JP5124530B2 - リニアステッピングモータ - Google Patents
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Description
上下間隙が互いに同一な正常状態で、上下部コイルに流れる電流は対称的に同じ振幅、同じ位相分布を有する。この電流は、固定子と上下コア間の間隙を横切って作用する電磁気力を生成する。電磁気力は間隙が狭くなるほど増加するので、フィードバック制御器がなければ、コアのうちの一方は固定子の表面にくっつくようになる。安定した浮上のためには、ギャップセンサで固定子と移動子間の間隙を測定した後、制御器で間隙の変化に基づいて適切な制御電流を計算する。例えば、移動子が下方に動く場合、移動子の変位及び速度に比例して計算された制御電流だけ固定子から遠くなった下部コアの相電流の振幅は増加させ、固定子に近づいた上部コアの相電流の振幅は減少させる。
U1=(I0+ic)×cos(wt)
V1=(I0+ic)×cos(wt+2π/3)
W1=(I0+ic)×cos(wt+4π/3)
そして、グループCh3に属する3つのコイルに印加される電流は、以下の通りであり、図7において破線で示す。
U3=(I0−ic)×cos(wt)
V3=(I0−ic)×cos(wt+2π/3)
W3=(I0−ic)×cos(wt+4π/3)
ここで、wは移動子の移動速度vとw=2πv/pの関係にある変数であって、pは歯のピッチであり、時間tは離散化(discretized)された時間、即ち、t=kΔTで表現されることができる。ここで、ΔTは制御器におけるサンプリング時間であり、kは整数である。kの増減によって水平線形移動の方向が決定される。上記式から分かるように、互いに反対側に位置する2つのコイルに流れる電流は同じ位相を有するが、振幅は浮上制御のために正常状態値からicだけ増加又は減少する。
Claims (8)
- リニアステッピングモータであって、
その上下表面に対称的に一定のピッチで配列された多数の突出歯を有するフラットな固定子と、
前記固定子の上側に配置された複数の上部コアを有する上部移動子と、前記固定子の下方に前記上部コアと対称に配置された複数の下部コアを有する下部移動子と、前記固定子を迂回して前記上部移動子と前記下部移動子とを連結するヨーク部で構成されており、前記複数の上部コアのそれぞれに上部コイルが巻線されており、前記複数の下部コアのそれぞれに下部コイルが巻線されている移動子と、
前記固定子と前記上部又は下部コア間の間隙及び前記移動子の傾いた角度を測定するための2つ以上の非接触方式のギャップセンサと、
前記間隙の変化に応じて前記移動子の浮上及び線形移動のための電圧計算を行う制御器と、
前記制御器で計算された電圧を電流に変換して、チャンネル別に連結された前記各上下部コイルに印加する多チャンネル電力増幅器と
を含むことで、
前記間隙の変化によって前記各上下部コイルに印加される電流の振幅がチャンネル別にフィードバック制御されながら自発的に前記移動子を浮上させ、線形移動させることができるリニアステッピングモータ。 - 前記上部及び下部コイルに印加される電流が正弦波位相電流であり、前記固定子を基準として上下対称をなす前記電流の位相分布を変えることで、線形駆動を行い、
前記移動子の浮上のために間隙が減少したり、増加することによって、前記電流の振幅を制御電流だけ増加させたり、減少させることを特徴とする請求項1に記載のリニアステッピングモータ。 - 請求項1によるリニアモータを2つ以上並列又は直列に結合して独立して浮上制御を行うことで、移動方向を基準としてピッチングモーションとローリングモーションも能動的に安定して制御することを特徴とするリニアステッピングモータ。
- 前記固定子の上部と下部との間にサンドウィッチされるように挟まれた永久磁石を更に含み、前記永久磁石は「永久磁石N極→固定子の上部表面に形成された歯→上部間隙→上部コア→左右ヨーク部→下部コア→下部間隙→固定子の下部表面に形成された歯→永久磁石S極」の磁束経路を形成することを特徴とする請求項1に記載のリニアステッピングモータ。
- 前記ヨーク部に挿入された永久磁石を更に含み、前記永久磁石は「永久磁石N極→固定子の上部表面に形成された歯→上部間隙→上部コア→左右ヨーク部→下部コア→下部間隙→固定子の下部表面に形成された歯→永久磁石S極」の磁束経路を形成することを特徴とする請求項1に記載のリニアステッピングモータ。
- 前記多チャンネル電力増幅器は、前記上部コイルに電流を印加するための上部U相アンプ、上部V相アンプ、及び上部W相アンプと、前記下部コイルに電流を印加するための下部U相アンプ、下部V相アンプ、及び下部W相アンプとを有し、
前記上部U相アンプは第1チャンネルに対応するチャンネルU1と第2チャンネルに対応するチャンネルU2とを有し、前記上部V相アンプは前記第1チャンネルに対応するチャンネルV1と前記第2チャンネルに対応するチャンネルV2とを有し、前記上部W相アンプは前記第1チャンネルに対応するチャンネルW1と第2チャンネルに対応するチャンネルW2とを有し、
前記下部U相アンプは第3チャンネルに対応するチャンネルU3と第4チャンネルに対応するチャンネルU4とを有し、前記下部V相アンプは前記第3チャンネルに対応するチャンネルV3と前記第4チャンネルに対応するチャンネルV4とを有し、前記下部W相アンプは、前記第3チャンネルに対応するチャンネルW3と前記第4チャンネルに対応するチャンネルW4とを有し、
各チャンネルの連結順序は、前記上部コイルに対して、チャンネルU1、チャンネルV1、チャンネルW1、チャンネルU2、チャンネルV2、チャンネルW2の順序であり、前記下部コイルに対して、チャンネルU3、チャンネルV3、チャンネルW3、チャンネルU4、チャンネルV4、チャンネルW4の順序であることを特徴とする請求項1に記載のリニアステッピングモータ。 - 前記上部移動子及び前記下部移動子が傾いて、前記第1チャンネル側と前記第4チャンネル側の平均間隙が減少し、前記第2チャンネル側と前記第3チャンネル側の平均間隙が増加すると、前記上部移動子及び前記下部移動子の傾いた角度に基づいて計算された制御電流を、前記第1及び前記第4チャンネルに対応するチャンネルに印加される電流から減算し、前記第2及び前記第3チャンネルに対応するチャンネルに印加される電流に加算することを特徴とする請求項6に記載のリニアステッピングモータ。
- 前記2つ以上の非接触方式のギャップセンサは、前記固定子と前記上部又は下部コアとの間に配置されている請求項1に記載のリニアステッピングモータ。
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Family Cites Families (18)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5543971A (en) * | 1978-09-25 | 1980-03-28 | Ricoh Co Ltd | Linear pulse motor |
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| JPS5959063A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-04 | Fujitsu Ltd | 直進パルスモ−タ |
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| JPH02219455A (ja) * | 1989-02-17 | 1990-09-03 | Fujitsu Ltd | リニアモータの支持機構 |
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