JPH088725B2 - Magnetic levitation suspension system - Google Patents
Magnetic levitation suspension systemInfo
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- JPH088725B2 JPH088725B2 JP1091866A JP9186689A JPH088725B2 JP H088725 B2 JPH088725 B2 JP H088725B2 JP 1091866 A JP1091866 A JP 1091866A JP 9186689 A JP9186689 A JP 9186689A JP H088725 B2 JPH088725 B2 JP H088725B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、磁気作用を利用した物体浮上装置、特に、
磁気の吸引力と被浮上体の重量とが平衡するように制御
しうる無接触懸垂装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an object levitation device utilizing magnetic action, and in particular,
The present invention relates to a non-contact suspension device capable of controlling so that the magnetic attraction force and the weight of a floating body are balanced.
［従来の技術］ この種の磁気浮上装置については、本願出願人がすで
に出願しており、特開昭61-231806号公報に開示されて
いる。[Prior Art] The applicant of the present application has already applied for this type of magnetic levitation device and is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-231806.
このものは、単相交流式であって、支持固定側に１次
コイルを、浮上体側に２次コイルを設け、浮上体の浮上
ギャップに応じて、２次コイル電流を制御している。This is a single-phase AC type, in which a primary coil is provided on the supporting and fixing side and a secondary coil is provided on the levitation body side, and the secondary coil current is controlled according to the levitation gap of the levitation body.
［発明が解決しようとする課題］ 従来の単相交流によるものは、コイル間における吸引
力の脈動が大きく、浮上ギャップの精密な制御が困難で
あり、かつ吸引力の脈動に伴い、大きな振動音が発生す
るという問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] The conventional single-phase alternating current has a large pulsation of the attraction force between the coils, which makes it difficult to precisely control the levitation gap, and causes a large vibration noise due to the pulsation of the attraction force. There was a problem that occurs.
［課題を解決するための手段］ 支柱もしくは構造物に、断面下向加工くし形の鉄心の
各脚のそれぞれにコイルを巻回して形成された上側多相
コイルユニットを、移送方向を向く案内レール状として
多数連結して、固着し、かつ前記案内レール状の多相コ
イルユニットの下方に、これら多相コイルの鉄心の各脚
と対向させて磁気を整合させた、断面上向くし形の鉄心
の各脚のそれぞれにコイルを巻回して形成された下側多
相コイルユニットを、被浮上体の上面に固着し、上側多
相コイルユニットにおける各コイルに多相対称交流電流
を流すとともに、上下の多相コイルユニットの磁気結合
のギャップを、ギャップ検出手段により、検出すること
によって、下側多相コイルユニットのギャップ検出対応
相のコイル電流を制御するようにしたことにより、上記
課題は解決される。[Means for Solving the Problem] An upper polyphase coil unit formed by winding a coil around each leg of a comb-shaped iron core having a downward cross-section on a column or a structure is provided with a guide rail that faces the transfer direction. In the shape of a comb-shaped iron core having a cross-section that is fixed and fixed below the guide rail-shaped polyphase coil unit so as to match the magnetism by facing each leg of the iron core of these polyphase coils. A lower polyphase coil unit formed by winding a coil around each leg is fixed to the upper surface of the body to be levitated, and a polyphase symmetrical alternating current is passed through each coil in the upper polyphase coil unit. By detecting the magnetic coupling gap of the multi-phase coil unit by the gap detecting means, the coil current of the phase corresponding to the gap detection of the lower poly-phase coil unit is controlled. As a result, the above problem is solved.
［作用］ 支持固定側である上側１次コイルを多相コイルとし、
浮上体側である下側を、１次コイルと相を整合させて密
に結合しうる多相２次コイルとすることにより、相互に
作用する吸引力の関係式において、浮上ギャップを脈動
させる交流成分がなくなり、浮上ギャップの安定制御が
可能になるとともに、電磁騒音は、原理的には発生しな
いことになる。[Operation] The upper primary coil, which is the fixed support side, is a polyphase coil,
An AC component that pulsates the levitation gap in the relational expression of the attractive forces that interact with each other by making the lower side, which is the levitation body side, a multiphase secondary coil that can be closely coupled by matching the phase with the primary coil. And the stable control of the floating gap becomes possible, and electromagnetic noise will not occur in principle.
［実施例］ 第１図及び第２図は、本発明に係る磁気浮上式懸垂装
置の一実施例を示す。[Embodiment] FIGS. 1 and 2 show an embodiment of a magnetic levitation suspension system according to the present invention.
支持側の固定された上側１次コイル（Ａ）は、複数の
支柱（１）の上端より側方へ突出する水平アーム（２）
の先端部の下面に、複数のコイルユニットを左右に並べ
て固着してなり、各コイルユニットは、前後方向に案内
レール状に連結連鎖されている。The fixed upper primary coil (A) on the supporting side has a horizontal arm (2) protruding laterally from the upper ends of a plurality of columns (1).
A plurality of coil units are arranged side by side and fixed to the lower surface of the tip of the coil unit, and the coil units are connected and linked in a guide rail shape in the front-rear direction.
１次コイル（Ａ）は、断面下向Ｅ字形の鉄心（３）の
各脚（3a）（3b）（3c）に、それぞれコイル（4a）（4
b）（4c）を巻回することにより形成されている。The primary coil (A) is attached to the legs (3a) (3b) (3c) of the iron core (3) having a downward E-shaped cross section, respectively.
b) Formed by winding (4c).
鉄心（３）の磁路である脚（3a）（3b）（3c）と直行
する前後方向、すなわち鉄心（３）の長さ方向（案内ま
たは移送方向）には、鉄心（３）の前後方向の長さ
（Ｌ）を基準として、ユニット化した１次コイル（Ａ）
が、複数個連続して並べられている。The longitudinal direction of the iron core (3), which is the magnetic path of the iron core (3), is perpendicular to the legs (3a) (3b) (3c), that is, the longitudinal direction (guide or transfer direction) of the iron core (3). Unitized primary coil (A) based on the length (L) of
However, a plurality of them are continuously arranged.
浮上体（５）は、前後方向に推進力を働かせるリニア
モータ装置（Ｃ）によって、前後方向に移動させられ
る。The levitation body (5) is moved in the front-rear direction by a linear motor device (C) that exerts a propulsive force in the front-rear direction.
すなわち、浮上体（５）の上面には、断面上向Ｅ字形
の鉄心（６）の各脚（6a）（6b）（6c）を、それぞれ１
次コイル（Ａ）の鉄心（３）の各脚（3a）（3b）（3c）
と向き合わせて磁路を整合させた。下側２次コイル
（Ｂ）が固着されている。That is, the legs (6a) (6b) (6c) of the iron core (6) having an upward E-shaped cross section are provided on the upper surface of the levitation body (5), respectively.
Each leg (3a) (3b) (3c) of the iron core (3) of the next coil (A)
To match the magnetic path. The lower secondary coil (B) is fixed.
鉄心（６）の各脚（6a）（6b）（6c）には、それぞれ
コイル（7a）（7b）（7c）が巻回されている。Coils (7a) (7b) (7c) are wound around each leg (6a) (6b) (6c) of the iron core (6).
２個の２次コイル（Ｂ）が、浮上体（５）の上面に、
前後に並べて設けられ、各２次コイル（Ｂ）のギャップ
は、個別に制御される。Two secondary coils (B) are placed on the upper surface of the floating body (5),
The secondary coils (B) are arranged side by side in front and rear, and the gaps of the respective secondary coils (B) are individually controlled.
前後の２次コイル（Ｂ）の前面および後面には、それ
ぞれ、１次コイル（Ａ）の鉄心（３）の両側の脚（3a）
（3c）の下端面に、ギャップの測定面を合わせた、左右
１対の近接センサ（８）（８）と（９）（９）が設けら
れている。各近接センサ（８）（９）は、ギャップ検出
手段（10）として作用する。The front and rear surfaces of the front and rear secondary coils (B) are respectively provided with legs (3a) on both sides of the iron core (3) of the primary coil (A).
A pair of left and right proximity sensors (8), (8), (9), and (9) are provided on the lower end surface of (3c), with the gap measurement surface aligned. Each proximity sensor (8) (9) acts as a gap detecting means (10).
上側１次コイル（Ａ）における各ユニット間のつなぎ
目、すなわち鉄心（３）（３）の間の間隙（11）には、
浮上体（５）が移動する際に、ギャップ検出手段（10）
の測定対象面の連続性の維持と、磁界の連続性の維持の
ために、第３図に示すように、鉄心（３）と同材質の鉄
片（12）が架け渡されている。In the joint between the units in the upper primary coil (A), that is, in the gap (11) between the iron cores (3) and (3),
When the floating body (5) moves, gap detection means (10)
In order to maintain the continuity of the measurement target surface and the continuity of the magnetic field, an iron piece (12) made of the same material as the iron core (3) is bridged, as shown in FIG.
１次コイル（Ａ）と２次コイル（Ｂ）の各ユニット間
には、第４図に示すような回路が、それぞれ形成されて
いる。A circuit as shown in FIG. 4 is formed between each unit of the primary coil (A) and the secondary coil (B).
この回路において、３相の１次コイル（Ａ）に３相対
称交流電流ig1、ig2、ig3、を流すと、２次コイル
（Ｂ）には、やはり３相対称交流電流ig11、ig12、i
g13、が流れる。In this circuit, when the three-phase symmetric alternating currents ig 1 , ig 2 , and ig 3 are applied to the three-phase primary coil (A), the three-phase symmetrical alternating current ig 11 is also applied to the secondary coil (B). ig 12 , i
g 13 , flows.
２次コイル（Ｂ）に抵抗Ｒが接続されていると、１次
コイル（Ａ）と２次コイル（Ｂ）の間には、次のような
関係が成立する。When the resistor R is connected to the secondary coil (B), the following relationship is established between the primary coil (A) and the secondary coil (B).
il∝ig/Xg……（１） 吸引力の瞬時値は次式で与えられる。 il∝ig / Xg (1) The instantaneous value of the suction force is given by the following formula.
ｆ∝(Ig-Il)2/Xg2……（２） ３相交流であるため、吸引力には交流成分がなくな
り、原理的には、浮上時の電磁騒音はなくなる。f∝ (Ig-Il) 2 / Xg 2 (2) Since it is a three-phase alternating current, there is no AC component in the attractive force, and in principle, electromagnetic noise during levitation is eliminated.
また、上式から明らかなように、吸引力（ｆ）は、抵
抗Ｒを変化させることにより制御できる。Further, as is clear from the above equation, the suction force (f) can be controlled by changing the resistance R.
そのために、２次コイル（Ｂ）の各コイル（7a）（7
b）（7c）の負荷回路には、可変抵抗素子（13a）（13
b）（13c）が設けられている。Therefore, each coil (7a) (7) of the secondary coil (B)
b) The load circuit of (7c) has a variable resistance element (13a) (13
b) (13c) is provided.
可変抵抗素子（13a）（13b）（13c）は、ギャップ検
出手段（10a）（10c）からの、ギャップの大きさに応じ
たフィードバック信号によって制御される。The variable resistance elements (13a) (13b) (13c) are controlled by a feedback signal from the gap detecting means (10a) (10c) according to the size of the gap.
外側の相の鉄心脚間のギャップを計っているギャップ
検出手段（10a）（10c）は、ギャップ測定対象脚と同じ
相の電流を制御する可変抵抗素子（13a）（13c）に、フ
ィードバック信号（14a）（14c）を出力して、それぞれ
のギャップを独自に制御している。The gap detecting means (10a) (10c) for measuring the gap between the iron core legs of the outer phase supplies a feedback signal () to the variable resistance elements (13a) (13c) which control the current of the same phase as the gap measurement target leg. 14a) and (14c) are output to control each gap independently.
中央の相における可変抵抗素子（13b）は、両フィー
ドバック信号（14a）（14c）の加算平均値を、加算平均
値回路（10b）が出力するフィードバック信号（14b）で
制御するか、または２次コイル（Ｂ）側の３相交流の零
相電流を検出して、その零相分が少なくなるようにフィ
ードバック制御する。The variable resistance element (13b) in the central phase controls the averaging value of both feedback signals (14a) and (14c) with the feedback signal (14b) output from the averaging circuit (10b), or Three-phase AC zero-phase current on the coil (B) side is detected, and feedback control is performed so that the zero-phase current is reduced.
第５図は、ギャップ制御の別の実施例を示す。 FIG. 5 shows another embodiment of gap control.
２次コイル（Ｂ）の負荷回路には、３相の整流回路
（15）が設けられ、その直流出力回路には、１つの可変
抵抗素子（16）が設けられている。The load circuit of the secondary coil (B) is provided with a three-phase rectifier circuit (15), and the DC output circuit thereof is provided with one variable resistance element (16).
可変抵抗素子（16）は、１次コイル（Ａ）と２次コイ
ル（Ｂ）全体のギャップを検出するための、近接センサ
（17）を備えるギャップ検出手段（18）からのフィード
バック信号（19）により、制御されている。The variable resistance element (16) is a feedback signal (19) from the gap detection means (18) including a proximity sensor (17) for detecting the gap between the primary coil (A) and the secondary coil (B). Is controlled by.
この実施例の場合には、各相の電流がバランスよく、
１つの可変抵抗素子（16）によつて制御され、しかも回
路構成が簡単である。In the case of this embodiment, the current of each phase is well balanced,
It is controlled by one variable resistance element (16), and the circuit configuration is simple.
また、本発明においては、１次コイル（Ａ）もしくは
２次コイル（Ｂ）、または両方のコイル（Ａ）（Ｂ）
に、ショートコイルやコンデンサ等を付加し、１次コイ
ル（Ａ）の電源として単相交流を用いることにより、磁
気結合に多相交流と同等の効果を得ることもできる。In the present invention, the primary coil (A) or the secondary coil (B), or both coils (A) and (B).
In addition, by adding a short coil and a capacitor and using a single-phase alternating current as the power source of the primary coil (A), it is possible to obtain the same effect as the multi-phase alternating current in the magnetic coupling.
［効果］ 吸引力を発生させる交流磁界を多相としたことによ
り、固定側と浮上側の相互に作用する吸引力中に、浮上
ギャップを脈動させる交流成分がなくなる。そのため、
浮上ギャップの安定制御が可能になるとともに、電磁騒
音が原理的になくなる。[Effect] By making the alternating-current magnetic field that generates the attractive force multiphase, the alternating-current component that pulsates the floating gap disappears during the attractive force that interacts between the fixed side and the floating side. for that reason,
In addition to enabling stable control of the floating gap, electromagnetic noise is eliminated in principle.
また、浮上ギャップは、多相交流の相毎に、個別に制
御可能であり、このギャップ調整の自在性により、固定
側に対する浮上側の自動位置合わせ特性が良好になる。Further, the levitation gap can be controlled individually for each phase of the multiphase alternating current, and the flexibility of this gap adjustment improves the automatic alignment characteristic of the levitation side with respect to the fixed side.
第１図は、本発明の一実施例を示す磁気浮上式懸垂装置
の縦断正面図、 第２図は、第１図におけるII-II線横断面図 第３図は、第２図におけるIII-III線拡大断面図、 第４図は、本発明の磁気浮上式懸垂装置の電気回路図、 第５図は、他の実施例を示す電気回路図である。 （１）支柱 （２）水平アーム （３）（６）鉄心 （3a）（3b）（3c）（6a）（6b）（6c）脚 （4a）（4b）（4c）（7a）（7b）（7c）コイル （５）浮上体 （８）（９）（17）近接センサ （10a）（10c）（19）ギャップ検出手段 （10b）加算平均値回路 （11）間隙 （12）鉄片 （13a）（13b）（13c）（16）可変抵抗素子 （14a）（14c）（18）フィードバック信号 （15）整流回路 （Ａ）１次コイル （Ｂ）２次コイル （Ｃ）リニアモータ装置 （Ｌ）長さFIG. 1 is a vertical sectional front view of a magnetic levitation suspension system showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a transverse sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is III- in FIG. III line enlarged sectional view, FIG. 4 is an electric circuit diagram of the magnetic levitation type suspension device of the present invention, and FIG. 5 is an electric circuit diagram showing another embodiment. (1) Support post (2) Horizontal arm (3) (6) Iron core (3a) (3b) (3c) (6a) (6b) (6c) Leg (4a) (4b) (4c) (7a) (7b) (7c) Coil (5) Levitation body (8) (9) (17) Proximity sensor (10a) (10c) (19) Gap detection means (10b) Additive average value circuit (11) Gap (12) Iron piece (13a) (13b) (13c) (16) Variable resistance element (14a) (14c) (18) Feedback signal (15) Rectifier circuit (A) Primary coil (B) Secondary coil (C) Linear motor device (L) length It
Claims (1)
鉄心の各脚のそれぞれにコイルを巻回して形成された上
側多相コイルユニットを、移送方向を向く案内レール状
として多数連結して固着し、かつ前記案内レール状の多
相コイルユニットの下方に、これら多相コイルの鉄心の
各脚と対向させて磁路を整合させた、断面上向くし形の
鉄心の各脚のそれぞれにコイルを巻回して形成された下
側多相コイルユニットを、被浮上体の上面に固着し、上
側多相コイルユニットにおける各コイルに多相対称交流
電流を流すとともに、上下の多相コイルユニットの磁気
結合のギャップを、ギャップ検出手段により検出するこ
とによって、下側多相コイルユニットのギャップ検出対
応相のコイル電流を制御するようにしたことを特徴とす
る磁気浮上式懸垂装置。1. An upper polyphase coil unit formed by winding a coil around each leg of an iron core having a comb-shaped cross-section with a downward cross section is connected to a strut or structure in the form of a guide rail directed in the transfer direction. Underneath the guide rail-shaped polyphase coil unit, each leg of the iron core of these polyphase coils is made to face each leg of the polyphase coil to match the magnetic path, The lower polyphase coil unit formed by winding the coil is fixed to the upper surface of the body to be floated, and a polyphase symmetric alternating current is applied to each coil in the upper polyphase coil unit. The magnetic levitation suspension is characterized in that the coil current of the phase corresponding to the gap detection of the lower polyphase coil unit is controlled by detecting the gap of the magnetic coupling by the gap detecting means. Location.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1091866A JPH088725B2 (en) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | Magnetic levitation suspension system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP1091866A JPH088725B2 (en) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | Magnetic levitation suspension system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02273005A JPH02273005A (en) | 1990-11-07 |
| JPH088725B2 true JPH088725B2 (en) | 1996-01-29 |
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ID=14038478
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| JP1091866A Expired - Fee Related JPH088725B2 (en) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | Magnetic levitation suspension system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088725B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109094421B (en) * | 2018-08-06 | 2020-04-07 | 江西理工大学 | Multi-point cooperative suspension control system of suspension type magnetic suspension train |
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-
1989
- 1989-04-13 JP JP1091866A patent/JPH088725B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US9315672B2 (en) | 2011-10-25 | 2016-04-19 | Mitsubishi Pencil Company, Limited | Colorant, microcapsule pigment prepared by using the same and ink composition for writing instrument |
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| JPH02273005A (en) | 1990-11-07 |
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