JPH1052025A - Linear motor and its control method - Google Patents

Linear motor and its control method

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JPH1052025A
JPH1052025A JP8218122A JP21812296A JPH1052025A JP H1052025 A JPH1052025 A JP H1052025A JP 8218122 A JP8218122 A JP 8218122A JP 21812296 A JP21812296 A JP 21812296A JP H1052025 A JPH1052025 A JP H1052025A
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JP
Japan
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phase
linear motor
magnet
armature
current
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JP8218122A
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Japanese (ja)
Inventor
Masatoyo Sogabe
正豊 曽我部
Tadashi Shimura
孔史 志村
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication of JPH1052025A publication Critical patent/JPH1052025A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a motion characteristic of a linear motor and its safety when using it in a vertical axis, by reducing the irregularity of its thrust. SOLUTION: In a linear motor having a fastened magnet plate 15 with magnet pieces (permanent magnets 13, 14) provided extensively on both sides thereof and having a pair of armatures 11, 12 which face on each other with the magnet plate 15 between them and move integrally with each other, various phases are shifted to such directions that the irregularities of two thrusts generated on both sides of the magnet plate 15 are canceled therein to reduce thereby the irregularity of the thrust of the linear motor. That is, using a configuration for so arranging the magnetic poles of the magnet pieces 13, 14 that their phases are shifted to each other on both sides of the magnet plate 15, and using a configuration for shifting to each other the phase sequences of the windings of the pair of armatures 11, 12, and further, using current controls for adjusting the phases of the currents fed to the pair of armatures 11, 12, the phases of the irregularities of the two thrusts generated on both sides of the magnet plate 15 are shifted to each other to make the irregularity of the thrust of the linear motor reducible.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の可動部
材を駆動する等の目的で広く使用されている永久磁石同
期式のリニアモータに関し、特に永久磁石と可動磁石と
の配置、および該永久磁石への駆動電流の供給制御に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a permanent magnet synchronous type linear motor widely used for driving a movable member of a machine tool and the like, and more particularly to an arrangement of a permanent magnet and a movable magnet and a permanent magnet. The present invention relates to control for supplying a drive current to a magnet.

【0002】[0002]

【従来の技術】工作機械の可動部材を駆動する等の目的
のために、永久磁石同期式のリニアモータが広く使用さ
れている。この永久磁石リニアモータは、移動磁界発生
手段と、磁極がNS順に交番的に並置された複数の永久
磁石を含む固定磁界とを、相互に移動可能に対向,近接
させて設けている。図13は、リニアモータの概略斜視
図である。リニアモータにおいて、固定磁界の磁極は、
永久磁石の磁極の大きさに相当する鉄板等の磁性体の板
に、磁極がNS順に交番となるよう磁石を順次配置して
取り付ける。図中、磁石板20は継鉄であり、磁極の大
きさに相当する大きさを備え、例えば、300〜500
mm程度の幅で、500mm〜10mの長さの寸法であ
り、軟鉄板で形成される。磁石片22は、1テスラ程度
の磁束密度を有し、厚みが5mm程度の永久磁石であ
る。図示するように、上面はN,S極に着磁されてお
り、下面は逆極性のS,N極である。なお、磁石片22
は、磁石板20に樹脂層による埋め込みによって、取り
付けることができる。
2. Description of the Related Art Permanent magnet synchronous linear motors are widely used for driving movable members of machine tools. In this permanent magnet linear motor, a moving magnetic field generating means and a fixed magnetic field including a plurality of permanent magnets whose magnetic poles are alternately arranged in NS order are movably opposed to and close to each other. FIG. 13 is a schematic perspective view of a linear motor. In a linear motor, the magnetic pole of the fixed magnetic field is
The magnets are sequentially arranged and mounted on a magnetic plate such as an iron plate corresponding to the size of the magnetic poles of the permanent magnet such that the magnetic poles are alternated in NS order. In the figure, the magnet plate 20 is a yoke and has a size corresponding to the size of the magnetic pole.
It has a width of about mm and a length of 500 mm to 10 m, and is formed of a soft iron plate. The magnet piece 22 is a permanent magnet having a magnetic flux density of about 1 Tesla and a thickness of about 5 mm. As shown, the upper surface is magnetized with N and S poles, and the lower surface is with S and N poles of opposite polarity. The magnet piece 22
Can be attached to the magnet plate 20 by embedding with a resin layer.

【0003】この固定磁界に対して、電機子22を移動
可能に取り付け、固定磁石側の磁界と電機子側の磁界と
の相互作用によって、電機子と固定磁石との間における
相対的移動を行うことができる。なお、移動部材は、電
機子側あるいは固定磁石側に取り付け、これによって、
移動部材の移動を可能とする。
The armature 22 is movably attached to the fixed magnetic field, and relative movement between the armature and the fixed magnet is performed by the interaction between the magnetic field on the fixed magnet side and the magnetic field on the armature side. be able to. In addition, the moving member is attached to the armature side or the fixed magnet side, thereby,
The moving member can be moved.

【0004】上記の永久磁石同期式リニアモータの駆動
において、1台のリニアモータを駆動する場合には、通
常図14に示すような電流制御によって行っている。図
14に示す電流制御では、電流指令を三相指令変換のブ
ロック1でU相,V相,W相の三相指令に変換し、各指
令をそれぞれU相電流指令のブロック2u,V相電流指
令のブロック2v,およびW相電流指令のブロック2w
に送って、各相の電流指令を生成する。各相の電流指令
は、各相のアンプ3u,3v,および3wで電流増幅
し、リニアモータ4の各相のコイルに供給する。なお、
各アンプ3u,3v,3wでは、電流フィードバックを
行っている。また、リニアモータ4には磁極の位置を検
出する磁極検出器5が設けられ、この検出器で検出した
磁極位置を三相指令変換のブロック1にフィードバック
している。
In driving the above-described permanent magnet synchronous linear motor, when one linear motor is driven, it is usually performed by current control as shown in FIG. In the current control shown in FIG. 14, a current command is converted into a U-phase, V-phase, and W-phase three-phase command in a three-phase command conversion block 1, and each command is converted into a U-phase current command block 2u and a V-phase current, respectively. Command block 2v and W-phase current command block 2w
To generate a current command for each phase. The current command of each phase is amplified by the amplifiers 3u, 3v, and 3w of each phase and supplied to the coils of each phase of the linear motor 4. In addition,
Each of the amplifiers 3u, 3v, and 3w performs current feedback. Further, the linear motor 4 is provided with a magnetic pole detector 5 for detecting the position of the magnetic pole, and the magnetic pole position detected by this detector is fed back to the three-phase command conversion block 1.

【0005】これに対して、永久磁石同期式リニアモー
タの駆動において、複数台のリニアモータを駆動する場
合には、従来、図15に示すように、前記した1台のリ
ニアモータを駆動制御する機構を複数設け、共通の電流
指令に対してそれぞれ独立に制御を行っている。図15
に示すような各リニアモータに対して独立に制御系を設
ける場合には、リニアモータの磁極位置を検出する磁極
検出器が個別に必要となる。図15中のa,bは、第1
リニアモータ4aと第2リニアモータ4bの駆動制御を
行う駆動制御系であり、それぞれ第1三相指令変換1
a,第1相電流指令ブロック2a,第1アンプ3a,第
1リニアモータ4a,第1磁極検出器5aと、同様の構
成の第2三相指令変換1b,第2相電流指令ブロック2
b,第1アンプ3b,第1リニアモータ4b,第1磁極
検出器5bとを備えている。
On the other hand, in the case of driving a plurality of linear motors in driving a permanent magnet synchronous linear motor, conventionally, as shown in FIG. 15, the drive of one linear motor is controlled. A plurality of mechanisms are provided to independently control a common current command. FIG.
When a control system is provided independently for each linear motor as shown in (1), a magnetic pole detector for detecting the magnetic pole position of the linear motor is required individually. A and b in FIG.
A drive control system for controlling the drive of the linear motor 4a and the second linear motor 4b.
a, a first phase current command block 2a, a first amplifier 3a, a first linear motor 4a, a first magnetic pole detector 5a, and a second three-phase command converter 1b and a second phase current command block 2 having the same configuration.
b, a first amplifier 3b, a first linear motor 4b, and a first magnetic pole detector 5b.

【0006】上記構成のリニアモータに対して、複数台
のリニアモータが同様な駆動状態となる場合には、磁極
検出器の検出信号は同じとなり、1つの磁極検出器を共
有して使用することができる。例えば、共通の固定磁極
を挟んで、両側に電機子を配置する構成のリニアモータ
では、両電機子は一体であり、固定磁極に対する位置は
共通である。このような使用形態の場合には、複数台の
リニアモータに対して磁極検出器を1台のみ設置して駆
動制御を行うことができる。この1台の磁極検出器によ
って複数台のリニアモータを駆動する場合には、複数台
の各リニアモータは、1つの磁極検出器からフィードバ
ックした磁極位置信号によって生成された共通する1つ
の三相指令による電流が供給されて駆動されることにな
る。
When a plurality of linear motors are in the same driving state as the linear motor having the above configuration, the detection signals of the magnetic pole detectors are the same, and one magnetic pole detector is used in common. Can be. For example, in a linear motor having a configuration in which armatures are arranged on both sides of a common fixed magnetic pole, both armatures are integrated and have a common position with respect to the fixed magnetic pole. In such a usage form, drive control can be performed by installing only one magnetic pole detector for a plurality of linear motors. When a plurality of linear motors are driven by this one magnetic pole detector, each of the plurality of linear motors has one common three-phase command generated by a magnetic pole position signal fed back from one magnetic pole detector. Is supplied and driven.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記したように共通す
る1つの三相指令によって、永久磁石同期式リニアモー
タを駆動する場合には、永久磁石の固定磁極の磁束分布
の不均一に起因する推力むらが発生し、この推力むら
は、リニアモータよる駆動装置の送り精度の低下の原因
となり、リニアモータが組み込まれた工作機械等の装置
の性能に影響を与えるという問題点がある。
When the permanent magnet synchronous linear motor is driven by one common three-phase command as described above, the thrust caused by the non-uniform magnetic flux distribution of the fixed magnetic poles of the permanent magnet. Unevenness occurs, and this thrust unevenness causes a reduction in feed accuracy of a drive device using a linear motor, and has a problem that the performance of a device such as a machine tool in which the linear motor is incorporated is affected.

【0008】リニアモータを、対向した取り付けられた
2組の電機子と、この2組の電機子の間に挿入され、背
中合わせに取り付けられた2組の磁石を備えた固定磁石
板とによって構成した場合、この2組の磁石の磁極位置
の関係は同じであり、電機子に対して同相の電流を供給
して駆動している。
[0008] The linear motor is constituted by two sets of armatures opposed to each other and a fixed magnet plate which is inserted between the two sets of armatures and has two sets of magnets mounted back to back. In this case, the relationship between the magnetic pole positions of the two sets of magnets is the same, and the armature is driven by supplying an in-phase current.

【0009】図16は、リニアモータにおける固定磁極
と電機子との配置を説明する図である。図16におい
て、固定磁石板15の両側に永久磁石13,14を同じ
磁極が対向するよう配置し、これによって、固定磁極を
構成している。また、電機子11,12は、この固定磁
極を挟んだ両側に、コイル部が固定磁極の永久磁石に対
向するように近接して配置する。例えば、電機子11は
三相コイル(コイル11u,コイル11v,コイル11
w)を備え、また、電機子12は三相コイル(コイル1
2u,コイル12v,コイル12w)を備え、両電機子
の各相のコイルは対向して配置されている。なお、以
下、電機子11側をA側,電機子12側をB側として説
明する。
FIG. 16 is a diagram for explaining the arrangement of fixed magnetic poles and armatures in a linear motor. In FIG. 16, permanent magnets 13 and 14 are arranged on both sides of a fixed magnet plate 15 such that the same magnetic poles face each other, thereby forming a fixed magnetic pole. The armatures 11 and 12 are arranged on both sides of the fixed magnetic pole so as to be close to each other so that the coil portion faces the permanent magnet of the fixed magnetic pole. For example, the armature 11 is a three-phase coil (coil 11u, coil 11v, coil 11
w), and the armature 12 has a three-phase coil (coil 1).
2u, a coil 12v, and a coil 12w), and the coils of each phase of both armatures are arranged to face each other. Hereinafter, the armature 11 side will be described as A side, and the armature 12 side will be described as B side.

【0010】上記のような配置のリニアモータの各電機
子では、図17に示すようにそれぞれ推力むらを有して
いる。この推力むらについて、図18を用いて検討する
と、各電機子が発生する推力は、図18(b)に示す電
機子の1相分の推力を各相について合成して、図18
(c)に示す合成推力となる。図18(d)および図1
8(e)は、A側およびB側の合成推力の推力むらのみ
を示している。A側およびB側の各推力むらの位相は、
両電機子が固定磁極に対して同じ位置関係に配置される
構成であるため一致することになる。したがって、リニ
アモータの推力むらは、図18(f)に示すにように両
側の推力むらを合成したものとして得られる。なお、図
18(a)中の固定磁極と電機子との位置関係におい
て、電機子の各コイルは240°間隔の場合で示してい
る。
[0010] Each armature of the linear motor having the above arrangement has uneven thrust as shown in FIG. When this uneven thrust is examined with reference to FIG. 18, the thrust generated by each armature is obtained by synthesizing the thrust for one phase of the armature shown in FIG.
The combined thrust shown in FIG. FIG. 18 (d) and FIG.
8 (e) shows only the thrust unevenness of the combined thrust on the A side and the B side. The phases of the thrust irregularities on the A side and the B side are:
Since both armatures are arranged in the same positional relationship with respect to the fixed magnetic pole, they coincide. Therefore, the thrust unevenness of the linear motor is obtained as a combination of the thrust unevenness on both sides as shown in FIG. Note that, in the positional relationship between the fixed magnetic poles and the armature in FIG. 18A, the coils of the armature are shown at 240 ° intervals.

【0011】このような、推力むらを有するリニアモー
タは、非常停止時等において、電機子は安定点に止まろ
うとするため、安定点に向かって大きく移動するおそれ
がある。
In such a linear motor having uneven thrust, the armature tends to stop at a stable point during an emergency stop or the like, so that the armature may largely move toward the stable point.

【0012】そこで、本発明は前記した従来のリニアモ
ータの持つ問題点を解決して、リニアモータにおける推
力むらを低減することを目的とし、これによって、リニ
アモータの運動特性および安全性を向上させるものであ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems of the conventional linear motor and to reduce thrust unevenness in the linear motor, thereby improving the motion characteristics and safety of the linear motor. Things.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明のリニアモータ
は、両側に磁石片が延設された磁石板と、その磁石板の
挟んで設けられた一体に移動する1対の電機子とを備え
たリニアモータにおいて、磁石板の両側で発生する2つ
の推力むらを相殺する方向に位相をずらすものであり、
これによって、リニアモータにおける推力むらを低減す
るものである。また、磁石片の磁極を磁石板の両側で位
相がずれるよう配置したり、1対の電機子の巻線の相順
をずらしたり、電機子に供給する電流の位相を調節する
ことによって、2つの推力むらの位相をずらすことがで
きる。
SUMMARY OF THE INVENTION A linear motor according to the present invention includes a magnet plate having magnet pieces extending on both sides thereof, and a pair of armatures which are provided between the magnet plates and move integrally. In the linear motor, the phase is shifted in a direction to cancel out the two thrust unevenness generated on both sides of the magnet plate,
Thereby, thrust unevenness in the linear motor is reduced. Further, by arranging the magnetic poles of the magnet pieces so that the phases are shifted on both sides of the magnet plate, shifting the phase sequence of the windings of the pair of armatures, and adjusting the phase of the current supplied to the armature, The phases of the two thrust irregularities can be shifted.

【0014】本発明のリニアモータは、1つの軸線方向
に多数の磁石片をその両側に延設する磁石板と、磁石板
の両面と作用空隙を介してそれぞれ対設され、磁石片に
よる磁界と電磁相互作用を行う巻線を有し、磁石板に対
して軸線方向に一体に可動する1対の電機子とを備えた
リニアモータにおいて、磁石板の両側の磁石片の磁極を
互いに位相をずらして配置するものであり、これによっ
て、1対の電機子と磁石板との間で発生する両推力むら
の位相をずらし、両推力むらを減少させるものである
(請求項1対応)。
The linear motor of the present invention has a magnet plate having a plurality of magnet pieces extending on both sides thereof in one axial direction, and a magnet plate which is provided opposite to both surfaces of the magnet plate via an action gap, and has a magnetic field generated by the magnet pieces. In a linear motor having a pair of armatures having windings for performing electromagnetic interaction and being integrally movable with respect to the magnet plate in the axial direction, the phases of the magnetic poles of the magnet pieces on both sides of the magnet plate are shifted from each other. With this arrangement, the phases of the two thrust unevennesses generated between the pair of armatures and the magnet plate are shifted to reduce the two thrust unevennesses (corresponding to claim 1).

【0015】また、本発明のリニアモータは、前記と同
様の構成のリニアモータにおいて、磁石板の両側の磁石
片の磁極を互いに位相をずらして配置し、さらに、1対
の電機子の巻線の相順を相互にずらすものであり、これ
によって、1対の電機子と磁石板との間で発生する両推
力むらの位相をずらし、両推力むらを減少させるもので
ある(請求項2対応)。
The linear motor according to the present invention is the linear motor having the same configuration as described above, wherein the magnetic poles of the magnet pieces on both sides of the magnet plate are arranged out of phase with each other, and a pair of armature windings is provided. Are shifted from each other, whereby the phases of the two thrust unevennesses generated between the pair of armatures and the magnet plate are shifted to reduce the two thrust unevennesses. ).

【0016】また、一方の磁石片の磁極と対向する電機
子との間の電磁相互作用で生じる推力むらと、他方の磁
石片の磁極と対向する電機子との間の電磁相互作用で生
じる推力むらを逆位相とするように磁極の位相を設定す
るものであり(請求項3対応)、さらに、この磁極の位
相を、一方の磁石片の磁極の他方の磁石片の磁極に対し
て、位相を1磁極の半分だけずらせる設定とするもので
ある(請求項4対応)。
Further, the thrust unevenness generated by the electromagnetic interaction between the magnetic pole of one magnet piece and the facing armature, and the thrust generated by the electromagnetic interaction between the magnetic pole of the other magnet piece and the facing armature. The phase of the magnetic pole is set so as to make the unevenness the opposite phase (corresponding to claim 3). Further, the phase of this magnetic pole is set to the phase of the magnetic pole of one magnet piece with respect to the magnetic pole of the other magnet piece. Is shifted by half of one magnetic pole (corresponding to claim 4).

【0017】本発明のリニアモータは、1つの軸線方向
に多数の磁石片をその両側に延設し、各側の磁極を互い
に位相をずらして配置する磁石板と、磁石板の両面と作
用空隙を介してそれぞれ対設され、磁石片による磁界と
電磁相互作用を行う巻線を有し、磁石板に対して軸線方
向に一体に可動する1対の電機子とを備えたリニアモー
タにおいて、1対の電機子に対して同相電流を供給し、
その電流の位相を、電流により一方の電機子巻線に生じ
る磁界と対向する磁石片による磁界との磁界の位相ずれ
の大きさと、電流により他方の電機子巻線に生じる磁界
と対向する磁石片による磁界との磁界の位相ずれの大き
さを同じくするよう制御するものであり、これによっ
て、1対の電機子と磁石板との間で発生する両推力むら
の位相をずらし、両推力むらを減少させるものである
(請求項5対応)。また、1対の電機子の巻線の相順を
相互にずらした構成のリニアモータについても、同様の
制御を行うことができる(請求項6対応)。
A linear motor according to the present invention has a magnet plate in which a large number of magnet pieces extend in one axial direction on both sides thereof, and the magnetic poles on each side are arranged out of phase with each other; And a pair of armatures, each of which has a pair of windings that perform electromagnetic interaction with a magnetic field generated by a magnet piece and are integrally movable with respect to the magnet plate in the axial direction. Supply a common mode current to the pair of armatures,
The phase of the current is determined by the magnitude of the phase difference between the magnetic field generated by the current and the magnetic field generated by the magnet piece facing one of the armature windings, and the magnet piece facing the magnetic field generated by the current in the other armature winding. This controls the magnitude of the phase shift between the magnetic field and the magnetic field caused by the same, thereby shifting the phases of the two thrust unevennesses generated between the pair of armatures and the magnet plate, thereby reducing the two thrust unevennesses. It is intended to reduce (corresponding to claim 5). The same control can be performed for a linear motor having a configuration in which the phase order of the windings of the pair of armatures is shifted from each other (corresponding to claim 6).

【0018】本発明のリニアモータは、前記方法を行う
リニアモータと同構成のリニアモータにおいて、1対の
電機子に対して異相電流を供給し、各電機子に供給する
電流の位相を、該電流により電機子巻線に生じる磁界と
対向する磁石片による磁界との磁界の位相が合うように
制御するものであり、これによって、1対の電機子と磁
石板との間で発生する両推力むらの位相をずらし、両推
力むらを減少させるものである(請求項7対応)。ま
た、1対の電機子の巻線の相順を相互にずらした構成の
リニアモータについても、同様の制御を行うことができ
る(請求項8対応)。
In the linear motor of the present invention, in a linear motor having the same configuration as the linear motor performing the above method, a different-phase current is supplied to a pair of armatures, and a phase of the current supplied to each armature is adjusted. The magnetic field generated in the armature winding by the current and the magnetic field generated by the facing magnet piece are controlled so that the phases of the magnetic fields coincide with each other, whereby both thrusts generated between the pair of armature and the magnet plate are controlled. The phase of the unevenness is shifted to reduce unevenness of both thrusts (corresponding to claim 7). Similar control can also be performed for a linear motor having a configuration in which the phase order of the windings of a pair of armatures is shifted from each other (corresponding to claim 8).

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。図1,図2は、本発明の
リニアモータの駆動させるための制御系統を説明するた
めのブロック図である。本発明のリニアモータは、1台
の磁極検出器から得られる1つの磁極位置信号を用い、
共通する1つの三相指令によって、複数台の永久磁石同
期式リニアモータを駆動する制御形態を前提としてい
る。図1,図2に示す制御系統図は、上記の制御形態の
一例である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 and 2 are block diagrams for explaining a control system for driving the linear motor of the present invention. The linear motor of the present invention uses one magnetic pole position signal obtained from one magnetic pole detector,
It is premised on a control mode in which a plurality of permanent magnet synchronous linear motors are driven by one common three-phase command. The control system diagrams shown in FIGS. 1 and 2 are an example of the above-described control mode.

【0020】図1に示す電流制御では、電流指令を三相
指令変換のブロック1でU相,V相,W相の三相指令に
変換し、各指令をそれぞれU相電流指令,V相電流指
令,W相電流指令のブロック2(図中では3相分のブロ
ックをまとめて1つのブロックで示している)に送っ
て、各相の電流指令を生成する。各相の電流指令は、各
相のアンプ3(図中では3相分のブロックをまとめて1
つのブロックで示している)で電流増幅し、複数台のリ
ニアモータ(第1リニアモータ4a,第2リニアモータ
4b)の各相のコイルに供給する。なお、各アンプ3で
は、電流フィードバックを行っている。また、複数台の
リニアモータ4a,4bのいずれか1台に設けられた磁
極検出器5によって磁極の位置を検出し、検出した磁極
位置を三相指令変換のブロック1にフィードバックして
いる。なお、図1中では複数台のリニアモータとして、
一例として第1リニアモータ4aと第2リニアモータ4
bの2台を示しているが、2台以上の任意の複数台とす
ることも可能である。
In the current control shown in FIG. 1, a current command is converted into a U-phase, V-phase, and W-phase three-phase command in a three-phase command conversion block 1, and each command is converted into a U-phase current command and a V-phase current command, respectively. Command and a W-phase current command are sent to a block 2 (three-phase blocks are collectively shown as one block in the figure) to generate a current command for each phase. The current command of each phase is indicated by the amplifier 3 of each phase (in FIG.
The current is amplified by a single block, and supplied to the coils of each phase of a plurality of linear motors (first linear motor 4a, second linear motor 4b). Each amplifier 3 performs current feedback. The position of the magnetic pole is detected by a magnetic pole detector 5 provided in one of the plurality of linear motors 4a and 4b, and the detected magnetic pole position is fed back to the three-phase command conversion block 1. In FIG. 1, as a plurality of linear motors,
As an example, a first linear motor 4a and a second linear motor 4
Although two devices b are shown, any number of two or more devices may be used.

【0021】上記した構成の制御系では、1台のアンプ
3によって複数台のリニアモータに駆動電流を供給する
ため、大容量のアンプが必要となる。
In the control system having the above-described configuration, since a single amplifier 3 supplies a drive current to a plurality of linear motors, a large-capacity amplifier is required.

【0022】また、図2に示す電流制御では、前記図1
に示した三相指令変換ブロック1と相電流指令ブロック
2とアンプ3とリニアモータ4の構成の系統(図2中の
破線で囲む系統a,b)を複数併設し、その内の1つの
系統中のリニアモータに設けた磁極検出器5から得られ
る1つの磁極位置信号を、複数の系統に共通して使用す
るものである。
In the current control shown in FIG.
A plurality of systems (systems a and b surrounded by broken lines in FIG. 2) having the configuration of the three-phase command conversion block 1, the phase current command block 2, the amplifier 3, and the linear motor 4 shown in FIG. One magnetic pole position signal obtained from the magnetic pole detector 5 provided in the inner linear motor is used in common for a plurality of systems.

【0023】図3は、前記した制御系統によってリニア
モータを駆動する場合の、本発明のリニアモータの第1
の形態を説明する図である。この第1の形態は、電機子
に同相の電流を供給する場合の制御例である。図3は、
リニアモータにおける固定磁極と電機子との配置を概略
的に示している。図3において、固定磁石板15の両側
に永久磁石13,14からなる磁石片の磁極の位相をず
らして配置し、これによって、固定磁極を構成してい
る。この磁極の位相ずれは、例えば、一方の磁石片の磁
極を他方の磁石片の磁極に対して、位相を1磁極の半分
だけずらせる。これによって、一組のN極とS極による
磁界の変化を360°とした場合、磁極は互に90°位
相がずれることになる。また、電機子11,12は、こ
の固定磁極を挟んだ両側に、コイル部が固定磁極の永久
磁石に対向するように近接して配置する。例えば、電機
子11は三相コイル(コイル11u,コイル11v,コ
イル11w)を備え、また、電機子12は三相コイル
(コイル12u,コイル12v,コイル12w)を備
え、両電機子の各相のコイルは同相が対向するよう配置
されている。なお、以下、電機子11側をA側,電機子
12側をB側として説明する。
FIG. 3 shows a first example of the linear motor of the present invention when the linear motor is driven by the control system described above.
FIG. The first mode is a control example in the case where an in-phase current is supplied to an armature. FIG.
3 schematically shows the arrangement of fixed magnetic poles and armatures in a linear motor. In FIG. 3, the magnetic poles of the magnet pieces composed of the permanent magnets 13 and 14 are arranged on both sides of the fixed magnet plate 15 with their phases shifted, thereby forming a fixed magnetic pole. This phase shift of the magnetic poles, for example, causes the magnetic poles of one magnet piece to be out of phase with the magnetic poles of the other magnet piece by half of one magnetic pole. Thus, if the change in the magnetic field due to a set of N and S poles is 360 °, the magnetic poles will be 90 ° out of phase with each other. The armatures 11 and 12 are arranged on both sides of the fixed magnetic pole so as to be close to each other so that the coil portion faces the permanent magnet of the fixed magnetic pole. For example, the armature 11 includes three-phase coils (coil 11u, coil 11v, and coil 11w), and the armature 12 includes three-phase coils (coil 12u, coil 12v, and coil 12w). Are arranged so that the same phase is opposed to each other. Hereinafter, the armature 11 side will be described as A side, and the armature 12 side will be described as B side.

【0024】前記図3に示したように、固定磁極の相互
の磁極を互いに1磁極の半分だけ,90°分位相をずら
して配置する構成とし、電機子に供給する電流の位相を
制御することにより、リニアモータにおける推力むらを
低減することができる。このリニアモータの推力むらに
ついて図4を用いて説明する。
As shown in FIG. 3, the magnetic poles of the fixed magnetic poles are arranged so as to be shifted by 90 ° from each other by a half of one magnetic pole to control the phase of the current supplied to the armature. Accordingly, it is possible to reduce thrust unevenness in the linear motor. The thrust unevenness of the linear motor will be described with reference to FIG.

【0025】図4(a),(b)は、図3に示す構成に
おいて、電機子11に対して最適な位相の電流を供給し
た場合において、A側における磁極と供給電流との位相
関係と、B側における磁極と供給電流との位相関係とを
それぞれ示している。一般に、モータの駆動力Fは、駆
動電流Iと,駆動電流と磁極の位相差εのコサインの値
の積に比例する(F=k×I×cosε)。なお、kは
比例定数とする。従って、図4(a)に示すA側では、
磁極と供給電流との位相差εは0°であるため、位相差
による駆動力の減少はない。これに対して、図4(b)
に示すB側では、A側と同相の電流を供給すると、磁極
と供給電流との位相差εは90°となるため、位相差に
よって駆動力は発生しないことになる。
FIGS. 4A and 4B show the phase relationship between the magnetic pole on the A side and the supply current when the current having the optimum phase is supplied to the armature 11 in the configuration shown in FIG. , B respectively show the phase relationship between the magnetic poles and the supply current. Generally, the driving force F of the motor is proportional to the product of the driving current I and the cosine value of the phase difference ε between the driving current and the magnetic pole (F = k × I × cos ε). Note that k is a proportional constant. Therefore, on the A side shown in FIG.
Since the phase difference ε between the magnetic pole and the supply current is 0 °, the driving force does not decrease due to the phase difference. On the other hand, FIG.
When a current having the same phase as that on the A side is supplied on the B side shown in FIG. 2, the phase difference ε between the magnetic pole and the supplied current becomes 90 °, so that no driving force is generated due to the phase difference.

【0026】そこで、本発明のリニアモータ制御の第1
の形態では、図4(c),(d)に示すように、電機子
に供給する電流の位相の調整を行う。第1の形態では、
両電機子に対して同相の電流を供給することを前提とす
るため、電機子11に対する供給電流の位相差εによっ
て生じる駆動力の減少と、電機子12に対する供給電流
の位相差εによって生じる駆動力の減少が同等となるよ
うに、両位相差εの分配を行う。この両位相差εの分配
は、磁極を90°ずらしたことによる位相差90°をそ
れぞれ45°ずつに分配することよって行う。図4
(c)に示すA側では、供給電流を磁極に対して−45
°位相をずらし、図4(d)に示すB側では、供給電流
を磁極に対して+45°位相をずらす制御を行う。これ
によって、cos(±45°)=0.707となるた
め、位相差εにより生じる駆動力の減少はほぼ30%程
度となる。
Therefore, the first linear motor control of the present invention
In the embodiment, as shown in FIGS. 4C and 4D, the phase of the current supplied to the armature is adjusted. In the first form,
Since it is assumed that an in-phase current is supplied to both armatures, the driving force generated by the phase difference ε of the current supplied to the armature 11 decreases, and the driving force generated by the phase difference ε of the current supplied to the armature 12 decreases. The two phase differences ε are distributed so that the reduction in force is equal. The distribution of the two phase differences ε is performed by distributing the 90 ° phase difference resulting from shifting the magnetic poles by 90 ° to 45 ° each. FIG.
On the A side shown in (c), the supply current is -45 with respect to the magnetic pole.
On the B side shown in FIG. 4D, control is performed to shift the supply current by + 45 ° with respect to the magnetic pole. As a result, cos (± 45 °) = 0.707, and the reduction in the driving force caused by the phase difference ε is approximately 30%.

【0027】図5は、この第1の形態の推力むらの状態
を説明するものであり、図5中(d)に示すにA側の推
力むらと図5(f)に示すにB側の推力むらとは、互い
に固定磁極の位相をずらした構成によって互いに位相が
逆となり、互いに相殺する方向となる。従って、両電機
子によって合成される推力の推力むらは、減少される。
FIG. 5 illustrates the state of the thrust unevenness in the first embodiment. The thrust unevenness on the A side shown in FIG. 5 (d) and the thrust unevenness on the B side shown in FIG. 5 (f). Thrust non-uniformity is a direction in which the phases of the fixed magnetic poles are opposite to each other due to a configuration in which the phases of the fixed magnetic poles are shifted from each other, and cancel each other. Therefore, the thrust unevenness of the thrust synthesized by both armatures is reduced.

【0028】従って、第1の形態では、固定磁極を磁極
を互いの位相をずらして配置する構成によって発生する
推力むらを減少させ、また、各電機子に供給する電流の
位相を、配置した相互の磁極の位相差に応じて制御する
ことによって電機子の駆動を可能とするとともに駆動力
の減少を少なくする。
Therefore, in the first embodiment, the thrust non-uniformity generated by the configuration in which the fixed magnetic poles are arranged with the magnetic poles shifted from each other is reduced, and the phase of the current supplied to each armature is changed. By controlling according to the phase difference between the magnetic poles, the armature can be driven and the reduction in the driving force is reduced.

【0029】図6は、前記した制御系統によってリニア
モータを駆動する場合の、本発明のリニアモータの第2
の形態を説明する図である。この第2の形態は、前記第
1の形態と同様に、電機子に同相の電流を供給する場合
の制御例である。図6は、リニアモータにおける固定磁
極と電機子との配置を概略的に示している。図6におい
て、固定磁石板15の両側に永久磁石13,14からな
る磁石片の磁極の位相をずらして配置し、これによっ
て、前記第1の形態と同様の固定磁極を構成している。
また、電機子11,12は、この固定磁極を挟んだ両側
に、コイル部が固定磁極の永久磁石に対向するように近
接して配置するとともに、そのコイルの相順をずらして
配置する。例えば、電機子11は三相コイル(コイル1
1u,コイル11v,コイル11w)を備え、また、電
機子12は三相コイル(コイル12u,コイル12v,
コイル12w)を備える。この電機子の三相コイルのい
ずれか一方のコイルの相順をずらして配置する。図6で
は、電機子12の各相のコイルの相順を120°分だけ
ずらし、電機子11のU相,V相,W相に対してW相,
U相,V相となるよう配置する。なお、以下、電機子1
1側をA側,電機子12側をB側として説明する。
FIG. 6 shows a second example of the linear motor according to the present invention when the linear motor is driven by the control system described above.
FIG. The second embodiment is a control example in the case where an in-phase current is supplied to the armature, as in the first embodiment. FIG. 6 schematically shows an arrangement of fixed magnetic poles and an armature in a linear motor. In FIG. 6, the magnetic poles of the magnet pieces including the permanent magnets 13 and 14 are arranged on both sides of the fixed magnet plate 15 with the phases thereof shifted from each other, thereby forming the same fixed magnetic pole as in the first embodiment.
Further, the armatures 11 and 12 are arranged on both sides of the fixed magnetic pole so as to be close to each other so that the coil portion faces the permanent magnet of the fixed magnetic pole, and are arranged so that the phase sequence of the coils is shifted. For example, the armature 11 is a three-phase coil (coil 1
1u, coil 11v, coil 11w), and the armature 12 has a three-phase coil (coil 12u, coil 12v,
Coil 12w). One of the three-phase coils of the armature is arranged with the phase sequence shifted. In FIG. 6, the phase sequence of the coils of each phase of the armature 12 is shifted by 120 °, and the W-phase, the V-phase and the W-phase of the
Arrange so as to be U-phase and V-phase. In the following, armature 1
A description will be given on the assumption that one side is the A side and the armature 12 side is the B side.

【0030】前記図6に示したように、固定磁極の相互
の磁極を互いに1磁極の半分だけ,90°分位相をずら
して配置する構成とし、さらに、電機子の一方の3相コ
イルの相順をずらす構成とし、電機子に供給する電流の
位相を制御することにより、リニアモータにおける推力
むらを低減することができる。このリニアモータの推力
むらについて図7を用いて説明する。
As shown in FIG. 6, the magnetic poles of the fixed magnetic poles are arranged so as to be shifted by 90 ° from each other by a half of one magnetic pole, and the phase of one of the three-phase coils of the armature is further shifted. By changing the order and controlling the phase of the current supplied to the armature, it is possible to reduce thrust unevenness in the linear motor. The thrust unevenness of the linear motor will be described with reference to FIG.

【0031】図7(a),(b)は、図6に示す構成に
おいて、電機子11に対して最適な位相の電流を供給し
た場合において、A側における磁極と供給電流との位相
関係と、B側における磁極と供給電流との位相関係とを
それぞれ示している。前記したように、モータの駆動力
Fは、駆動電流Iと,駆動電流と磁極の位相差εのコサ
インの値の積に比例する(F=k×I×cosε)関係
にある。従って、図7(a)に示すA側では、磁極と供
給電流との位相差εは0°であるため、位相差による駆
動力の減少はない。これに対して、図7(b)に示すB
側では、A側と同相の電流を供給すると、磁極と供給電
流との位相差εは−30°となり、B側の駆動力は約8
6%(=cos(−30°))となる。
FIGS. 7A and 7B show the phase relationship between the magnetic pole on the A side and the supply current when the current having the optimum phase is supplied to the armature 11 in the configuration shown in FIG. , B respectively show the phase relationship between the magnetic poles and the supply current. As described above, the driving force F of the motor has a relationship (F = k × I × cos ε) proportional to the product of the driving current I and the cosine value of the phase difference ε between the driving current and the magnetic pole. Therefore, on the A side shown in FIG. 7A, the phase difference ε between the magnetic pole and the supply current is 0 °, and therefore, the driving force does not decrease due to the phase difference. On the other hand, B shown in FIG.
Side, when a current in the same phase as the A side is supplied, the phase difference ε between the magnetic pole and the supplied current becomes −30 °, and the driving force on the B side is about 8 °.
6% (= cos (−30 °)).

【0032】なお、上記位相差ε=−30°は、固定磁
極側の磁極を90°だけ位相をずらした位相ずれ分と、
電機子のコイルの相順を−120°だけ位相をずらした
位相ずれ分との合計した位相ずれにより生じる。
The above-mentioned phase difference ε = −30 ° is the phase shift obtained by shifting the phase of the fixed magnetic pole by 90 °, and
This is caused by the total phase shift of the phase sequence of the armature coil and the phase shift obtained by shifting the phase by -120 °.

【0033】そこで、本発明のリニアモータ制御の第2
の形態では、図7(c),(d)に示すように、電機子
に供給する電流の位相の調整を行う。第2の形態では、
両電機子に対して同相の電流を供給することを前提とす
るため、電機子11に対する供給電流の位相差εによっ
て生じる駆動力の減少と、電機子12に対する供給電流
の位相差εによって生じる駆動力の減少が同等となるよ
うに、両位相差εの分配を行う。この両位相差εの分配
は、前記した合成位相差−30°をそれぞれ(+15
°)と(−15°)の15°ずつに分配することよって
行う。図7(c)に示すA側では、供給電流を磁極に対
して+15°位相をずらし、図7(d)に示すB側で
は、供給電流を磁極に対して−15°位相をずらす制御
を行う。これによって、cos(±15°)=0.96
6となるため、位相差εにより生じる駆動力の減少はほ
ぼ3%程度となる。
Therefore, the second embodiment of the linear motor control of the present invention
In the embodiment, as shown in FIGS. 7C and 7D, the phase of the current supplied to the armature is adjusted. In the second form,
Since it is assumed that an in-phase current is supplied to both armatures, the driving force generated by the phase difference ε of the current supplied to the armature 11 decreases, and the driving force generated by the phase difference ε of the current supplied to the armature 12 decreases. The two phase differences ε are distributed so that the reduction in force is equal. The distribution of the two phase differences ε is performed by subtracting the above-mentioned combined phase difference of −30 ° from each other by (+15
(°) and (−15 °). On the A side shown in FIG. 7C, the supply current is shifted by + 15 ° phase with respect to the magnetic pole, and on the B side shown in FIG. 7D, the supply current is shifted by -15 ° phase with respect to the magnetic pole. Do. Thus, cos (± 15 °) = 0.96
6, the reduction in the driving force caused by the phase difference ε is approximately 3%.

【0034】なお、図7(b),(d)では、電機子1
2側のコイルの相順をずらしているため、W相に対する
電流Iwを一点鎖線で示し、U相に対する電流Iuを実
線および破線で示している。
In FIGS. 7B and 7D, the armature 1
Since the phase order of the coils on the two sides is shifted, the current Iw for the W phase is indicated by a dashed line, and the current Iu for the U phase is indicated by a solid line and a broken line.

【0035】これによって、第2の形態においても、A
側の推力むらとB側の推力むらとは、互いに固定磁極の
位相をずらした構成によって互いに位相が逆となり、互
いに相殺する方向となる。従って、両電機子によって合
成される推力の推力むらは、減少される。
Thus, even in the second embodiment, A
The non-uniform thrust on the side and the non-uniform thrust on the B side have opposite phases due to the configuration in which the phases of the fixed magnetic poles are shifted from each other, and are in directions canceling each other. Therefore, the thrust unevenness of the thrust synthesized by both armatures is reduced.

【0036】従って、第2の形態では、固定磁極を磁極
を互いの位相をずらして配置する構成によって発生する
推力むらを減少させ、また、各電機子に供給する電流の
位相を、配置した相互の磁極の位相差に応じて制御する
ことによって電機子の駆動を可能とするとともに駆動力
の減少を少なくすることができ、さらに、電機子のコイ
ルの相順をずらす構成とすることによって、駆動力の減
少をさらに少なくすることができる。
Therefore, in the second embodiment, the non-uniform thrust generated by the configuration in which the fixed magnetic poles are arranged with the phases of the magnetic poles shifted from each other is reduced, and the phase of the current supplied to each armature is changed. By controlling according to the phase difference between the magnetic poles, it is possible to drive the armature and reduce the reduction of the driving force. The decrease in force can be further reduced.

【0037】前記した第1の形態および第2の形態は、
その制御系を前記図1,2に示すように、同相の電流を
複数のリニアモータのコイルに供給する形態である。こ
れに対して、次に複数のリニアモータのコイルに異相の
電流を供給する第3の形態について説明する。
The above-described first and second embodiments are:
As shown in FIGS. 1 and 2, the control system is configured to supply an in-phase current to coils of a plurality of linear motors. On the other hand, a third mode for supplying out-of-phase currents to coils of a plurality of linear motors will be described next.

【0038】本発明の第3の形態では、複数のリニアモ
ータのコイルに異相の電流を供給するために、例えば図
8に示す制御系を構成し、これによって、各コイルに対
応した互いの相の異なる電流供給の制御を行う。
In the third embodiment of the present invention, for example, a control system shown in FIG. 8 is configured to supply currents of different phases to the coils of a plurality of linear motors. Of different current supply.

【0039】図8に示す電流制御では、相電流指令ブロ
ック2とアンプ3とリニアモータ4の構成の制御系統
(図2中の破線で囲む系統a,b)を複数併設し、その
内の1つの制御系統にのみ三相指令変換ブロック1と磁
極検出器5を設ける構成であり、1つの三相指令変換ブ
ロック1によって生成した三相指令を各制御系統の相電
流指令ブロック2(第1相電流指令ブロック2a,第2
相電流指令ブロック2b)に供給するものであり、さら
に、各相電流指令ブロック2と各アンプ3(第1アンプ
3a,第2アンプ3b)との間に位相シフトブロック6
(第1位相シフト6a,第2位相シフト6b)を設け
る。この位相シフトブロック6は、相電流指令ブロック
2で形成した相電流指令の位相を調整して、アンプ3に
供給するものであり、これによって、各リニアモータに
供給する電流を個別に位相制御し、異なる位相の電流供
給を行うことができる。
In the current control shown in FIG. 8, a plurality of control systems (systems a and b surrounded by broken lines in FIG. 2) having the phase current command block 2, the amplifier 3, and the linear motor 4 are provided. The three-phase command conversion block 1 and the magnetic pole detector 5 are provided only in one control system, and the three-phase commands generated by one three-phase command conversion block 1 are transmitted to the phase current command blocks 2 (the first phase) of each control system. Current command block 2a, second
The phase shift block 6 is supplied between each phase current command block 2 and each amplifier 3 (first amplifier 3a, second amplifier 3b).
(A first phase shift 6a and a second phase shift 6b). The phase shift block 6 adjusts the phase of the phase current command formed by the phase current command block 2 and supplies the same to the amplifier 3, thereby individually controlling the phase of the current supplied to each linear motor. , Different phases of current can be supplied.

【0040】この第3の形態を、前記図3に示す構成の
リニアモータに適用した場合について、図4(e),
(f)を用いて説明する。図4(e)は、A側の電機子
に対して位相シフトブロック6によって、磁極の位相と
対応してその位相差εが0°となるように電流供給を制
御した場合である。これによって、リニアモータの正常
な駆動を行って位相差に基づく駆動力の減少を防止する
ことができる。また、図4(f)は、B側の電機子に対
して位相シフトブロック6によって、磁極の位相と対応
してその位相差εが0°となるように電流供給を制御し
た場合である。位相シフトブロック6は、A側に供給す
る電流に対して90°位相を遅らせる位相制御を行いた
電流を供給する。これによって、B側においてもリニア
モータの正常な駆動を行って位相差に基づく駆動力の減
少を防止することができる。
FIG. 4E shows a case where the third embodiment is applied to the linear motor having the structure shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 4E shows a case where the current supply to the armature on the A side is controlled by the phase shift block 6 so that the phase difference ε thereof becomes 0 ° corresponding to the phase of the magnetic pole. This makes it possible to perform normal driving of the linear motor and prevent a reduction in driving force based on the phase difference. FIG. 4F shows a case where the current supply to the B-side armature is controlled by the phase shift block 6 so that the phase difference ε thereof becomes 0 ° corresponding to the phase of the magnetic pole. The phase shift block 6 supplies a current that has been subjected to phase control to delay the phase supplied by 90 ° with respect to the current supplied to the A side. This makes it possible to perform normal driving of the linear motor also on the B side and prevent a decrease in driving force based on the phase difference.

【0041】さらに、図7(e),(f)は、第3の形
態を、前記図6に示す構成のリニアモータに適用した場
合を説明する図である。図7(e)は、A側の電機子に
対して位相シフトブロック6によって、磁極の位相と対
応してその位相差εが0°となるように電流供給を制御
した場合である。これによって、リニアモータの正常な
駆動を行って位相差に基づく駆動力の減少を防止するこ
とができる。また、図7(f)は、B側の電機子に対し
て位相シフトブロック6によって、磁極の位相と対応し
てその位相差εが0°となるように電流供給を制御した
場合である。位相シフトブロック6は、A側に供給する
電流に対して位相を遅らせる位相制御を行いた電流を供
給する。なお、電機子12側のコイルは相順をずらして
いるため、A側に供給する電流に対して30°ずらした
位相制御を行うことになる。これによって、B側におい
てもリニアモータの正常な駆動を行って位相差に基づく
駆動力の減少を防止することができる。
FIGS. 7 (e) and 7 (f) are diagrams illustrating a case where the third embodiment is applied to the linear motor having the configuration shown in FIG. FIG. 7E shows the case where the current supply is controlled by the phase shift block 6 for the armature on the A side so that the phase difference ε thereof becomes 0 ° corresponding to the phase of the magnetic pole. This makes it possible to perform normal driving of the linear motor and prevent a reduction in driving force based on the phase difference. FIG. 7F shows a case where the current supply to the B-side armature is controlled by the phase shift block 6 so that the phase difference ε thereof becomes 0 ° corresponding to the phase of the magnetic pole. The phase shift block 6 supplies a current that has been subjected to phase control to delay the phase of the current supplied to the A side. Since the phase sequence of the coil on the armature 12 side is shifted, the phase control is performed by shifting the current supplied to the A side by 30 °. This makes it possible to perform normal driving of the linear motor also on the B side and prevent a decrease in driving force based on the phase difference.

【0042】なお、図7(f)では、電機子12側のコ
イルの相順をずらしているため、W相に対する電流Iw
を一点鎖線で示し、U相に対する電流Iuを破線で示し
ている。
In FIG. 7 (f), since the phase order of the coils on the armature 12 side is shifted, the current Iw for the W phase is changed.
Is indicated by a dashed line, and the current Iu for the U phase is indicated by a broken line.

【0043】以下、本発明のリニアモータおよび制御方
法による実施の結果例を説明する。図9〜図12は、送
り速度12000mm/minでリニアモータを駆動し
た場合の推力と速度の一実施例であり、図9,図10は
固定磁極の磁極の位相をずらさない従来構成による推力
および速度を示し、図11,図12は固定磁極の磁極の
位相をずらした本発明の構成による推力および速度を示
している。なお、図11,12では、固定磁石の1磁極
の半分だけずらした場合の例である。
Hereinafter, an example of the result of implementation by the linear motor and the control method of the present invention will be described. 9 to 12 show one embodiment of the thrust and the speed when the linear motor is driven at a feed speed of 12000 mm / min. FIGS. 9 and 10 show the thrust and the conventional configuration in which the phases of the fixed magnetic poles are not shifted. FIG. 11 and FIG. 12 show the thrust and the speed according to the configuration of the present invention in which the phases of the fixed magnetic poles are shifted. FIGS. 11 and 12 show examples in which the magnetic poles are shifted by half of one magnetic pole of the fixed magnet.

【0044】図9に示すように従来の構成のリニアモー
タでは、推力の振れ幅は14.3Nであるのに対して、
図11に示すように本発明の構成のリニアモータでは、
推力の振れ幅は5.6Nとなり、本発明によるリニアモ
ータの構成によって、推力むらが減少する効果を確認す
ることができる。
As shown in FIG. 9, in the linear motor having the conventional configuration, the amplitude of the thrust is 14.3 N,
As shown in FIG. 11, in the linear motor having the configuration of the present invention,
The amplitude of the thrust is 5.6 N, and the effect of reducing the uneven thrust can be confirmed by the configuration of the linear motor according to the present invention.

【0045】また、図10に示すように従来の構成のリ
ニアモータでは、速度の振れ幅は55.3mm/min
であるのに対して、図12に示すように本発明の構成の
リニアモータでは、速度の振れ幅は13.8mm/mi
nとなり、本発明によるリニアモータの構成によって、
速度むらについても減少する効果を確認することができ
る。
Further, as shown in FIG. 10, in the linear motor having the conventional configuration, the fluctuation width of the speed is 55.3 mm / min.
On the other hand, as shown in FIG. 12, in the linear motor having the configuration of the present invention, the fluctuation in speed is 13.8 mm / mi.
n, and by the configuration of the linear motor according to the present invention,
The effect of reducing the uneven speed can be confirmed.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リニアモータにおける推力むらを低減することができ
る。
As described above, according to the present invention,
Thrust unevenness in the linear motor can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のリニアモータの駆動させるための制御
系統を説明するためのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram for explaining a control system for driving a linear motor according to the present invention.

【図2】本発明のリニアモータの駆動させるための他の
制御系統を説明するためのブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram for explaining another control system for driving the linear motor of the present invention.

【図3】本発明のリニアモータの第1の形態を説明する
図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a first embodiment of the linear motor of the present invention.

【図4】本発明の第1の形態での磁極と供給電流との関
係を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a relationship between a magnetic pole and a supply current according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の形態の推力むらの状態を説明す
る図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a state of thrust unevenness according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の形態での磁極と供給電流との関
係を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a relationship between a magnetic pole and a supply current according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の形態の推力むらの状態を説明す
る図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a state of uneven thrust according to the second embodiment of the present invention.

【図8】本発明のリニアモータの駆動させるための別の
制御系統を説明するためブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram for explaining another control system for driving the linear motor of the present invention.

【図9】従来のリニアモータによる推力特性図である。FIG. 9 is a thrust characteristic diagram of a conventional linear motor.

【図10】従来のリニアモータによる速度特性図であ
る。
FIG. 10 is a speed characteristic diagram of a conventional linear motor.

【図11】本発明のリニアモータによる推力特性図であ
る。
FIG. 11 is a thrust characteristic diagram of the linear motor of the present invention.

【図12】本発明のリニアモータによる速度特性図であ
る。
FIG. 12 is a speed characteristic diagram by the linear motor of the present invention.

【図13】リニアモータの概略斜視図である。FIG. 13 is a schematic perspective view of a linear motor.

【図14】リニアモータの従来の制御系統図である。FIG. 14 is a conventional control system diagram of a linear motor.

【図15】リニアモータの従来の他の制御系統図であ
る。
FIG. 15 is another control system diagram of a conventional linear motor.

【図16】リニアモータにおける固定磁極と電機子との
配置を説明する図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating an arrangement of fixed magnetic poles and an armature in a linear motor.

【図17】リニアモータの推力むらを説明する図であ
る。
FIG. 17 is a diagram illustrating thrust unevenness of a linear motor.

【図18】リニアモータの推力むらを説明する図であ
る。
FIG. 18 is a diagram illustrating thrust unevenness of a linear motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 三相指令変換ブロック 2,2a,2b 相電流指令ブロック 3,3a,3b アンプ 4,4a,4b リニアモータ 5 磁極検出器 6,6a,6b 位相シフト 11,12 電機子 11u,11v,11w,12u,12v,12w コ
イル 13,14 永久磁石 15 固定磁石板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Three phase command conversion block 2, 2a, 2b Phase current command block 3, 3a, 3b Amplifier 4, 4a, 4b Linear motor 5 Magnetic pole detector 6, 6a, 6b Phase shift 11, 12 Armature 11u, 11v, 11w, 12u, 12v, 12w Coil 13, 14 Permanent magnet 15 Fixed magnet plate

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1つの軸線方向に多数の磁石片をその両
側に延設する磁石板と、該磁石板の両面と作用空隙を介
してそれぞれ対設され、該磁石片による磁界と電磁相互
作用を行う巻線を有し、磁石板に対して軸線方向に一体
に可動する1対の電機子とを備えたリニアモータにおい
て、前記磁石板の両側の磁石片は、その磁極を互いに位
相をずらして配置することを特徴とするリニアモータ。
1. A magnet plate having a large number of magnet pieces extending on both sides thereof in one axial direction, opposed to both sides of the magnet plate via an action gap, and a magnetic field and electromagnetic interaction by the magnet pieces. And a pair of armatures that are integrally movable in the axial direction with respect to the magnet plate, wherein the magnet pieces on both sides of the magnet plate shift their magnetic poles out of phase with each other. A linear motor characterized by being arranged in a vertical position.
【請求項2】 1つの軸線方向に多数の磁石片をその両
側に延設する磁石板と、該磁石板の両面と作用空隙を介
してそれぞれ対設され、該磁石片による磁界と電磁相互
作用を行う巻線を有し、磁石板に対して軸線方向に一体
に可動する1対の電機子とを備えたリニアモータにおい
て、前記磁石板の両側の磁石片は、その磁極を互いに位
相をずらして配置し、前記1対の電機子の巻線の相順を
相互にずらすことを特徴とするリニアモータ。
2. A magnet plate having a large number of magnet pieces extending on both sides thereof in one axial direction, and opposed to both sides of the magnet plate via an action gap, and a magnetic field and electromagnetic interaction by the magnet pieces are provided. And a pair of armatures that are integrally movable in the axial direction with respect to the magnet plate, wherein the magnet pieces on both sides of the magnet plate shift their magnetic poles out of phase with each other. Wherein the phase sequence of the windings of the pair of armatures is shifted from each other.
【請求項3】 前記磁極の位相ずれは、一方の磁石片の
磁極と対向する電機子との間の電磁相互作用で生じる推
力むらと、他方の磁石片の磁極と対向する電機子との間
の電磁相互作用で生じる推力むらを逆位相とすることを
特徴とする請求項1,又は2記載のリニアモータ。
3. The phase shift of the magnetic pole is caused by a thrust unevenness generated by an electromagnetic interaction between the magnetic pole of one magnet piece and the armature facing the armature and the armature facing the magnetic pole of the other magnet piece. 3. A linear motor according to claim 1, wherein the thrust non-uniformity generated by the electromagnetic interaction is reversed in phase.
【請求項4】 一方の磁石片の磁極を他方の磁石片の磁
極に対して、位相を1磁極の半分だけずらせることを特
徴とする請求項1,又は2記載のリニアモータ。
4. The linear motor according to claim 1, wherein the phase of the magnetic pole of one of the magnet pieces is shifted from the magnetic pole of the other magnet piece by a half of one magnetic pole.
【請求項5】 1つの軸線方向に多数の磁石片をその両
側に延設し、各側の磁極を互いに位相をずらして配置す
る磁石板と、該磁石板の両面と作用空隙を介してそれぞ
れ対設され、該磁石片による磁界と電磁相互作用を行う
巻線を有し、磁石板に対して軸線方向に一体に可動する
1対の電機子とを備えたリニアモータにおいて、1対の
電機子に対して同相電流を供給し、前記電流の位相を、
電流により一方の電機子巻線に生じる磁界と対向する磁
石片による磁界との磁界の位相ずれの大きさと、電流に
より他方の電機子巻線に生じる磁界と対向する磁石片に
よる磁界との磁界の位相ずれの大きさを同じくするよう
制御することを特徴とするリニアモータの制御方法。
5. A magnet plate in which a large number of magnet pieces are extended on both sides in one axial direction, and the magnetic poles on each side are arranged out of phase with each other; A pair of armatures having a pair of armatures having a pair of windings for performing electromagnetic interaction with a magnetic field generated by the magnet pieces and being integrally movable with respect to the magnet plate in the axial direction; To supply a common-mode current to the
The magnitude of the phase shift between the magnetic field generated in one armature winding by the current and the magnetic field generated by the facing magnet piece and the magnetic field generated by the magnetic field generated by the facing magnet piece and the magnetic field generated in the other armature winding by the current A method for controlling a linear motor, wherein the magnitude of a phase shift is controlled to be equal.
【請求項6】 前記1対の電機子は、巻線の相順を相互
にずらすことを特徴とする請求項5記載のリニアモータ
の制御方法。
6. The linear motor control method according to claim 5, wherein the pair of armatures shift the phase sequence of windings from each other.
【請求項7】 1つの軸線方向に多数の磁石片をその両
側に延設し、各側の磁極を互いに位相をずらして配置す
る磁石板と、該磁石板の両面と作用空隙を介してそれぞ
れ対設され、該磁石片による磁界と電磁相互作用を行う
巻線を有し、磁石板に対して軸線方向に一体に可動する
1対の電機子とを備えたリニアモータにおいて、1対の
電機子に対して異相電流を供給し、各電機子に供給する
電流の位相を、該電流により電機子巻線に生じる磁界と
対向する磁石片による磁界との磁界の位相が合うように
制御することを特徴とするリニアモータの制御方法。
7. A magnet plate in which a large number of magnet pieces are extended on both sides in one axial direction, and the magnetic poles on each side are arranged out of phase with each other; A pair of armatures having a pair of armatures having a pair of windings for performing electromagnetic interaction with a magnetic field generated by the magnet pieces and being integrally movable with respect to the magnet plate in the axial direction; Supplying an out-of-phase current to the armature, and controlling the phase of the current supplied to each armature so that the magnetic field generated in the armature winding by the current and the magnetic field generated by the facing magnet piece are in phase with each other. A method for controlling a linear motor, comprising:
【請求項8】 前記1対の電機子は、巻線の相順を相互
にずらすことを特徴とする請求項7記載のリニアモータ
の制御方法。
8. The linear motor control method according to claim 7, wherein the pair of armatures shifts a phase sequence of windings from each other.
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