターンの大きさに応動して前記周波数パタ
ーンも調節するようにしたものである。
以下具体的実施例に基づいて詳細に説明する。
第1図は本発明の実施例を示すLSMの速度制御
装置のブロツク図で、第2図〜第4図はその動作
を説明するための動作波形図である。図中の記号
で第1図と同じものは同じ内容のものを意味す
る。
第1図で車両1に搭載した界磁1aと軌動側に
設置した電機子コイル2の相対位置検出は位置検
出装置3で行われる。位置検出装置は例えば電機
子コイルのポールピツチ単位で設置された被検出
板を光学的に検出する装置、または電機子コイル
のポールピツチ単位で交叉して配置された交叉誘
導線を利用した位置検出装置、あるいは界磁の移
動により電機子コイルに誘起される誘起電圧を検
出する装置などの位置検出装置が使用される。こ
のような位置検出装置3で検出した位置信号4
(通常はパルス列に置換される)に同期した電流
波形パターン12を電流波形パターン発生装置1
1で作成する。電流波形パターン発生装置はいわ
ゆる同期型の発振器であり、例えば位相比較、低
域フイルタ、直流増幅器及びVCO(電圧制御発
振器)からなるPLL(フエーズロツクループ)回
路で構成するのが簡単であり一般的である。一
方、電流パターンの電流値は、周波数パターン発
生装置20で作成した速度パターン29に対応す
る周波数パターン31と先の位置検出信号4の位
相差を位相差検出器14で検出し、この位相差1
5に応じて位相差補償装置16により求める。位
相差に対する具体的動作の説明は第2図〜第4図
を用いて後述する。ここで、周波数パターン発生
装置20は、速度基準VRが設定されたとき、速
度パターン29の加減速度及び加加速度を制限値
以内となるように時間に対する速度パターンを作
成し、車両の乗り心地を損わないようにするもの
である。すなわち、比較器21で求めた速度基準
Rと速度パターン29の偏差は加減速度リミツ
タ22により制限値内の加減速度指令23に変換
される。これは、更に必要に応じて加加速度リミ
ツタ25により加加速度が制限され、これを積分
器26で積分して加速度パターン27を得る。比
較器24で加減速度指令23と加速度パターン2
7を比較して帰還ループを構成しているのは、リ
ミツタ以下の加加速度で加減速度指令23に追従
する加速度パターン27を作成するためである。
この速度パターン29で発振器30を駆動すれば
周波数パターン31が得られる。以上で電流パタ
ーンの大きさは周波数パターン31と位置検出信
号4の位相差15に応じて位相差補償装置16で
求めるが、位相差補償装置は通常の比例、比例積
分あるいは進み遅れ補償などで良い。また電流リ
ミツタ18のリミツト値は車両の乗り心地を損わ
ないように設定するが、進行抵抗がある分ブレー
キ側のリミツト値は小さくて良い。
次に第1図の構成で電流パターンの大きさ(波
高値)を調節する動作を第2図及び第3図を用い
て説明する。第2図の動作波形例は周波数パター
ン31に対して位置信号4の位相が遅れている
(速度パターンに対して実速度が遅い)場合は、
位相差15Aに対して位相差検出器14は出力1
5を出力し(第2図では原理的説明のため1相分
の位相差15Aを示しているが、実際は3相分の
位相差を求めて平均化して使用すること、また第
2図では図面の都合上位相差の変化を急に描いて
いるが実際の位相変化は緩かであるため、位相差
検出器14の出力15は図のごとく円滑なものと
して差支えない)、位相差補償装置16は位相差
15に応じて電流波高値17を出力し、これは電
流リミツタ18により最大値をリミツトされて電
流波高値パターン19となる。第2図で位相差1
5が大きい場合は電流波高値パターン19はリミ
ツタ値IPPであり、LSMはこの遅れ位相差を小
さくすべく最大の推力で加速される。そして、位
相差が十分小さくなると、電流波高値はIPLとな
り、その速度での走行抵抗に相当する推力で車両
は均衡運転される。
第3図は第2図の場合に対して、位置信号4の
位相が周波数パターン31よりも進んでいる(速
度パターンに対して実速度が速い)場合である。
この時は、電流波高値パターンは負となり(従つ
てLSMの誘起電圧に対する電機子コイル電流の
位相は第2図の場合と逆相になり)LSMはブレ
ーキ運転となる。進み位相差が大きい場合の電流
波高値パターン19は負の最大値―IPBでLSM
はブレーキ運転し、位相差が小さくなるとその速
度での走行抵抗に相当する推力で車両は均衡運転
される。
以上のように第1図の実施例では、リニアシン
グロナスモータの速度と一義的に等しい周波数の
位置信号と車両の速度パターンに対応する周波数
パターンとの位相差を求め、この位相差に応じて
LSMの電機子コイルに通電する電流パターンの
大きさを調節するようにしてLSMを制御してい
るので、速度制御精度が高くかつ速度パターン
(周波数パターン)への追従性が良い。すなわ
ち、位置信号と周波数パターンとの位相差が小さ
くなつたときは、周波数と一義的に対応する車両
速度と速度パターンは同じであり、速度制御精度
は従来の速度偏差を求めて推力調節を行なつてい
た制御装置より飛躍的に良い。補足するに、速度
演算精度面から誤差となるような微小な周波数差
であつてもいずれも位相差が増大してくるのでこ
れを検出して推力調節を行うことは速度制御精度
向上に効果大である。また、速度パターン変化時
は、まず周波数パターンと位置信号との間の位相
差が増大してくるので、この位相差により電流パ
ターンの大きさすなわちLSMの推力を調節して
いる第1図の制御装置では、速度偏差を求めて推
力調節を行つていた従来の制御より速度パターン
(周波数パターン)への追従性が速くなる利点が
ある。
ところで、第1図のLSM制御装置のブロツク
図で位相差負帰還要素32を介して周波数パター
ン発生装置への負帰還を行わない場合は前述のよ
うな問題点がある。すなわち、第4図の動作波形
に示すごとくに、例えば電機子コイルへの通電を
休止して車両を走行させるいわゆるダ行運転の場
合は周波数パターンの如何にかかわらず車両の自
然減速に従い位置検出信号4の周波数が減少する
ために前記位相差15は発散的に増大するので、
まず車両の実速度と周波数パターンがかけ離れた
ものとなつてしまうため安全上問題があること、
また車両のダ行運転から再び電機子コイルに通電
を始め力行運転を行う場合は正常な位相差に戻る
迄の間いわば無制御状態となつてしまうなどの問
題点がある。なお、第4図の波形15P及び15
Nは、周波数パターン31と位置検出信号4の位
相差を具体的に示すものであり、15Pは周波数
パターンの正側エツジと位置信号の正側エツジ間
の位相差で、15Nは同様に負エツジ間の位相差
であり、15はこれらの平均的にみた位相差であ
る。以上のように、第1図で位相差の負帰還ルー
プがない場合は位相差の発散的増加が生じてしま
うが、図示のように位相差が設定値(例えば±
120゜など)以上になつたら信号33を周波数パ
ターン発生装置の比較器21に負帰還するように
すれば周波数パターンが実速度相当迄自動的に調
節されるので前述の問題はなくなる。なお、負帰
還信号は位相差の他に位相差補償装置の出力であ
る電流波高値17を32と同様な要素32Aを介
した信号32Aを用いても同様の効果があること
は当然である。
以上のように本発明によれば、LSMの速度制
御精度の改善と周波数パターンへの追従性を向上
すると共に、周波数パターンと車両実速度の差異
を少なく保つたリニアシンクロナスモータの速度
制御を行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示すリニアシンクロ
ナスモータ制御システムのブロツク図、第2図〜
第4図はその動作を説明するための動作波形図で
ある。 1…車両、1a…界磁、2…電機子コイル、8
…電力変換装置、7…電流制御装置、5…電流パ
ターン、13…掛算器、19…電流波高値パター
ン、12…電流波形パターン、3…位置検出装
置、11…電流波形パターン発生器、20…周波
数(速度)パターン発生器、31…周波数パター
ン、14…位相差検出器、16…位相差補償装
置、32…位相差負帰還要素。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 界磁と電機子コイルからなるリニアシンクロ
    ナスモータの制御装置において、速度基準指令に
    対して所定の加速度に制限した周波数パターンを
    発生する周波数パターン発生手段と、前記界磁と
    電機子コイルの相対位置を検出する位置検出手段
    と、前記周波数パターンと前記位置検出手段の出
    力との位相差を求める位相差検出手段と、前記位
    置検出信号に同期して電機子コイルに通電する電
    流の波形パターンを作成する電流波形パターン発
    生手段と、前記波形パターンの大きさを前記位相
    差検出手段の出力に応じて調整し電機子コイルの
    電流パターンを作成する手段と、前記位相差検出
    手段の出力に応動して前記周波数パターン発生手
    段に負帰還し前記位相差検出手段の出力の増大を
    抑制する手段とを備え、前記電流パターンに基づ
    いて電機子コイル電流を制御するようにしたリニ
    アシンクロナスモータの制御装置。
JP2797580A 1980-03-07 1980-03-07 Linear synchronous motor control device Granted JPS56125991A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2797580A JPS56125991A (en) 1980-03-07 1980-03-07 Linear synchronous motor control device
CA000372335A CA1166682A (en) 1980-03-07 1981-03-05 Control system for a linear synchronous motor
US06/241,372 US4381478A (en) 1980-03-07 1981-03-06 Control system for a linear synchronous motor
DE3108586A DE3108586C2 (de) 1980-03-07 1981-03-06 Regelanordnung für einen linearen Synchronmotor

Applications Claiming Priority (1)

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JP2797580A JPS56125991A (en) 1980-03-07 1980-03-07 Linear synchronous motor control device

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Publication Number Publication Date
JPS56125991A JPS56125991A (en) 1981-10-02
JPS6126313B2 true JPS6126313B2 (ja) 1986-06-19

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ID=12235865

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