JPS6133348B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6133348B2 JPS6133348B2 JP54034376A JP3437679A JPS6133348B2 JP S6133348 B2 JPS6133348 B2 JP S6133348B2 JP 54034376 A JP54034376 A JP 54034376A JP 3437679 A JP3437679 A JP 3437679A JP S6133348 B2 JPS6133348 B2 JP S6133348B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- position detection
- detection signal
- moving
- propulsion
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
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Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はリニアモータの制御装置に係り、特
に、移動磁界を発生するための推進巻線とこれと
対向して推力を発生するための界磁極とを備えた
リニアシンクロナスモータに最適なリニアモータ
の制御装置に関する。
に、移動磁界を発生するための推進巻線とこれと
対向して推力を発生するための界磁極とを備えた
リニアシンクロナスモータに最適なリニアモータ
の制御装置に関する。
最近、超高速鉄道の推進方式の一つとして、リ
ニアモータ推進が注目されている。そして、超電
導磁石を移動体である車両に塔載し、浮上用巻線
あるいは導電板を地上側に設置して走行時に浮上
させるいわゆる超電導磁気浮上方式では超伝導磁
石を界磁とするリニアシンクロナスモータ（以下
LSMと称する）が有利と考えられている。
ニアモータ推進が注目されている。そして、超電
導磁石を移動体である車両に塔載し、浮上用巻線
あるいは導電板を地上側に設置して走行時に浮上
させるいわゆる超電導磁気浮上方式では超伝導磁
石を界磁とするリニアシンクロナスモータ（以下
LSMと称する）が有利と考えられている。
LSMの推進巻線は多相構成で移動磁界を発生
させ界磁との作用により推力を得るものである。
させ界磁との作用により推力を得るものである。
推進巻線の励磁の方法により自制式LSMと他
制式LSMとに分類される。自制式LSMは、いわ
ゆるサイリスタモータのように、推進巻線と界磁
との相対位置を検出してその結果に基づいて励磁
を行なうものである。他制式LSMは原理的には
このような位置検出は行なわれず、備えつけの発
振器の周波数に対応して励磁を行なうものであ
る。
制式LSMとに分類される。自制式LSMは、いわ
ゆるサイリスタモータのように、推進巻線と界磁
との相対位置を検出してその結果に基づいて励磁
を行なうものである。他制式LSMは原理的には
このような位置検出は行なわれず、備えつけの発
振器の周波数に対応して励磁を行なうものであ
る。
自制式LSMは常に上記のように相対位置検出
を行なうので起動から加速および減速から停止に
致るまで確実に同期し、安定した運転が行なえる
ので現状LSMはこの方法が便利とされている。
自制式LSMに使用されている位置検知は光方式
をはじめ交差誘導方式等が考えられている。
を行なうので起動から加速および減速から停止に
致るまで確実に同期し、安定した運転が行なえる
ので現状LSMはこの方法が便利とされている。
自制式LSMに使用されている位置検知は光方式
をはじめ交差誘導方式等が考えられている。
LSMの推進巻線には位置検出された同期信号
に合せて正弦波電流を通電する。ここで正弦波を
用いるのは移動体をスムースに動かすために要求
されるものである。この正弦波を作るのに正確な
速度が必要となる。従来は、この速度を、位置信
号の変化点までの時間を測定することにより出し
ていた。このため、１つ１つの位置信号が正確で
ないと、速度が変化して正確な正弦波を発生させ
ることができない。実験的には、位置検出器およ
び被検出体の調整により、かなりの精度が得られ
るものの、営業線のように何百Kmもの距離になる
と精度が得られなかつた。以下、このことについ
て図面に基づいて説明する。
に合せて正弦波電流を通電する。ここで正弦波を
用いるのは移動体をスムースに動かすために要求
されるものである。この正弦波を作るのに正確な
速度が必要となる。従来は、この速度を、位置信
号の変化点までの時間を測定することにより出し
ていた。このため、１つ１つの位置信号が正確で
ないと、速度が変化して正確な正弦波を発生させ
ることができない。実験的には、位置検出器およ
び被検出体の調整により、かなりの精度が得られ
るものの、営業線のように何百Kmもの距離になる
と精度が得られなかつた。以下、このことについ
て図面に基づいて説明する。
第１図は従来のリニアモータ推進システムの一
例を示す概略図であり、第２図はその同期制御部
のブロツク図である。
例を示す概略図であり、第２図はその同期制御部
のブロツク図である。
移動体TR上には界磁極SCMと位置検出器PD
とが設けられており、地上側には推進巻線LSM
と位置検出器PDの被検出板PMRとが設けられて
いる。なお、推進巻線LSMは３相交流により駆
動される。また、位置検出器PDと被検出板PDR
とを含んで、位置検出手段が構成されている。
とが設けられており、地上側には推進巻線LSM
と位置検出器PDの被検出板PMRとが設けられて
いる。なお、推進巻線LSMは３相交流により駆
動される。また、位置検出器PDと被検出板PDR
とを含んで、位置検出手段が構成されている。
上記位置検出手段の位置検出器PDにより移動
体TR上で検出した位置信号PDSは、地上側に無
線で送られる。この位置信号PDSは第４図〜第７
図中のＵ，Ｖ，Ｗで示されるように、３相の電気
角180度の方形波状の位置検出信号である。これ
らの信号PDSの立上り、立下りの状態変化は被検
出板PDRが設置されているのを位置検出器PDが
検出したことにより発生し、その状態変化があつ
た間隔時間を測定することにより、立上り、立下
りの信号を与える被検出板PDRの設置区間の速
度が求められる。推進巻線LSMに流す電流の形
状は、方形波、台形波および正弦波が一般的に使
用されるるが、推力脈動の少ない点で正弦波が良
い。位置検出器信号PDSを速度演算器１に取り込
み、この速度演算器１で第４図〜第７図中に
V1，V2，V3…，Vnとあるように速度Ｖを求め、
この速度により、第８図に示すように正弦波
SYCSを位置信号PDSの立上り及び立下りに合せ
て正弦波を同期制御２より発生させる。この同期
制御部２と、後述する掛算器３、推進電流設定器
４及びサイクロンコンバータ１０とにより駆動手
段が構成されている。この正弦波は掛算器３に送
られ、該正弦波に流したい推進電流ｉを推進電流
設定器４で設定すれば、掛算器３より電流パター
ンipが得られる。この電流バターンipはサイクロ
コンバータ１０に送られ、推進巻線LSMを駆動
する。同期制御部２は、第３図に示すように、移
動体TR上の界磁極SCMにより地上の推進巻線
LSMに誘起される電圧Eaと推進巻線に流れた電
流ipxが同相となるよう制御するのが理想である
（推進力は、Eax×ip×cosθで表わされ、同相の
ときが最大推進力となる）。
体TR上で検出した位置信号PDSは、地上側に無
線で送られる。この位置信号PDSは第４図〜第７
図中のＵ，Ｖ，Ｗで示されるように、３相の電気
角180度の方形波状の位置検出信号である。これ
らの信号PDSの立上り、立下りの状態変化は被検
出板PDRが設置されているのを位置検出器PDが
検出したことにより発生し、その状態変化があつ
た間隔時間を測定することにより、立上り、立下
りの信号を与える被検出板PDRの設置区間の速
度が求められる。推進巻線LSMに流す電流の形
状は、方形波、台形波および正弦波が一般的に使
用されるるが、推力脈動の少ない点で正弦波が良
い。位置検出器信号PDSを速度演算器１に取り込
み、この速度演算器１で第４図〜第７図中に
V1，V2，V3…，Vnとあるように速度Ｖを求め、
この速度により、第８図に示すように正弦波
SYCSを位置信号PDSの立上り及び立下りに合せ
て正弦波を同期制御２より発生させる。この同期
制御部２と、後述する掛算器３、推進電流設定器
４及びサイクロンコンバータ１０とにより駆動手
段が構成されている。この正弦波は掛算器３に送
られ、該正弦波に流したい推進電流ｉを推進電流
設定器４で設定すれば、掛算器３より電流パター
ンipが得られる。この電流バターンipはサイクロ
コンバータ１０に送られ、推進巻線LSMを駆動
する。同期制御部２は、第３図に示すように、移
動体TR上の界磁極SCMにより地上の推進巻線
LSMに誘起される電圧Eaと推進巻線に流れた電
流ipxが同相となるよう制御するのが理想である
（推進力は、Eax×ip×cosθで表わされ、同相の
ときが最大推進力となる）。
第４図、第５図、第６図、第７図の各々は、点
弧信号のとり方により可能な速度演算器１での速
度演算方法の一例を示すものである。第４図は３
相信号のＵ，Ｖ，Ｗにおける他相の立上り立下り
を使用して60度毎に速度Ｖを演算する方法であ
る。第５図と３相信号のＵ，Ｖ，Ｗの他相の立上
り間を使用して120度毎に速度演算する方法、第
６図は３相信号Ｕ，Ｖ，Ｗのうちの同相の立上り
立下りを使用して180度毎に、第７図は３相信号
Ｕ，Ｖ，Ｗのうちの同相立上り立上りを使用して
360度毎に速度演算する方法であ。
弧信号のとり方により可能な速度演算器１での速
度演算方法の一例を示すものである。第４図は３
相信号のＵ，Ｖ，Ｗにおける他相の立上り立下り
を使用して60度毎に速度Ｖを演算する方法であ
る。第５図と３相信号のＵ，Ｖ，Ｗの他相の立上
り間を使用して120度毎に速度演算する方法、第
６図は３相信号Ｕ，Ｖ，Ｗのうちの同相の立上り
立下りを使用して180度毎に、第７図は３相信号
Ｕ，Ｖ，Ｗのうちの同相立上り立上りを使用して
360度毎に速度演算する方法であ。
速度予測の精度を高めるためには、第４図に示
すように、パルスを多くするのが好ましいが、高
速域での速度誤差が数十パーセントにも達する欠
点がある。また、第６図、第７図に示す例では逆
に低速域で速度誤差が多くなる（位置検出信号が
低速では間隔が長くなるため）。このように、位
置信号PDSは移動体TR上の位置検出器PDと地上
の被検出体PDRの設置誤差の関係より同相信号
間では被検出板の設置間隔によるアンバランスが
生じ、３相信号間では移動体上の位置検出器の設
置間隔の差により誤差が生じる。従来の方法によ
り速度を求めるとこれらの誤差の影響がそのまま
速度誤差となつて表れる。
すように、パルスを多くするのが好ましいが、高
速域での速度誤差が数十パーセントにも達する欠
点がある。また、第６図、第７図に示す例では逆
に低速域で速度誤差が多くなる（位置検出信号が
低速では間隔が長くなるため）。このように、位
置信号PDSは移動体TR上の位置検出器PDと地上
の被検出体PDRの設置誤差の関係より同相信号
間では被検出板の設置間隔によるアンバランスが
生じ、３相信号間では移動体上の位置検出器の設
置間隔の差により誤差が生じる。従来の方法によ
り速度を求めるとこれらの誤差の影響がそのまま
速度誤差となつて表れる。
速度演算結果により発生した正弦波と位置信号
とが、速度誤差が無く合致しているときは第８図
の如くとなり、速度誤差があるときは第９図のよ
うに同期化正弦波SYCSは歪んだ波形となる。
とが、速度誤差が無く合致しているときは第８図
の如くとなり、速度誤差があるときは第９図のよ
うに同期化正弦波SYCSは歪んだ波形となる。
第８図の例は、位置信号PDSより区間走行時間
ｔを求め、測定区間長を割ることにより速度Ｖが
求められる。定速走行中であれば求めた速度より
次の180度および360度通過する時間も同一のため
この時間に合つた正弦波を出力する。加速中又は
減速中であれば加減速度を求め次の180度又は360
度の通過時間を予測して正弦波を出力するもので
ある。
ｔを求め、測定区間長を割ることにより速度Ｖが
求められる。定速走行中であれば求めた速度より
次の180度および360度通過する時間も同一のため
この時間に合つた正弦波を出力する。加速中又は
減速中であれば加減速度を求め次の180度又は360
度の通過時間を予測して正弦波を出力するもので
ある。
第９図の例では、180度毎の速度演算結果と位
置信号とが異なるさめ速度演算結果により出力し
た正弦波が位置信号により途中で打切られる。
置信号とが異なるさめ速度演算結果により出力し
た正弦波が位置信号により途中で打切られる。
このように３相信号間の立上り立下り信号をそ
のまま使用して速度演算すると角度が小さければ
小さいほど又速度が高くなればなるほど速度演算
誤差が大きくなるという欠点がある。
のまま使用して速度演算すると角度が小さければ
小さいほど又速度が高くなればなるほど速度演算
誤差が大きくなるという欠点がある。
本発明の目的は、複数個の位置検出器の出力の
平均値を用いた正確な速度信号を得て制御を行な
うリニアモータの制御方法を提供するにある。
平均値を用いた正確な速度信号を得て制御を行な
うリニアモータの制御方法を提供するにある。
上記問題点を解決した本発明に係るリニアモー
タの制御装置は、軌道上と移動体とで一対をなす
ように移動磁界を発生する推進巻線と該推進巻線
に対向させて推力を発生する界磁巻線とを配設す
ると共に、位置検出器及び被検出体を含み移動体
の置を検出して多相の位置検出信号を出力する位
置検出手段を設け、かつ前記位置検出信号が状態
変化する間隔時間を基に被検出体の設置区間を移
動体が通過する区間速度を演算する速度演算器
と、該速度演算器からの演算結果を取り込みその
演算結果を位置検出信号の相数をもつて上記位置
検出信号の発生順に連続して割ることにより平均
速度を求めると共に、上記位置検出信号に欠相が
あるときにその欠相分を除いて平均速度を求める
平均化手段と、該平均化手段からの平均速度に基
いて上記推進巻線と上記界磁巻線との同期を取り
ながら電流パターンを発生させ上記移動体を移動
させる駆同手段とから成る同期制御部を設けて成
ることを特徴とするものである。
タの制御装置は、軌道上と移動体とで一対をなす
ように移動磁界を発生する推進巻線と該推進巻線
に対向させて推力を発生する界磁巻線とを配設す
ると共に、位置検出器及び被検出体を含み移動体
の置を検出して多相の位置検出信号を出力する位
置検出手段を設け、かつ前記位置検出信号が状態
変化する間隔時間を基に被検出体の設置区間を移
動体が通過する区間速度を演算する速度演算器
と、該速度演算器からの演算結果を取り込みその
演算結果を位置検出信号の相数をもつて上記位置
検出信号の発生順に連続して割ることにより平均
速度を求めると共に、上記位置検出信号に欠相が
あるときにその欠相分を除いて平均速度を求める
平均化手段と、該平均化手段からの平均速度に基
いて上記推進巻線と上記界磁巻線との同期を取り
ながら電流パターンを発生させ上記移動体を移動
させる駆同手段とから成る同期制御部を設けて成
ることを特徴とするものである。
まず、位置検出手段からの位置検出信号の状態
が変化する間隔時間を測定し、これで被検知体の
設置区間を割れば、その区間の速度が求まるの
で、これを速度演算器で求める。この演算結果で
は問題点で述べたように誤差を生じるので、平均
化手弾で前記演算結果を位置検出信号の発生順に
連続してその相数分で割ることにより平均速度を
求める。この平均速度を基に駆動手段で上記推進
巻線と上記界磁巻線との同期を取りながら電流パ
ターンを発生させ上記移動体を移動させる。
が変化する間隔時間を測定し、これで被検知体の
設置区間を割れば、その区間の速度が求まるの
で、これを速度演算器で求める。この演算結果で
は問題点で述べたように誤差を生じるので、平均
化手弾で前記演算結果を位置検出信号の発生順に
連続してその相数分で割ることにより平均速度を
求める。この平均速度を基に駆動手段で上記推進
巻線と上記界磁巻線との同期を取りながら電流パ
ターンを発生させ上記移動体を移動させる。
これにより安定した速度制御ができる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１０図は本発明を適用するに好適なリニアモ
ータ推進システム用の同期制御部のブロツク図で
ある。本実施例が第２図に示す構成と異なるとこ
ろは、欠相検知部５と平均化演算部６とから成る
平均化手段を新たに付加した点にある。
ータ推進システム用の同期制御部のブロツク図で
ある。本実施例が第２図に示す構成と異なるとこ
ろは、欠相検知部５と平均化演算部６とから成る
平均化手段を新たに付加した点にある。
位置検出信号PDSに基づき、第４図〜第７図に
示した如きV1，V2，…，Vnからなる３相の信号
が得られる。そこで、速度演算器１からの速度演
算出力を平均化演算部６にとり込んで、３相の平
均化を平均化演算部６で行なう。この場合、平均
化演算部６にて実行される平均化は次式を満足す
るように行なわれる。
示した如きV1，V2，…，Vnからなる３相の信号
が得られる。そこで、速度演算器１からの速度演
算出力を平均化演算部６にとり込んで、３相の平
均化を平均化演算部６で行なう。この場合、平均
化演算部６にて実行される平均化は次式を満足す
るように行なわれる。
平均速度＝
Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３／３、Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４／３、
Ｖ３＋Ｖ４＋Ｖ５／３、……、
Ｖｎ−２＋Ｖｎ−１＋Ｖｎ／３、
Ｖｎ−１＋Ｖｎ＋Ｖ１／３、……
……(1)
上式のように平均化に際しては、位置信号が一
ケ出力される毎に平均値をとるようにして、連続
的に平均値が得られるようにしている。仮に、或
るブロツクでまとめて、 Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３／３、Ｖ４＋Ｖ５＋Ｖ６／３……(2
) とした場合には、時間的な空きができるので不適
当である。
ケ出力される毎に平均値をとるようにして、連続
的に平均値が得られるようにしている。仮に、或
るブロツクでまとめて、 Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３／３、Ｖ４＋Ｖ５＋Ｖ６／３……(2
) とした場合には、時間的な空きができるので不適
当である。
また、３相の内の１相に欠相ができると、平均
値に誤差が出るので欠相時には第(1)式の分母を２
にする機能を平均化演算部６に設けると共に、欠
相検知を行ない平均化演算部６に指令を送る欠相
検知部５を設けている。この場合に得られる正弦
波は、どれかの欠相していない相に同期して３相
一括発生させれば欠相しても走行には何ら影響を
与えない。
値に誤差が出るので欠相時には第(1)式の分母を２
にする機能を平均化演算部６に設けると共に、欠
相検知を行ない平均化演算部６に指令を送る欠相
検知部５を設けている。この場合に得られる正弦
波は、どれかの欠相していない相に同期して３相
一括発生させれば欠相しても走行には何ら影響を
与えない。
以上より明らかなように本発明によれば、速度
誤差の無い安定したリニアモータ制御を行なうこ
とができる。
誤差の無い安定したリニアモータ制御を行なうこ
とができる。
第１図は従来のリニアモータ推進システムの一
例を示す概略図、第２図は第１図のシステムの同
期制御部のブロツク図、第３図はリニアモータの
推進力説明図、第４図は60度における速度演算説
明図、第５図は120度における速度演算説明図、
第６図は180度における速度演算説明図、第７図
は360度における速度演算説明図、第８図は位置
検出信号にばらつきの無い場合の出力正弦波の波
形図、第９図は位置検出信号にばらつきが有る場
合の出力正弦波の波形図、第１０は本発明を実施
するに好適なリニアモータ推進システム用同期制
御部のブロツク図である。 １……速度演算器、２……同期制御部、３……
掛算器、４……推進電流設定器、５……欠相検知
部、６……平均化速度演算部、１０……サイクロ
コンバータ、TR……移動体、SCM……界磁極、
PD……位置検出器、PDR……被検出板、LSM…
…推進巻線、PDS……位置検出信号、ip……電流
パターン。
例を示す概略図、第２図は第１図のシステムの同
期制御部のブロツク図、第３図はリニアモータの
推進力説明図、第４図は60度における速度演算説
明図、第５図は120度における速度演算説明図、
第６図は180度における速度演算説明図、第７図
は360度における速度演算説明図、第８図は位置
検出信号にばらつきの無い場合の出力正弦波の波
形図、第９図は位置検出信号にばらつきが有る場
合の出力正弦波の波形図、第１０は本発明を実施
するに好適なリニアモータ推進システム用同期制
御部のブロツク図である。 １……速度演算器、２……同期制御部、３……
掛算器、４……推進電流設定器、５……欠相検知
部、６……平均化速度演算部、１０……サイクロ
コンバータ、TR……移動体、SCM……界磁極、
PD……位置検出器、PDR……被検出板、LSM…
…推進巻線、PDS……位置検出信号、ip……電流
パターン。
Claims (1)
- １ 軌道上と移動体上とで一対を成すように移動
磁界を発生する推進巻線と該推進巻線に対向させ
て推力を発生する界磁巻線とを配設すると共に、
位置検出器及び被検出体を含み移動体の位置を検
出して多相の位置検出信号を出力する位置検出手
段を設け、かつ前記多相の位置検出信号が状態変
化する間隔時間を基に被検出体の設置区間を移動
体が通過する区間速度を演算する速度演算器と、
該速度演算器からの演算結果を取り込み、その演
算結果を位置検出信号の相数をもつて上記位置検
出信号の発生順に連続して割ることにより平均速
度を求めると共に、上記位置検出信号に欠相があ
るときにその欠相分を除いて平均速度を求める平
均化手段と、該平均化手段からの平均速度に基い
て上記推進巻線と上記界磁巻線との同期を取りな
がら電流パターンを発生させ上記移動体を移動さ
せる駆動手段とから成る同期制御部を設けて成る
ことを特徴とするリニアモータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3437679A JPS55127892A (en) | 1979-03-26 | 1979-03-26 | Method for controlling linear motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3437679A JPS55127892A (en) | 1979-03-26 | 1979-03-26 | Method for controlling linear motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55127892A JPS55127892A (en) | 1980-10-03 |
| JPS6133348B2 true JPS6133348B2 (ja) | 1986-08-01 |
Family
ID=12412442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3437679A Granted JPS55127892A (en) | 1979-03-26 | 1979-03-26 | Method for controlling linear motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55127892A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57135364A (en) * | 1981-02-16 | 1982-08-20 | Japanese National Railways<Jnr> | Speed operating device of moving body |
| JPS57135363A (en) * | 1981-02-16 | 1982-08-20 | Japanese National Railways<Jnr> | Speed operating device of moving body |
| JP2607455B2 (ja) * | 1983-09-26 | 1997-05-07 | 株式会社東芝 | 電磁推進装置 |
| GB0123034D0 (en) * | 2001-09-25 | 2001-11-14 | Linear Drives Ltd | Improved hall effect transducer arrangement for the control of linear motors |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51121382A (en) * | 1975-04-17 | 1976-10-23 | Touyoko Sharyo Densetsu Kk | Train speed digital display system at any given time |
| JPS52310A (en) * | 1975-06-23 | 1977-01-05 | Japanese National Railways<Jnr> | Speed controller of linear motor |
-
1979
- 1979-03-26 JP JP3437679A patent/JPS55127892A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55127892A (en) | 1980-10-03 |
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