JPS5833796B2 - リニアモ−タの制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、移動磁界を発生するための推進巻線と、こ
れに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の同期制御方式に関するもので
ある。

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搭載し、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電導磁石を界磁
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。

推進巻線の励磁の方法により自制式ＬＳＭと他制式ＬＳ
Ｍ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り、他制式ＬＳＭは原理的に
はこのような位置検出は行なわず、備えっけの発振器の
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到るまで確実に
同期し、安定した運転が行なえるので現状のＬＳＭはこ
の方法が有利とされている。

このため自制式ＬＳＭの位置検出器は各相毎に相数だけ
設けられる。

ＬＳＭの推進巻線には位置検知された同期信号に合せて
正弦波電流を推進巻線に通電する。

現在では位置検出器は、各々の相に位置検出器を設けて
いる。

このため位置検出器と被検出板が多数必要となる。

又、電気的には各相の位置検出器に合せた独立制御とな
るためアンバランス電流が発生し高調波および誘導雑音
が発生しやすい。

一方、１相分の位置信号をてい倍して３相分の方形波信
号を作り出すことが、サイリスタモータの分野で知られ
ている。

しかし、リニアシンクロナスモータの場合、正確に３相
がバランスしないと、上記したように、高周波および誘
導雑音を発生し好ましくなく、更に、リニアモータ車両
にあっては、その推力脈動による脈動も生じ易い。

本発明の目的は、１相分の位置信号から３相が正確にバ
ランスする正弦波の電流パターンを簡単に作り出し、リ
ニアモータの振動、高調波および誘導雑音を軽減し得る
制御方式を提供するにある。

本発明の特徴とするところは、互いに電気的に１２０度
ずつの位相差をもつ３相分の正弦波の波高値信号を、細
分した電気角度毎に夫々記憶した記憶手段を設け、一方
、位置検出器の出力により移動体の速度に対応する信号
を演算する手段を設け、これと１相分の位置検出信号と
に基づき、上記の３相分の波高値信号を夫々順次読出し
、３相の電流パターンを発生させることである。

すなわち、速度あるいはそれに対応する信号の演算によ
り、波高値信号の読出し速度が決り、また、１相分の位
置信号により、同期をとることが容易である。

従って、得られた電流パターンは３相が、過渡的にも定
常的にも確実にバランスしており、前述した欠点を軽減
することができる。

しかも、リニアシンクロナスモータの速度変化に応じた
バランスの乱れを意識する必要もなく、単純に記憶値を
読出すだけでよく簡単である。

本発明を以下実施例により説明する。

第１図は従来のＬＳＭの一実施例で移動体ＴＲ上に界磁
極ＳＣＭと位置検出器ＰＤを設け、地上に推進巻線ＬＳ
Ｍと位置検出器の被検出板ＰＤＲを設けた３相駆動方式
である。

第２図はその同期ブロック図である。

移動体上で検出した位置信号ＰＤＳは地上に無線で送ら
れてくる。

位置信号は電気角１８０度の方形波で３相入力される。

これらの信号の立上り立下りの時間間隔を測定すること
により速度演算部■にて、その区間の速度ｖＳが求めら
れる。

推進巻線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が推力脈動の少ない点で正弦波が
良い。

この速度に合った正弦波を位置信号に合せて同期制御部
ＳＹＣにより、５ｙｃｓとして発生させ、この正弦波に
流したい推進電流ｉＳ（推進電流指令部ｉにて発生）を
掛合せたものが推進巻線に流す電流パターン発生ｉ、５
（電流パターン発生部ｉｐ ）となる。

ＭＵＬは掛算部である。同期制御は第３図に示す移動体
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１ｐｘが同相とな
るよう（推進力は、同相のときが最大となる）制御する
のが理想である。

第４図は本発明による３相構成のＬＳＭの制御方式の一
実施例である。

従来例と異なる点は同期制御部ＳＹＣが１つの位置信号
ＰＤＳに同期し３相の正弦波を出力する点である。

正弦波の出力は記憶素子（例えばＰ−ＲＯＭ）に正弦波
３相分を１２０度ずらせたものを記憶させておき速度■
により正弦波の発生時間をかえることにより可能である
。

すなわち、速度に応じて、正弦波の周波数をかえるので
あり、その細部については、電気角１８０度に対して例
えば、１２８や２５６（２進数８ケタ）に細分して波高
値を記憶しておき、これを演算した速度に応じた速さで
順次読出すのである。

このように１つの位置信号に同期して３相の正弦波を出
力すると次のような効果がある。

（１）位置検出器および被検出体の数を少なくできる。

（２）３相正弦波にアンバランスが生じないので、高調
波および誘導雑音が少なくなる。

（３）元の位置信号が故障したときは３相ともパターン
の出力がでないので従来のような欠相運転による車両振
動が起らない。

もしパターンの出力を続ける必要があるならば他の相の
位置検出器に切替えることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のりニアモータの一実施例を示す図、第２
図は従来のりニアモータの同期制御ブロック図の一実施
例、第３図はりニアモータの推進力説明図、第４図は本
発明の一実施例によるリニアモータの同期制御ブロック
図である。 ＴＲ・・・・・・移動体（車両）、ＳＣＭ・・・・・・
界磁極、ＰＤ・・・・・・位置検出器、ＰＤ、Ｒ・・・
・・・位置検出器の被検出板、ＬＳＭ・・・・・・推進
巻線、ＳＹＣ・・・・・・同期制御部、■・・・・・・
速度演算部、ｉ・・・・・・推力指令部、ＭＵＬ・・・
・・・掛算部、ｉ、・・・・・・電流パターン発生部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 推進巻線と界磁巻線のいずれか一方を移動体上に設
   置し、他方を軌道上に設置した３相構戒のリニアシンク
   ロナスモータにおいて、推進巻線と界磁巻線の同期をと
   るために設けた位置検出器と、互に電気的に１２０度ず
   つの位相差をもつ３相分の正弦波の波高値信号を細分し
   た電気角度毎に夫夫記憶された記憶手段と、上記位置検
   出器の出力により移動体の速度に対応する信号を演算す
   る手段と、上記位置検出器からの１相分の位置信号と上
   記速度対応信号とに基づき上記記憶手段に細分して記憶
   された３相分の波高値信号を夫々順次読出す手段と、読
   出された波高値信号に基づき３相の電流パターンを発生
   する手段とを備えたりニアモータの制御方式。