JPS6057315B2 - Drive control device for linear synchronous motor - Google Patents
Drive control device for linear synchronous motorInfo
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- JPS6057315B2 JPS6057315B2 JP53090427A JP9042778A JPS6057315B2 JP S6057315 B2 JPS6057315 B2 JP S6057315B2 JP 53090427 A JP53090427 A JP 53090427A JP 9042778 A JP9042778 A JP 9042778A JP S6057315 B2 JPS6057315 B2 JP S6057315B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、界磁と、推進コイルの相対位置の検出結果
に基づいて推進コイルに通電する自制式リニアシンクロ
ナスモータ(以下、LSMと略称する)の駆動制御装置
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a drive control device for a self-limiting linear synchronous motor (hereinafter abbreviated as LSM) that energizes a propulsion coil based on the detection result of the relative position of the field and the propulsion coil. It is.
高速陸上輸送機関の駆動方式の一つとして、走行体に
超電導磁石を界磁として塔載し、軌道に推進コイルを設
置したLSMがある。One of the drive systems for high-speed land transportation is LSM, in which a superconducting magnet is mounted on a running body as a field and a propulsion coil is installed on the track.
界磁と推進コイルの相対位置の検出結果に基づいて励磁
する自制式LSMは、相対位置検出信号に同期して通電
するので脱調などの危険性はないが、推進コイルに如何
なる形状の電流を流すべきかという問題がある。A self-limiting LSM that is excited based on the detection result of the relative position between the field and the propulsion coil is energized in synchronization with the relative position detection signal, so there is no risk of step-out. There is a question as to whether it should be released.
従来、この種LSMでは、位置検出信号に同期して掃引
信号を作成し、これにより予め設定してある波形発生器
から任意形状のパターンを取り出している。Conventionally, in this type of LSM, a sweep signal is created in synchronization with a position detection signal, and a pattern of an arbitrary shape is extracted from a preset waveform generator using the sweep signal.
ここで、掃引信号は走行体の速度検出信号から作成され
るが、速度検出を起動から高速にいたる全速度域で精度
良く行なうことは困難で、特に起動初期や低速度域では
極めて精度が悪い。Here, the sweep signal is created from the speed detection signal of the running object, but it is difficult to accurately detect the speed over the entire speed range from startup to high speed, and the accuracy is particularly poor in the early startup and low speed ranges. .
このように、速度検出信号が実速度と相違するときは正
しい掃引信号が得られず、予期した形状のパターンが得
られない。In this way, when the speed detection signal differs from the actual speed, a correct sweep signal cannot be obtained and a pattern with an expected shape cannot be obtained.
例えば、速度検出信号が実速度よりも小さいときは第1
図bのように掃引途中で変形し、また逆の場合は第1図
cのように掃引が早すぎてしまい、いずれも第1図aの
ような予期した形状のパターンとかけはなれた波形にな
つてしまうばかりか、波形の基本波成分の位相もずれて
くる。For example, when the speed detection signal is smaller than the actual speed, the first
In the opposite case, the waveform is deformed during the sweep as shown in Figure b, and in the opposite case, the sweep is too fast as shown in Figure 1 c, resulting in a waveform that is far from the expected shape pattern as shown in Figure 1 a. Not only will the waveform become distorted, but the phase of the fundamental wave component of the waveform will also shift.
したがつて、この形状のパターンに基づいて通電すれば
推力脈動が増大することはもちろんのこと平均推力が減
少するという欠点があつた。また、全速度域で精度の良
い速度検出を行なうには速度検出装置が極めて複雑で、
かつ高価になるという欠点があつた。また、走行体の起
動時に矩形波パターンで駆動すると、出力電流が正負方
向に瞬時に切換わるため騒音が発生するとともに走行体
が左右に揺れ、かつ円滑な走行ができないなどの欠点が
あつた。Therefore, if current is applied based on the pattern of this shape, there is a drawback that not only the thrust pulsation increases but also the average thrust decreases. In addition, the speed detection device is extremely complex in order to perform accurate speed detection over the entire speed range.
It also had the disadvantage of being expensive. Furthermore, when the running body is driven in a rectangular wave pattern when starting up, the output current instantly switches between positive and negative directions, which causes noise, causes the running body to sway from side to side, and prevents smooth running.
本発明の目的は、起動から高速にいたる全速度域でパタ
ーンの位相ずれの少ない形状のパターンを比較的簡単な
装置で得ることができるとともに走行体起動時の出力電
流正負方向の切換えをゆるやかにできる線形同期電動機
の駆動制御装置を提供することにある。このような目的
を達成するために、本発明は、起動時や低速度域では界
磁と推進コイルの相対位置検出信号で作成した矩形波を
基準信号として台形波相当の形状のパターンを、一方中
高速域では速度検出信号から得られる掃引信号をもとに
作成した任意形状のパターンをそれぞれ推進コイルの電
流パターンとして用いるようにしたことに特徴がある。An object of the present invention is to be able to obtain a pattern with a shape with little pattern phase shift in the entire speed range from startup to high speed with a relatively simple device, and to gently switch the output current direction between positive and negative when starting the traveling body. The object of the present invention is to provide a drive control device for a linear synchronous motor that can perform the following steps. In order to achieve such an object, the present invention uses a rectangular wave created by a relative position detection signal between a field and a propulsion coil as a reference signal during startup and in a low speed range, and generates a pattern in a shape equivalent to a trapezoidal wave. In the medium and high speed range, a characteristic feature is that arbitrary-shaped patterns created based on the sweep signal obtained from the speed detection signal are used as the current patterns of the propulsion coils.
以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第2図は、本発明による線形同期電動機の駆動制御装置
の1相分の一実施例を示す図で、1は速度パターン発生
回路、2は速度検出器、3は位置検出器、4は比較器、
5は推力調整器、6は掛算器、7は波形発生器、8は波
形変換発生器、9は台形波発生器、10はパターン形状
切換器、11は比較器、12はゲート制御装置、13は
変流器、14はサイリスタ式サイクロコンバータ、15
は電源、16はフィーダ、17は開閉器、18は推進コ
イル、19は界磁、20は車両である。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment for one phase of the drive control device for a linear synchronous motor according to the present invention, in which 1 is a speed pattern generation circuit, 2 is a speed detector, 3 is a position detector, and 4 is a comparison vessel,
5 is a thrust regulator, 6 is a multiplier, 7 is a waveform generator, 8 is a waveform conversion generator, 9 is a trapezoidal wave generator, 10 is a pattern shape switcher, 11 is a comparator, 12 is a gate control device, 13 is a current transformer, 14 is a thyristor type cycloconverter, 15
16 is a power supply, 16 is a feeder, 17 is a switch, 18 is a propulsion coil, 19 is a field, and 20 is a vehicle.
車両20には超電導磁石が界磁19として塔載され、軌
道側には推進コイル18が設置されている。この推進コ
イル18は、サイリスタ式サイクロコンバータ14によ
りフィーダ16および開閉器17を介して励磁される。A superconducting magnet is mounted on the vehicle 20 as a field 19, and a propulsion coil 18 is installed on the track side. This propulsion coil 18 is excited by the thyristor type cycloconverter 14 via the feeder 16 and the switch 17.
コンバータ14のサイリスタのゲートは、ゲート制御装
置12で制御される。The gate of the thyristor of converter 14 is controlled by gate control device 12 .
コンバータ14の出力電流は、変流器13で検出され、
この出力と電流パターンを比較器11で比較して定電流
制御される。The output current of the converter 14 is detected by the current transformer 13,
This output and the current pattern are compared by a comparator 11 to perform constant current control.
推進コイル18に流すべき電流パターンは界磁19と推
進コイル18の相対位置に同期し、適当な形状の波形で
、かつ速度制御するに必要な大きさでなければならない
が、この電流パターンは次のようにして作成される。The current pattern to be passed through the propulsion coil 18 must be synchronized with the relative position of the field 19 and the propulsion coil 18, have an appropriately shaped waveform, and have a size necessary for speed control. It is created as follows.
速度パターン発生回路1の出力と速度検出器2の出力を
比較器4で比較し、推力調整器5で比較器4の偏差信号
に応じて推力値に対応する電流パターンが決定される。A comparator 4 compares the output of the speed pattern generation circuit 1 and the output of the speed detector 2, and a thrust force adjuster 5 determines a current pattern corresponding to the thrust value according to the deviation signal of the comparator 4.
推力調整器5は車両の乗り心地を損なわないように大幅
な加減速を制限するために飽和形にすることが望ましい
。一方、界磁19と推進コイル18の相対位置に同期化
した基準波形は次のようにして作成される。The thrust regulator 5 is desirably of a saturated type in order to limit significant acceleration and deceleration so as not to impair the riding comfort of the vehicle. On the other hand, a reference waveform synchronized with the relative positions of the field 19 and the propulsion coil 18 is created as follows.
第3図は位置検出器3の具体的構成の一例を示すもので
、3相の位置検出器3U,3V,3Wが車両20に設け
られ、軌道には検出体3Dがポールピツチ毎に設置され
ている。FIG. 3 shows an example of a specific configuration of the position detector 3. Three-phase position detectors 3U, 3V, and 3W are provided on the vehicle 20, and a detector 3D is installed on the track at each pole pitch. There is.
この位置検出器としては例えば光感半導体が用いられ、
検出体としてはしやへい板が用いられる。For example, a photosensitive semiconductor is used as this position detector,
A shield plate is used as the detection object.
U相の検出器3Uは、界磁極同志の真中に配置され、V
相およびW相の検出器3Vおよび3Wはそれぞれ検出器
3Uからボールピッチの213ずつずらして配置されて
いる。The U-phase detector 3U is placed in the middle of the field poles, and
The phase and W phase detectors 3V and 3W are each arranged to be shifted from the detector 3U by 213 ball pitches.
一方、検出体3Dの幅は、ボールピッチで、推進コイル
18Uと中心を合わせて配置されている。したがつて、
例えば検出器3Uは、車両20の進行につれて誘起電圧
と同位相の信号が得られる。On the other hand, the width of the detection body 3D is a ball pitch, and the detection body 3D is arranged centered on the propulsion coil 18U. Therefore,
For example, the detector 3U obtains a signal having the same phase as the induced voltage as the vehicle 20 moves forward.
第4図に、その位置検出信号D1信号Dとは逆の信号D
″および微分信号Rが示されている。In FIG. 4, a signal D opposite to the position detection signal D1 signal D is shown.
'' and the differential signal R are shown.
第2図において、速度検出器2の速度信号と位置検出器
3の検出信号Dを入力として波形発生器7で任意形状の
波形パターンが作成され、一方位置検出器3の検出信号
D,D″と速度検出器3の速度信号を入力とした波形変
換発生器8で位置検出器の検出信号D,D″の波形より
もある時間幅だけ短縮した矩形波を作成し、この波形を
入力とした台形波発生器9で台形波に近い形状の波形パ
ターンを作成する。そして、パターン形状切換器10で
、起動時および低速時は台形波に近い形状の波形パター
ンに、また中高速時は任意形状の波形パターンに切換え
られ、その出力が電流パターンの波形になる。In FIG. 2, a waveform pattern of an arbitrary shape is created by a waveform generator 7 by inputting the speed signal of the speed detector 2 and the detection signal D of the position detector 3, while the detection signals D and D'' of the position detector 3 are input. The waveform conversion generator 8 which inputs the speed signal of the speed detector 3 creates a rectangular wave that is shorter by a certain time width than the waveform of the detection signals D and D'' of the position detector, and uses this waveform as the input. A trapezoidal wave generator 9 creates a waveform pattern having a shape similar to a trapezoidal wave. Then, the pattern shape switching device 10 switches the waveform pattern to a shape close to a trapezoidal wave at startup and at low speeds, and to an arbitrary shape waveform pattern at medium and high speeds, and the output becomes the waveform of the current pattern.
この波形パターンと推力調整器5の出力電流値。This waveform pattern and the output current value of the thrust regulator 5.
とが掛算器6で掛算されて電流パターンが作成される。
すなわち、起動初期を含めた低速度は検出精度の悪い速
度信号を用いることになく台形波に近い形状の電流パタ
ーンで通電されるから従来の欠点が除去される。第5図
は、第2図の波形変換発生器8、台形波発生器9および
位置検出器3の検出信号D,D″のいずれかが何等かの
原因で消滅した場合のコンバータ14に与える悪影響を
保護する回路などを主体にした具体的構成の一例を示す
ものであ・る。are multiplied by a multiplier 6 to create a current pattern.
That is, at low speeds including the initial stage of startup, the current is supplied with a current pattern having a shape close to a trapezoidal wave without using a speed signal with poor detection accuracy, thereby eliminating the drawbacks of the conventional motor. FIG. 5 shows the adverse effects on the converter 14 when any of the detection signals D and D'' of the waveform conversion generator 8, trapezoidal wave generator 9, and position detector 3 shown in FIG. 2 disappear for some reason. This figure shows an example of a specific configuration mainly consisting of a circuit that protects the device.
第5図において、位置検出器3からは第4図に示したよ
うに検出信号D,D″が発生されるからこれらを比較器
80,85のそれぞれの電源として与え、かつ速度検出
器2の出力と固定電圧E1を減算器81で減算して比較
器80,85のそれぞれの出力が速度検出器2の出力に
反比例するように設定し、一方積分回路82,87は比
較器80,85のそれぞれの出力に比例して積分時間が
変わるように設定する。In FIG. 5, the position detector 3 generates detection signals D and D'' as shown in FIG. The output and fixed voltage E1 are subtracted by a subtracter 81 to set the respective outputs of the comparators 80 and 85 to be inversely proportional to the output of the speed detector 2, while the integrator circuits 82 and 87 are set to be inversely proportional to the output of the speed detector 2. Set the integration time to change in proportion to each output.
このように設定すると、位置検出器3の検出信号D,D
″に同期した積分波形が得られるが、位置検出器3の検
出信号D,D″のいずれか一方の゛時間幅が急に短かく
なる故障が発生した場合、速度検出器2の出力は変化し
ないので比較器80,85のそれぞれの出力が変化しな
いため、位置検出器3の検出信号D,D″のうち時間幅
が短かくなつた側の積分回路の出力は零にならない。With this setting, the detection signals D, D of the position detector 3
An integrated waveform synchronized with `` is obtained, but if a failure occurs in which the time width of either one of the detection signals D, D'' of the position detector 3 suddenly becomes shorter, the output of the speed detector 2 will change. Since the outputs of the comparators 80 and 85 do not change, the output of the integrating circuit on the side whose time width is shorter among the detection signals D and D'' of the position detector 3 does not become zero.
しかし、位置検出器3の検出信号D,D″のうち時間幅
が短かくなつた側の比較器の電源が消滅するからこの時
点で積分回路の出力が零になる。速度検出器2の出力と
固定電圧E2を減算器86で減算して演算器90の入力
に与え、演算器90の出力が速度検出器2の出力に反比
例するように設定する。However, the power to the comparator whose time width is shorter among the detection signals D and D'' of the position detector 3 disappears, so the output of the integrating circuit becomes zero at this point.The output of the speed detector 2 and the fixed voltage E2 are subtracted by the subtracter 86 and applied to the input of the arithmetic unit 90, and the output of the arithmetic unit 90 is set to be inversely proportional to the output of the speed detector 2.
積分回路82,87のそれぞれの出力と演算器90の出
力を減算器83,88て減算し、この出力を増幅器84
,87で増幅して検出信号D,D″よりも一定時間幅だ
け短かい矩形波を得る。増幅器84,89のそれぞれの
出力を抵抗rとコンデンサCからなる遅延回路91,9
2に与えて台形波に近い形状の波形を得る。遅延回路9
1,92のそれぞれの出力を演算器95に与えて台形波
に近い形状の交流波形を作成し、これを起動時の電流パ
ターンとして使用する。The respective outputs of the integrating circuits 82 and 87 and the output of the arithmetic unit 90 are subtracted by the subtracters 83 and 88, and this output is sent to the amplifier 84.
, 87 to obtain a rectangular wave shorter than the detection signals D, D'' by a certain time width.The respective outputs of the amplifiers 84 and 89 are amplified by delay circuits 91 and 9 consisting of a resistor r and a capacitor C.
2 to obtain a waveform with a shape close to a trapezoidal wave. Delay circuit 9
The respective outputs of 1 and 92 are given to a calculator 95 to create an AC waveform having a shape close to a trapezoidal wave, and this is used as a current pattern at startup.
第6図に位置検出器3の検出信号D,D″が正常時にお
ける第5図の回路の動作波形を示す。FIG. 6 shows the operating waveforms of the circuit shown in FIG. 5 when the detection signals D and D'' of the position detector 3 are normal.
1,2は位置検出器3の検出信号D,D″の波形、3,
4は積分回路82,87の出力波形で、破線は速度検出
器2の出力に反比例した電圧を発生する演算器90の出
力波形、5,6は増幅器84,89の出力波形、7,8
は遅延回路91,92の出力波形、9は演算器95の出
力波形である。1 and 2 are the waveforms of the detection signals D and D'' of the position detector 3, 3,
4 is the output waveform of the integrating circuits 82 and 87, the broken line is the output waveform of the arithmetic unit 90 that generates a voltage inversely proportional to the output of the speed detector 2, 5 and 6 are the output waveforms of the amplifiers 84 and 89, 7 and 8
are the output waveforms of the delay circuits 91 and 92, and 9 is the output waveform of the arithmetic unit 95.
速度検出器2の出力に反比例、すなわち演算器90の出
力に比例して増幅器84,89のそれぞれの出力が変化
するようにしたのは遅延回路91,92の時定数が一定
であるから位置検出器3の検出信号D,D″の時間幅内
で遅延回路91,92の出力が納まるようにするためで
ある。The reason why the outputs of the amplifiers 84 and 89 are made to change in inverse proportion to the output of the speed detector 2, that is, in proportion to the output of the arithmetic unit 90, is because the time constants of the delay circuits 91 and 92 are constant. This is to ensure that the outputs of the delay circuits 91 and 92 fall within the time width of the detection signals D and D'' of the device 3.
コンバータ14を構成する逆並列接続されたサイリスタ
変換器の切換えは位置検出器3の検出信号D,D″を基
準にした信号で行なつているので位置検出器3の検出信
号D,D″よりも遅延回路91,92の出力が延びると
逆並列接続されたサイリスタ変換器が電流パターンの切
換わりの遅れ部分に過電流を流すことになつて騒音など
を発生する問題が生じるからこれを防止するためである
。次に、位置検出器3の検出信号D,D″のうちDが途
中で消滅される故障が発生した場合を第7図に示した波
形図を用いて説明する。The switching of the anti-parallel connected thyristor converters constituting the converter 14 is carried out using a signal based on the detection signals D, D'' of the position detector 3. Also, if the outputs of the delay circuits 91 and 92 are extended, the anti-parallel connected thyristor converters will cause an overcurrent to flow in the portion where the switching of the current pattern is delayed, causing problems such as noise, so this is prevented. It's for a reason. Next, a case where a failure occurs in which D out of the detection signals D and D'' of the position detector 3 disappears midway will be explained using the waveform diagram shown in FIG.
まず、位置検出器3の検出信号D,D″のうちDが何等
かの原因で途中で消滅される故障が発生した場合のこの
検出を行なうとともに保護する回路が位置検出器3の検
出信号D,D″で動作するアナログスイッチ93,94
であるため、この動作について説明する。First, a circuit that performs this detection and protects the detection signals D and D'' of the position detector 3 in the event that a failure occurs where D disappears midway due to some reason is the detection signal D of the position detector 3. , D″ analog switches 93, 94
Therefore, this operation will be explained.
アナログスイッチ93,94は位置検出器3の検出信号
D,D″がでている時間オンされ、一方検出信号D,D
″が出ない時間オフされるものであるから検出信号Dが
t1の時点で消滅するとアナログスイッチ93がオフさ
れるため、演算器95の片側の入力が零となり、7に実
線で示したような波形になる。The analog switches 93 and 94 are turned on while the detection signals D and D'' of the position detector 3 are output.
Since the analog switch 93 is turned off when the detection signal D disappears at time t1, the input on one side of the arithmetic unit 95 becomes zero, and the input signal on one side of the arithmetic unit 95 becomes zero, as shown by the solid line in 7. It becomes a waveform.
一方、検出信号Dがt1の時点で零になつても積分回路
84の出力はすぐには零にならないが、比較器80の電
源がなくなると比較器80の出力が零になるのでその時
点で積分回路84の出力が零になるからこの時点から遅
延回路91の出力が第7図の7に破線で示したように減
少しようとする。On the other hand, even if the detection signal D becomes zero at time t1, the output of the integrating circuit 84 does not immediately become zero, but when the power to the comparator 80 is turned off, the output of the comparator 80 becomes zero, so at that point Since the output of the integrating circuit 84 becomes zero, the output of the delay circuit 91 starts to decrease from this point on as shown by the broken line 7 in FIG.
しかし、検出信号Dが消滅した時点でアナログスイッチ
93がオフされるから演算器95の片側の入力は第7図
の7に実線で示したようになるため、電流パターンが検
出信号Dよりも延びることがないので安全である。However, since the analog switch 93 is turned off when the detection signal D disappears, the input on one side of the arithmetic unit 95 becomes as shown by the solid line at 7 in FIG. 7, so the current pattern extends beyond the detection signal D. It is safe because there is no problem.
以上は位置検出器3の検出信号D,D″のいずれか一方
あるいは両方が何等かの原因で途中で消滅される故障が
発生した場合の検出および保護について述べたが、検出
信号D,D″が正常でも遅延回路91,92の出力が検
出信号D,D″よりも延びた場合の検出および保護も同
様に行なわれることは云うまでもない。The above has described detection and protection in the event that a failure occurs in which one or both of the detection signals D, D'' of the position detector 3 disappears midway due to some reason. It goes without saying that even if the delay circuits 91 and 92 are normal, detection and protection are performed in the same way when the outputs of the delay circuits 91 and 92 extend beyond the detection signals D and D''.
次に、走行体起動時における電流パターン波形の作成が
位置検出器3U〜3W(第3図参照)のうち3Uの検出
信号Dから始まるように走行体の停止位置を規定する回
路の動作について説明する。Next, we will explain the operation of the circuit that defines the stop position of the traveling body so that the creation of the current pattern waveform at the time of starting the traveling body starts from the detection signal D of 3U of the position detectors 3U to 3W (see Fig. 3). do.
位置検出器3の検出信号D,D″を入力とする論理和回
路30とアナログスイッチ96から構成され、アナログ
スイッチ96は走行体が運転されているときはオフされ
、走行体が停止寸前になつた場合の指令(例えば速度検
出器゛2の速度信号が規定値以下になつたとき発生する
指令)が与えられたときにオンされるもので、アナログ
スイッチ96がオンした時点でゲート制御装置12を動
作させてコンバータ14を構成する逆並列接続されたサ
イリスタ変換器のいずれか一方を動作させる。It is composed of an OR circuit 30 which inputs the detection signals D and D'' of the position detector 3, and an analog switch 96, and the analog switch 96 is turned off when the traveling body is in operation and when the traveling body is about to stop. It is turned on when a command is given (for example, a command generated when the speed signal of the speed detector 2 falls below a specified value), and when the analog switch 96 is turned on, the gate control device 12 is turned on. is operated to operate one of the anti-parallel connected thyristor converters constituting the converter 14.
逆並列接続されたサイリスタ変換器のいずれか一方を動
作させると、推進コイル18には直流が流れるからその
時点で走行体が停止するため、走行体の停止位置を常に
合わせることができる。When one of the thyristor converters connected in antiparallel is operated, direct current flows through the propulsion coil 18, and the traveling body stops at that point, so the stopping position of the traveling body can always be adjusted.
すなわち、走行体起動時の推進コイル18の位置が変化
すると、位置検出器3U〜3Wのうちのいずれあるいは
検出信号D,D″のいずれから電流パターン波形の作成
が行なわれるかが変化するため、どのような形状の電流
パターン波形になるか不定になる問題が生じるので、こ
の問題を除去して走行体起動時の電流パターンの形状を
安定化するための回路構成である。以上詳細に説明した
ように、第5図に示した本発明によれば走行体起動時の
推進コイル位置が常に同位置であるから走行体起動時の
電流パターンの形状が安定しているので円滑な走行がで
きること、また走行体起動時の電流パターンが台形波に
近い形状の波形であるから騒音および走行体の左右の揺
れなどがないので円滑な走行ができることおよび位置検
出器の検出信号が途中で消滅したりした場合における電
流パターンが検出信号よりも延びる現象をなくすことが
できるからコンバータを構成する逆並列接続されたサイ
リスタ変換器の切換え時に過電流が流れることがないの
で安定な切換えが行なわれることなどの効果がある。That is, when the position of the propulsion coil 18 changes when the traveling body is started, which of the position detectors 3U to 3W or the detection signals D and D'' is used to generate the current pattern waveform changes. Since a problem arises in which the shape of the current pattern waveform is uncertain, this circuit configuration is intended to eliminate this problem and stabilize the shape of the current pattern when starting the traveling body.As explained in detail above. As shown in FIG. 5, according to the present invention, the position of the propulsion coil at the time of starting the traveling body is always the same, so the shape of the current pattern at the time of starting the traveling body is stable, so smooth running is possible. In addition, the current pattern when starting the running body is similar to a trapezoidal waveform, so there is no noise or side-to-side shaking of the running body, allowing for smooth running, and the detection signal of the position detector disappears midway. This eliminates the phenomenon in which the current pattern extends longer than the detection signal when switching the thyristor converters connected in anti-parallel that make up the converter, so no overcurrent flows, resulting in stable switching. There is.
第8図は第2図の波形発生器7およびパターン形状切換
器10の具体的構成の一例を示すものである。第8図に
おいて、台形波発生回路800は第5図の回路であるか
ら説明は省略し、波形発生器7とパターン形状切換器1
0の動作について説明する。FIG. 8 shows an example of a specific configuration of the waveform generator 7 and pattern shape switch 10 shown in FIG. In FIG. 8, a trapezoidal wave generating circuit 800 is the same as that shown in FIG. 5, so its explanation will be omitted.
The operation of 0 will be explained.
まず、波形発生器7の動作を説明すると、位置検出器3
から第4図に示したように検出信号D,D″が発生する
ので微分回路71およびダイオードdを介して第4図に
示したように界磁19と推進コイル18の相対位置に同
期したボールピッチ毎のパルス信号Rが得られる。First, to explain the operation of the waveform generator 7, the position detector 3
Since the detection signals D and D'' are generated as shown in FIG. 4, the ball is synchronized with the relative position of the field 19 and the propulsion coil 18 as shown in FIG. A pulse signal R for each pitch is obtained.
一方、速度を積分すれば距離が得られるから積分器から
なる掃引信号発生器72でパルス信号Rで同期をとつて
速度検出器2からの速度を積分およびリセットすればボ
ールピッチ間の位置が演算される。On the other hand, since the distance can be obtained by integrating the velocity, the position between ball pitches can be calculated by synchronizing with the pulse signal R using the sweep signal generator 72 consisting of an integrator and integrating and resetting the velocity from the velocity detector 2. be done.
この発生器72の出力で予じめ1ボールピッチ分の位置
に対する任意波形、たとえば正弦波を設定した関数発生
器73が掃引され、この出力と、演算器74で極性反転
された信号とが、位置検出器3の検出信号D,D″で同
期をとつてアナログスイッチ75,76で交互に加算器
77に与えられ、車両20の進行に同期した交流波形が
得られる。一方、台形波に近い形状のパターンは位置検
出器3の検出信号D,D″を用いて台形波発生回路80
0て作成される。The output of this generator 72 sweeps a function generator 73 in which an arbitrary waveform, for example, a sine wave, for a position corresponding to one ball pitch is set in advance, and this output and a signal whose polarity is inverted by an arithmetic unit 74 are Synchronized with the detection signals D and D'' of the position detector 3, the signals are alternately applied to the adder 77 by analog switches 75 and 76, and an AC waveform synchronized with the movement of the vehicle 20 is obtained.On the other hand, an AC waveform similar to a trapezoidal wave is obtained. The shape pattern is generated by the trapezoidal wave generation circuit 80 using the detection signals D and D'' of the position detector 3.
0 is created.
次に、台形波発生回路800および波形発生器7からの
台形波パターンおよび任意形状パターンは速度域によつ
て切換器10で切換えられるので.あるが、速度比較結
果だけで切換えると波形パターンの出力途中で切換える
場合が生じ、波形パターンが不揃いになるため、第8図
の論理積回路102,109、インバータ104,10
8および記憶回路103によりボールピッチ間隔のパル
ス」信号Rと同期をとつて切換えるようになつている。Next, the trapezoidal wave pattern and arbitrary shape pattern from the trapezoidal wave generation circuit 800 and the waveform generator 7 are switched by the switch 10 depending on the speed range. However, if the switch is made only based on the speed comparison result, the switch may occur in the middle of outputting the waveform pattern, resulting in uneven waveform patterns.
8 and a memory circuit 103, the switching is performed in synchronization with the ball pitch interval pulse signal R.
第9図に、切換器10の各部波形および波形発生器7の
検出信号D,D″とパルス信号Rの波形が示されている
。いま、速度が設定値以下の場合は速度比較器100の
出力が零であるから論理積回路102の出力も零である
ので記憶回路103が出力をださないため、アナログス
イッチ106が閉じられるので演算器107は台形波発
生回路800の出力を波形パターンとして出力する。FIG. 9 shows the waveforms of each part of the switching device 10, the detection signals D, D'' of the waveform generator 7, and the waveforms of the pulse signal R.If the speed is below the set value, the speed comparator 100 Since the output is zero, the output of the AND circuit 102 is also zero, so the memory circuit 103 does not output an output, and the analog switch 106 is closed, so the arithmetic unit 107 uses the output of the trapezoidal wave generation circuit 800 as a waveform pattern. Output.
一方、位置検出器3の検出信号Dを微分する微分回路1
01の出力がでた時点で論理積回路109が出力をだす
からアナログスイッチ110が閉じられるので記憶回路
103がリセットされる。On the other hand, a differentiation circuit 1 that differentiates the detection signal D of the position detector 3
When the output of 01 is output, the AND circuit 109 outputs an output, the analog switch 110 is closed, and the memory circuit 103 is reset.
速度がたとえばt1の時点で設定値以上になると速度比
較器100が第9図の1に実線で示したように出力をだ
すが、論理積回路102は直ちに出・力をださず、位置
検出器3の検出信号Dを微分する微分回路101が第9
図の5に示したような出力をだした時点で論理積回路1
02が第9図の6に実線で示したような出力をだすから
記憶回路103が第9図の7に実線で示したように出力
をだす。記憶回路103が出力をだすとともにアナログ
スイッチ105が開くから波形発生器7の出力が波形パ
ターンとして出力される。For example, when the speed exceeds the set value at time t1, the speed comparator 100 outputs an output as shown by the solid line 1 in FIG. The differentiating circuit 101 that differentiates the detection signal D of the detector 3 is the ninth
When the output shown in Figure 5 is output, the AND circuit 1
02 outputs an output as shown by a solid line at 6 in FIG. 9, so the memory circuit 103 outputs an output as shown at 7 in FIG. 9 with a solid line. Since the analog switch 105 is opened at the same time as the memory circuit 103 outputs an output, the output of the waveform generator 7 is output as a waveform pattern.
すなわち、ちの時点で速度が設定値以上になると速度比
較器100が出力をだし、一方位置検出器3の検出信号
Dを微分する微分回路101が出力をだしたちの時点で
論理積回路102が出力をだすから記憶回路103が出
力をだして波形パターンとして波形発生器7からの出力
が現われ、電流パターンが台形波に近い形状から正弦波
に切換わる。That is, when the speed exceeds the set value at a later point in time, the speed comparator 100 outputs an output, while the differentiating circuit 101 that differentiates the detection signal D of the position detector 3 outputs an output, and at the same time the AND circuit 102 outputs an output. Since the memory circuit 103 outputs an output, the output from the waveform generator 7 appears as a waveform pattern, and the current pattern changes from a shape close to a trapezoidal wave to a sine wave.
次に、速度がたとえばT3の時点で設定値以上になつた
場合について説明すると、この場合T4の時点で記憶回
路103が出力をだすから電流パターンが台形波に近い
形状から正弦波に切換わる。Next, a case will be described in which the speed exceeds the set value at, for example, T3. In this case, since the memory circuit 103 outputs an output at T4, the current pattern changes from a shape close to a trapezoidal wave to a sine wave.
次に、速度が高速から設定値以下になつた場合の動作を
第10図に示した波形図を用いて説明する。例えばちの
時点で速度で設定値以下になつて速度比較器100の出
力が零になると論理積回路102の出力は零になるが、
記憶回路103は直ちに零にならず、微分回路101が
出力をだして論理積回路109の出力によりアナログス
イッチ110がオンした時点で記憶回路103の出力が
リセットされて零になつて波形パターンが波形発生器7
から台形波発生回路800の出力に変わり、電流パター
ンが正弦波から台形波に近い形状の波形に切換わる。Next, the operation when the speed goes from high to below the set value will be explained using the waveform diagram shown in FIG. For example, if the speed falls below the set value at a certain point in time and the output of the speed comparator 100 becomes zero, the output of the AND circuit 102 becomes zero.
The memory circuit 103 does not immediately become zero, but when the differentiating circuit 101 outputs an output and the analog switch 110 is turned on by the output of the AND circuit 109, the output of the memory circuit 103 is reset and becomes zero, and the waveform pattern changes to the waveform. Generator 7
to the output of the trapezoidal wave generating circuit 800, and the current pattern switches from a sine wave to a waveform having a shape close to a trapezoidal wave.
すなわち、ちの時点で速度が設定値以下になるとT2の
時点で電流パターンの波形が切換わるから、波形パター
ンの切換えが円滑に行なわれる。That is, if the speed becomes less than the set value at a later point in time, the waveform of the current pattern is switched at the time T2, so that the waveform pattern is smoothly switched.
次に、ちの時点で速度が設定値以下になつた場合につい
て説明すると、T3の時点で速度比較器100の出力が
零になつて論理積回路102の出力は零になるが、記憶
回路103の出力は直ちに零にならず、次の微分回路1
01からの出力によつて論理積回路109が出力をだし
た時点(T4)でアナログスイッチ110を介して記憶
回路103をリセットし、この時点で記憶回路103の
出力が零になり、波形パターンが波形発生器7から台形
波発生回路800の出力に円滑に切換わる。以上、台形
波パターンとして1相分の位置検出器の検出信号を用い
た場合について示したが、3相分の位置検出器の検出信
号を用いれば正弦波に近い形状の波形パターンを作成す
ることができる。以上述べたように、本発明によれば複
雑でかつ、高価な速度検出装置を用いることなく、全速
度域で基本波成分の位相ずれの少ない波形パターンが得
られるとともに速度変化に対する波形パターンの切換え
が円滑に行なわれ、また低速時に推力脈動が増加したり
あるいは平均推力が減少したりすることがないなどの効
果がある。Next, to explain the case where the speed becomes less than the set value at a later point in time, the output of the speed comparator 100 becomes zero at the time T3, and the output of the AND circuit 102 becomes zero, but the output of the memory circuit 103 becomes zero. The output does not immediately become zero, and the next differentiator circuit 1
At the time (T4) when the AND circuit 109 outputs an output based on the output from 01, the memory circuit 103 is reset via the analog switch 110, and at this point the output of the memory circuit 103 becomes zero, and the waveform pattern changes. The output of the waveform generator 7 is smoothly switched to the output of the trapezoidal wave generation circuit 800. The case where the detection signals of the position detector for one phase are used as the trapezoidal wave pattern has been described above, but if the detection signals of the position detector for three phases are used, a waveform pattern with a shape similar to a sine wave can be created. I can do it. As described above, according to the present invention, a waveform pattern with little phase shift of the fundamental wave component can be obtained in the entire speed range without using a complicated and expensive speed detection device, and the waveform pattern can be switched in response to speed changes. This has the advantage that thrust pulsation does not increase or average thrust does not decrease at low speeds.
第1図は従来の駆動制御装置によつて生じる信号の波形
説明図、第2図は本発明による線形同期電動機の駆動制
御装置の1相分の一実施例の構成を示す説明図、第3図
は第2図における位置検出器の一例の説明図、第4図は
第3図によつて得られる信号の波形説明図、第5図は第
2図の一部の具体的構成の一例のブロック図、第6図お
よび第7図は第5図の各部の信号を示す波形説明図、第
8図は第5図とは異なる第2図の一部の具体的構成の一
例のブロック図、第9図および第10図は第8図の各部
の信号を示す波形説明図である。
2・・・速度検出器、3・・・位置検出器、7・・・波
形発生器、8・・・波形変換発生器、9・・・台形波発
生器、10・・・パターン形状切換器、12・・・ゲー
ト制御装置、14・・・サイクロコンバータ、18・・
・推進コイル、19・・・界磁、30・・・論理和回路
、96・・・アナログスイッチ。FIG. 1 is an explanatory diagram of waveforms of signals generated by a conventional drive control device, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of an embodiment for one phase of the drive control device for a linear synchronous motor according to the present invention, and FIG. The figure is an explanatory diagram of an example of the position detector in Fig. 2, Fig. 4 is an explanatory diagram of the waveform of the signal obtained in Fig. 3, and Fig. 5 is an example of a specific configuration of a part of Fig. 2. A block diagram, FIGS. 6 and 7 are waveform explanatory diagrams showing signals of each part in FIG. 5, and FIG. 8 is a block diagram of an example of a specific configuration of a part of FIG. 2 that is different from FIG. FIGS. 9 and 10 are waveform explanatory diagrams showing signals of each part in FIG. 8. 2... Speed detector, 3... Position detector, 7... Waveform generator, 8... Waveform conversion generator, 9... Trapezoidal wave generator, 10... Pattern shape switcher , 12... Gate control device, 14... Cycloconverter, 18...
- Propulsion coil, 19... Field, 30... OR circuit, 96... Analog switch.
Claims (1)
た線形同期電動機、前記界磁と前記推進コイルの相対位
置を検出する位置検出器からの信号で作成される電流パ
ターンに基づいて通電する前記線形同期電動機の駆動制
御装置において、前記位置検出器の信号と同期した矩形
波を発生する回路と、該矩形波発生回路の出力を積分す
る積分回路と、該積分回路の出力と前記走行体の速度に
反比例した電圧を発生する回路の出力とを比較すること
によつて前記矩形波発生回路の出力よりも短い時間幅の
パルスを得る回路と、この回路の出力側に遅延回路を設
けて前記電流パターン波形を作成する回路とから構成す
ることを特徴とする線形同期電動機の駆動制御装置。 2 走行体に界磁を搭載し、軌道に推進コイルを設置し
た線形同期電動機、前記界磁と前記推進コイルの相対位
置を検出する位置検出器からの信号で作成される電流パ
ターンに基づいて通電する前記線形同期電動機の駆動制
御装置において、前記位置検出器の信号と同期した矩形
波を発生する回路と、該矩形波発生回路の出力を積分す
る積分回路と、該積分回路の出力と前記走行体の速度に
反比例した電圧を発生する回路の出力とを比較すること
によつて前記矩形波発生回路の出力よりも短い時間幅の
パルスを得る回路と、この回路の出力側に遅延回路を設
けて前記電流パターン波形を作成する第1の手段と、前
記走行体の速度を検出する速度検出器の出力を入力とし
て前記位置検出器の信号に同期した任意の電流パターン
波形を作成する第2の手段と、前記第1の手段からの電
流パターン波形と前記第2の手段からの電流パターン波
形を前記走行体の速度域に応じて選択する手段とを具備
し、前記走行体の起動時および低速時に前記第1の手段
からの電流パターン波形を、その他の速度のときには前
記第2の手段からの電流パターン波形を選択し、選択さ
れた電流パターン波形に応じて前記線形同期電動機を駆
動することを特徴とする線形同期電動機の駆動制御装置
。[Scope of Claims] 1. A linear synchronous motor equipped with a magnetic field on a running body and a propulsion coil installed on a track, generated by a signal from a position detector that detects the relative position of the field and the propulsion coil. The drive control device for the linear synchronous motor that energizes based on a current pattern includes: a circuit that generates a rectangular wave synchronized with the signal of the position detector; an integrating circuit that integrates the output of the rectangular wave generating circuit; A circuit that obtains a pulse having a shorter time width than the output of the rectangular wave generating circuit by comparing the output of the circuit with the output of the circuit that generates a voltage inversely proportional to the speed of the traveling object, and the output of this circuit. 1. A drive control device for a linear synchronous motor, comprising a circuit for creating the current pattern waveform by providing a delay circuit on the side thereof. 2 A linear synchronous motor with a magnetic field mounted on the running body and a propulsion coil installed on the track, energized based on a current pattern created by a signal from a position detector that detects the relative position of the field and the propulsion coil. In the drive control device for the linear synchronous motor, there is provided a circuit that generates a rectangular wave synchronized with the signal of the position detector, an integrator circuit that integrates the output of the rectangular wave generation circuit, and an output of the integrator circuit and the drive control device. A circuit that obtains a pulse with a shorter time width than the output of the rectangular wave generation circuit by comparing the output of a circuit that generates a voltage inversely proportional to the speed of the body, and a delay circuit on the output side of this circuit. a first means for creating the current pattern waveform by using the input means, and a second means for creating an arbitrary current pattern waveform synchronized with the signal from the position detector by inputting the output of the speed detector that detects the speed of the traveling object. and means for selecting a current pattern waveform from the first means and a current pattern waveform from the second means according to a speed range of the traveling body, and when the traveling body is started up and at low speed. Selecting the current pattern waveform from the first means when the speed is different, and selecting the current pattern waveform from the second means when the speed is other, and driving the linear synchronous motor according to the selected current pattern waveform. A drive control device for a linear synchronous motor featuring features.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53090427A JPS6057315B2 (en) | 1978-07-26 | 1978-07-26 | Drive control device for linear synchronous motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53090427A JPS6057315B2 (en) | 1978-07-26 | 1978-07-26 | Drive control device for linear synchronous motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5518817A JPS5518817A (en) | 1980-02-09 |
| JPS6057315B2 true JPS6057315B2 (en) | 1985-12-14 |
Family
ID=13998297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53090427A Expired JPS6057315B2 (en) | 1978-07-26 | 1978-07-26 | Drive control device for linear synchronous motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057315B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4846569A (en) * | 1986-12-19 | 1989-07-11 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Image projecting system |
| US5010362A (en) * | 1987-07-21 | 1991-04-23 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Image projecting system |
| EP0326336B1 (en) * | 1988-01-26 | 1994-03-09 | Slidex Corporation | Overhead type file sheet projectors, and file sheets and jacket holders for use in such projectors |
| DE102012000170A1 (en) * | 2012-01-07 | 2013-07-11 | Oswald Elektromotoren Gmbh | Current curve for a superconducting electrical machine |
-
1978
- 1978-07-26 JP JP53090427A patent/JPS6057315B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5518817A (en) | 1980-02-09 |
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