JP2002247886A - リニアモータの制御方法 - Google Patents
リニアモータの制御方法Info
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- JP2002247886A JP2002247886A JP2001043496A JP2001043496A JP2002247886A JP 2002247886 A JP2002247886 A JP 2002247886A JP 2001043496 A JP2001043496 A JP 2001043496A JP 2001043496 A JP2001043496 A JP 2001043496A JP 2002247886 A JP2002247886 A JP 2002247886A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可動子がストローク端にある場合でも安全
に、かつ正確に磁極検出を行える位置まで自動的にリニ
アモータの可動子を移動させるリニアモータの制御方法
を提供する。 【解決手段】 可動子３が固定子４に対して直線的に相
対運動する区間を定めるストッパ６１，６２と、ストッ
パより内側に可動子３の移動を禁止する信号を発信する
リミットスイッチ５１，５２と、可動子３の固定子４に
対する位置を検出する位置検出器２を備え、リニアモー
タを電源投入直後磁極検出し制御するリニアモータの制
御方法において、磁極検出前および磁極検出中にリミッ
トスイッチの信号を認識し、可動子３がストローク端に
あると判断した場合、推力指令によりストローク中央方
向へ可動子３を移動させ、リミットスイッチからの移動
量が、磁極検出に十分となるまで、固定位相角を順次更
新し、ストローク中央方向への移動を繰り返すようにし
た。
に、かつ正確に磁極検出を行える位置まで自動的にリニ
アモータの可動子を移動させるリニアモータの制御方法
を提供する。 【解決手段】 可動子３が固定子４に対して直線的に相
対運動する区間を定めるストッパ６１，６２と、ストッ
パより内側に可動子３の移動を禁止する信号を発信する
リミットスイッチ５１，５２と、可動子３の固定子４に
対する位置を検出する位置検出器２を備え、リニアモー
タを電源投入直後磁極検出し制御するリニアモータの制
御方法において、磁極検出前および磁極検出中にリミッ
トスイッチの信号を認識し、可動子３がストローク端に
あると判断した場合、推力指令によりストローク中央方
向へ可動子３を移動させ、リミットスイッチからの移動
量が、磁極検出に十分となるまで、固定位相角を順次更
新し、ストローク中央方向への移動を繰り返すようにし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータの制
御方法に関し、特にポールセンサ等の磁極位置検出器を
具備しないリニアモータの制御方法に関する。
御方法に関し、特にポールセンサ等の磁極位置検出器を
具備しないリニアモータの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁極位置検出器を具備しない磁極検出方
法として、特開平８−１８２３９９号公報に「同期電動
機の界磁極位置補正方法」が開示されている。この界磁
極位置補正方法は、同期電動機をベクトル制御する場合
に、電動機の回転量（移動量）を少なく、かつ精度を落
とさずに電流位相の補正量を求めることを目的としてい
て、同期電動機の界磁極位置補正方法としてはその目的
を十分達成している。しかし、リニアモータの制御方法
として、この磁極検出方法は、リニアモータの実際の動
きを検出しながら磁極検出を行うため、リニアモータ
の可動子がストローク端に位置する場合、ストッパと
可動子が接触している場合、精度の良い磁極検出をする
ことができない。これらの場合、従来は手動、または他
の機構を利用して初期磁極検出に影響のでない位置まで
可動子を移動させてから磁極検出を開始するという方法
を取っていた。このような方法では、真空槽等のシステ
ムによっては、多くの時間とコストと労力を要する場合
があった。
法として、特開平８−１８２３９９号公報に「同期電動
機の界磁極位置補正方法」が開示されている。この界磁
極位置補正方法は、同期電動機をベクトル制御する場合
に、電動機の回転量（移動量）を少なく、かつ精度を落
とさずに電流位相の補正量を求めることを目的としてい
て、同期電動機の界磁極位置補正方法としてはその目的
を十分達成している。しかし、リニアモータの制御方法
として、この磁極検出方法は、リニアモータの実際の動
きを検出しながら磁極検出を行うため、リニアモータ
の可動子がストローク端に位置する場合、ストッパと
可動子が接触している場合、精度の良い磁極検出をする
ことができない。これらの場合、従来は手動、または他
の機構を利用して初期磁極検出に影響のでない位置まで
可動子を移動させてから磁極検出を開始するという方法
を取っていた。このような方法では、真空槽等のシステ
ムによっては、多くの時間とコストと労力を要する場合
があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、リ
ニアモータの可動子が固定子のストローク端に位置する
場合、ストッパと可動子が接触している場合、共に精
度良く磁極検出ができるところまで手動もしくは、他の
機構を使用して可動子を移動させ、磁極検出を開始しな
ければならなかった。
ニアモータの可動子が固定子のストローク端に位置する
場合、ストッパと可動子が接触している場合、共に精
度良く磁極検出ができるところまで手動もしくは、他の
機構を使用して可動子を移動させ、磁極検出を開始しな
ければならなかった。
【０００４】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、手動もしくは他の機構を使用せず可動
子がストローク端にある場合でも安全に、かつ正確に磁
極検出を行える位置まで自動的にリニアモータの可動子
を移動させることが可能なリニアモータの制御方法を提
供することを目的とする。
れたものであり、手動もしくは他の機構を使用せず可動
子がストローク端にある場合でも安全に、かつ正確に磁
極検出を行える位置まで自動的にリニアモータの可動子
を移動させることが可能なリニアモータの制御方法を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の本発明は、等間隔で配置された複数の界
磁磁極と、該界磁磁極と空隙を介して配置された電機子
巻線を有する電機子とを備え、該界磁磁極と該電機子の
何れか一方を固定子に、他方を可動子としてリニアモー
タを構成し、該固定子の両端に該可動子が直線的に相対
運動する区間を定めるストッパを設け、該ストッパより
内側に該可動子の移動を禁止する信号を発信するリミッ
トスイッチを設け、該可動子の該固定子に対する位置を
検出する位置検出器を具備し、該リニアモータを電源投
入直後磁極検出し制御するリニアモータの制御方法にお
いて、磁極検出前および磁極検出中にリミットスイッチ
の信号を認識し、可動子が該固定子のストローク端にあ
ると判断した場合、推力指令によりストローク中央方向
へ可動子を移動させ、リミットスイッチからの移動量
が、磁極検出に十分となるまで、リニアモータに印加す
る電流の固定位相角を順次更新し、ストローク中央方向
への移動を繰り返すことを特徴とする。
に、請求項１の本発明は、等間隔で配置された複数の界
磁磁極と、該界磁磁極と空隙を介して配置された電機子
巻線を有する電機子とを備え、該界磁磁極と該電機子の
何れか一方を固定子に、他方を可動子としてリニアモー
タを構成し、該固定子の両端に該可動子が直線的に相対
運動する区間を定めるストッパを設け、該ストッパより
内側に該可動子の移動を禁止する信号を発信するリミッ
トスイッチを設け、該可動子の該固定子に対する位置を
検出する位置検出器を具備し、該リニアモータを電源投
入直後磁極検出し制御するリニアモータの制御方法にお
いて、磁極検出前および磁極検出中にリミットスイッチ
の信号を認識し、可動子が該固定子のストローク端にあ
ると判断した場合、推力指令によりストローク中央方向
へ可動子を移動させ、リミットスイッチからの移動量
が、磁極検出に十分となるまで、リニアモータに印加す
る電流の固定位相角を順次更新し、ストローク中央方向
への移動を繰り返すことを特徴とする。
【０００６】また、請求項２の本発明は、請求項１記載
のリニアモータの制御方法において、固定位相角の更新
は、第一の固定位相角αでの移動中、もしくは移動後移
動方向がストローク端方向であり、または、ストッパと
接触していると判断した場合、第一の固定位相角αにπ
を加算し、正側リミットスイッチからストローク中央方
向に移動させる場合、第一の固定位相角αに０からπの
範囲にあるβを減算し、負側リミットスイッチからスト
ローク中央方向に移動させる場合、第一の固定位相角α
に０からπの範囲にあるβを加算し、各々算出した位相
角を第二の固定位相角とし、以後可動子の移動状態によ
り順次更新する。
のリニアモータの制御方法において、固定位相角の更新
は、第一の固定位相角αでの移動中、もしくは移動後移
動方向がストローク端方向であり、または、ストッパと
接触していると判断した場合、第一の固定位相角αにπ
を加算し、正側リミットスイッチからストローク中央方
向に移動させる場合、第一の固定位相角αに０からπの
範囲にあるβを減算し、負側リミットスイッチからスト
ローク中央方向に移動させる場合、第一の固定位相角α
に０からπの範囲にあるβを加算し、各々算出した位相
角を第二の固定位相角とし、以後可動子の移動状態によ
り順次更新する。
【０００７】また、請求項３の本発明は、請求項２記載
のリニアモータの制御方法において、固定位相角の更新
において、加減算するβ（０＜β＜π）は、リニアモー
タの案内機構による摩擦等の外乱の大小により決定す
る。
のリニアモータの制御方法において、固定位相角の更新
において、加減算するβ（０＜β＜π）は、リニアモー
タの案内機構による摩擦等の外乱の大小により決定す
る。
【０００８】さらに、請求項４の本発明は、請求項１〜
３の何れかに記載のリニアモータにおいて、推力指令
は、第一の目標値まで単調増加した後、第二の目標値ま
で一定値とする。
３の何れかに記載のリニアモータにおいて、推力指令
は、第一の目標値まで単調増加した後、第二の目標値ま
で一定値とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００１０】図１は、本発明が適用されるムービングマ
グネット型、もしくはムービングコイル型のリニアモー
タの駆動装置の１つの実施形態における概略構成を示す
図である。
グネット型、もしくはムービングコイル型のリニアモー
タの駆動装置の１つの実施形態における概略構成を示す
図である。
【００１１】リニアモータの駆動装置は、制御回路部１
１とパワー変換部１２を含む制御装置１と、制御装置１
の変換パワー出力により固定子４に沿って相対運動する
可動子３と、可動子３の固定子４に対する位置を検出す
る位置検出器２と、定められたストロークを有する固定
子４と、固定子４の両端に可動子３が直線的に相対運動
する区間を定める＋側ストッパ６１と、−側ストッパ６
２と、ストッパより内側に可動子３の移動を禁止する信
号を発信する＋側リミットスイッチ５１と、−側リミッ
トスイッチ５２とを備えている。
１とパワー変換部１２を含む制御装置１と、制御装置１
の変換パワー出力により固定子４に沿って相対運動する
可動子３と、可動子３の固定子４に対する位置を検出す
る位置検出器２と、定められたストロークを有する固定
子４と、固定子４の両端に可動子３が直線的に相対運動
する区間を定める＋側ストッパ６１と、−側ストッパ６
２と、ストッパより内側に可動子３の移動を禁止する信
号を発信する＋側リミットスイッチ５１と、−側リミッ
トスイッチ５２とを備えている。
【００１２】可動子３はムービングマグネット型であっ
ても良いしムービングコイル型であっても良い。可動子
３がムービングマグネット型であれば、固定子４は等間
隔に配置された複数の電機子巻線を備えたものとし、ま
た、可動子３がムービングコイル型であれば、固定子４
は等間隔に並べて配置された複数の界磁磁極を備えたも
のとする。なお、可動子と固定子は空隙を有して対向配
置される。
ても良いしムービングコイル型であっても良い。可動子
３がムービングマグネット型であれば、固定子４は等間
隔に配置された複数の電機子巻線を備えたものとし、ま
た、可動子３がムービングコイル型であれば、固定子４
は等間隔に並べて配置された複数の界磁磁極を備えたも
のとする。なお、可動子と固定子は空隙を有して対向配
置される。
【００１３】ここでは、図１のリニアモータの可動子３
が固定子４上を左から右に移動した場合を正方向に移動
したとし、電気位相角を０から＋πへと変化させると正
方向に可動子３が移動するとする。
が固定子４上を左から右に移動した場合を正方向に移動
したとし、電気位相角を０から＋πへと変化させると正
方向に可動子３が移動するとする。
【００１４】次に本発明の実施例の動作について図面を
参照して詳細に説明する。図２は本発明の実施例の実施
形態のフローチャートである。図の処理手順に従って説
明する。
参照して詳細に説明する。図２は本発明の実施例の実施
形態のフローチャートである。図の処理手順に従って説
明する。
【００１５】（処理１） 初期値を設定する。すなわ
ち、最大指令推力をｆmax、＋側リミットスイッチ５１
もしくは−側リミットスイッチ５２から精度良く磁極検
出できる位置までの距離をＸmax、可動子３が停止して
いる時の位置の揺らぎをＸspan、推力指令がｆmaxにな
るまでの所要時間をｔ１max、リニアモータに印加する
電流の固定位相角をγ（＝α）、＋側リミットスイッチ
５１もしくは−側リミットスイッチ５２から可動子３が
ストローク中央部方向に移動した積算移動距離をＸ０、
位相補正回数をｊ、判定フラグＦＬＧ１、ＦＬＧ２，Ｆ
ＬＧ３＝０、時間ｔ＝−ｍ＊Δｔとする。ただしΔｔは
時間の刻み、ｍは正の整数である。時間ｔは、推力指令
ｆ（ｔ）の計算等の処理の基準時間である。またｔ３は
推力指令（ｆ max）して可動子３が安定点に十分移動で
きる時間である。このように設定し（処理２）に進む。 （処理２） 後述の処理で推力指令ｆ（ｔ）を計算し、
（処理３）に進む。 （処理３） 時間を判定する。ｔ＜０の場合、すなわち
可動子３に推力指令ｆ（ｔ）が出される以前であれば
（処理４）に進む。０≦ｔ＜ｔ３の場合、すなわち可動
子３に推力指令ｆ（ｔ）が出されている状態であれば
（処理９）に進む。ｔ＝ｔ３の場合、すなわち推力指令
ｆ（ｔ）が出力し終り０になれば（処理１８）に進む。
ち、最大指令推力をｆmax、＋側リミットスイッチ５１
もしくは−側リミットスイッチ５２から精度良く磁極検
出できる位置までの距離をＸmax、可動子３が停止して
いる時の位置の揺らぎをＸspan、推力指令がｆmaxにな
るまでの所要時間をｔ１max、リニアモータに印加する
電流の固定位相角をγ（＝α）、＋側リミットスイッチ
５１もしくは−側リミットスイッチ５２から可動子３が
ストローク中央部方向に移動した積算移動距離をＸ０、
位相補正回数をｊ、判定フラグＦＬＧ１、ＦＬＧ２，Ｆ
ＬＧ３＝０、時間ｔ＝−ｍ＊Δｔとする。ただしΔｔは
時間の刻み、ｍは正の整数である。時間ｔは、推力指令
ｆ（ｔ）の計算等の処理の基準時間である。またｔ３は
推力指令（ｆ max）して可動子３が安定点に十分移動で
きる時間である。このように設定し（処理２）に進む。 （処理２） 後述の処理で推力指令ｆ（ｔ）を計算し、
（処理３）に進む。 （処理３） 時間を判定する。ｔ＜０の場合、すなわち
可動子３に推力指令ｆ（ｔ）が出される以前であれば
（処理４）に進む。０≦ｔ＜ｔ３の場合、すなわち可動
子３に推力指令ｆ（ｔ）が出されている状態であれば
（処理９）に進む。ｔ＝ｔ３の場合、すなわち推力指令
ｆ（ｔ）が出力し終り０になれば（処理１８）に進む。
【００１６】（処理４） 現在の可動子３の位置でリミ
ットスイッチが作動しているか否かを判定する。リミッ
トスイッチが作動している場合、（処理５）に進む。リ
ミットスイッチが作動していない場合、（処理８）に進
む。 （処理５） どちらのリミットスイッチが作動したかを
判定する。＋側リミットスイッチ５１が作動した場合、
ＬＭＳＷ＝０とし、（処理７）に進む。−側リミットス
イッチ５２が作動した場合をＬＭＳＷ＝１とし、 （処
理６）に進む。 （処理６） 判定フラグＦＬＧ１＝１とし、（処理７）
に進む。 （処理７） 時間を更新する。ｔ＝ｔ＋Δｔとして、
（処理２）に進む。 （処理８） 位相補正回数の確認をする。ｊ＝０の場
合、本発明の制御方法を終了し、ｊ≠０ならば（処理
７）に進む。
ットスイッチが作動しているか否かを判定する。リミッ
トスイッチが作動している場合、（処理５）に進む。リ
ミットスイッチが作動していない場合、（処理８）に進
む。 （処理５） どちらのリミットスイッチが作動したかを
判定する。＋側リミットスイッチ５１が作動した場合、
ＬＭＳＷ＝０とし、（処理７）に進む。−側リミットス
イッチ５２が作動した場合をＬＭＳＷ＝１とし、 （処
理６）に進む。 （処理６） 判定フラグＦＬＧ１＝１とし、（処理７）
に進む。 （処理７） 時間を更新する。ｔ＝ｔ＋Δｔとして、
（処理２）に進む。 （処理８） 位相補正回数の確認をする。ｊ＝０の場
合、本発明の制御方法を終了し、ｊ≠０ならば（処理
７）に進む。
【００１７】（処理９） （処理４）と同様の処理を行
う。リミットスイッチが作動している場合、（処理１
０）に進む。リミットスイッチが作動していない場合、
（処理１５）に進む。 （処理１０） 可動子３がストッパ６１もしくは６２に
接触しているか否かを判定する。推力指令ｆ（ｔ）がｆ
（ｔ）＝ｆmaxのとき、位置変化分ΔＰＯＳがΔＰＯＳ
≦Ｘspanの場合、接触していると判定し （処理１１）
に進み、ΔＰＯＳ≧Ｘspanの場合、（処理１２）に進
む。 （処理１１） 判定フラグＦＬＧ３＝１とし、（処理２
１）に進む。 （処理１２） 可動子３が移動中か停止中かを判定す
る。ΔＰＯＳ≦Ｘspanの場合、停止していると判定し、
（処理２１）に進む。ΔＰＯＳ≧Ｘspanの場合、移動し
ていると判定し（処理１３）に進む。 （処理１３） 可動子３の移動方向がストローク端から
ストローク中央方向へ移動しているかを判定する。可動
子３がストローク中央方向に移動している場合、（処理
７）へ進み、ストローク端方向に移動している場合、
（処理１４）に進む。 （処理１４） 判定フラグＦＬＧ２＝１とし、（処理２
１）に進む。 （処理１５） 可動子３が移動中か停止中かを判定す
る。ΔＰＯＳがΔＰＯＳ≧Ｘspanの場合、移動している
と判定し、（処理１６）に進み、ΔＰＯＳ≦Ｘspanの場
合、停止していると判定し、（処理１９）に進む。 （処理１６） リミットスイッチから現在の可動子３の
位置までの積算距離ΔＸを算出する。（処理１７）に進
む。 （処理１７） リミットスイッチから現在の可動子３ま
での積算距離ΔＸとＸma xを比較する。ΔＸ≧Ｘmaxの場
合、本発明の制御方法を終了し、ΔＸ≦Ｘmaxの場合、
（処理７）に進む。
う。リミットスイッチが作動している場合、（処理１
０）に進む。リミットスイッチが作動していない場合、
（処理１５）に進む。 （処理１０） 可動子３がストッパ６１もしくは６２に
接触しているか否かを判定する。推力指令ｆ（ｔ）がｆ
（ｔ）＝ｆmaxのとき、位置変化分ΔＰＯＳがΔＰＯＳ
≦Ｘspanの場合、接触していると判定し （処理１１）
に進み、ΔＰＯＳ≧Ｘspanの場合、（処理１２）に進
む。 （処理１１） 判定フラグＦＬＧ３＝１とし、（処理２
１）に進む。 （処理１２） 可動子３が移動中か停止中かを判定す
る。ΔＰＯＳ≦Ｘspanの場合、停止していると判定し、
（処理２１）に進む。ΔＰＯＳ≧Ｘspanの場合、移動し
ていると判定し（処理１３）に進む。 （処理１３） 可動子３の移動方向がストローク端から
ストローク中央方向へ移動しているかを判定する。可動
子３がストローク中央方向に移動している場合、（処理
７）へ進み、ストローク端方向に移動している場合、
（処理１４）に進む。 （処理１４） 判定フラグＦＬＧ２＝１とし、（処理２
１）に進む。 （処理１５） 可動子３が移動中か停止中かを判定す
る。ΔＰＯＳがΔＰＯＳ≧Ｘspanの場合、移動している
と判定し、（処理１６）に進み、ΔＰＯＳ≦Ｘspanの場
合、停止していると判定し、（処理１９）に進む。 （処理１６） リミットスイッチから現在の可動子３の
位置までの積算距離ΔＸを算出する。（処理１７）に進
む。 （処理１７） リミットスイッチから現在の可動子３ま
での積算距離ΔＸとＸma xを比較する。ΔＸ≧Ｘmaxの場
合、本発明の制御方法を終了し、ΔＸ≦Ｘmaxの場合、
（処理７）に進む。
【００１８】（処理１８） （処理４）と同様の処理を
行う。リミットスイッチが作動している場合、（処理２
１）に進む。リミットスイッチが作動していない場合、
（処理１９）に進む。 （処理１９） （処理１６）と同様に、リミットスイッ
チから現在の可動子３の位置までの積算距離ΔＸを算出
する。 （処理２０）に進む。 （処理２０） （処理１７）と同様に、リミットスイッ
チから現在の可動子３までの積算距離ΔＸとＸmaxを比
較する。ΔＸ≧Ｘmaxの場合、本発明の制御方法を終了
し、ΔＸ≦Ｘmaxの場合、（処理２１）に進む。 （処理２１） 後述の方法で、位相補正量γを決定す
る。（処理２２）に進む。 （処理２２） 時間ｔを初期値に設定し、位相補正回数
ｊ、積算移動距離ΔＸを更新する。それぞれ、ｔ＝−ｍ
＊Δｔ、ｊ＝ｊ＋１、Ｘ０＝ΔＸ とする。（処理２）
に進む。
行う。リミットスイッチが作動している場合、（処理２
１）に進む。リミットスイッチが作動していない場合、
（処理１９）に進む。 （処理１９） （処理１６）と同様に、リミットスイッ
チから現在の可動子３の位置までの積算距離ΔＸを算出
する。 （処理２０）に進む。 （処理２０） （処理１７）と同様に、リミットスイッ
チから現在の可動子３までの積算距離ΔＸとＸmaxを比
較する。ΔＸ≧Ｘmaxの場合、本発明の制御方法を終了
し、ΔＸ≦Ｘmaxの場合、（処理２１）に進む。 （処理２１） 後述の方法で、位相補正量γを決定す
る。（処理２２）に進む。 （処理２２） 時間ｔを初期値に設定し、位相補正回数
ｊ、積算移動距離ΔＸを更新する。それぞれ、ｔ＝−ｍ
＊Δｔ、ｊ＝ｊ＋１、Ｘ０＝ΔＸ とする。（処理２）
に進む。
【００１９】図３は、（処理２１）にて位相補正量γを
決定するフローチャートである。 （処理１０１） ＦＬＧ３＝０の場合、すなわち可動子
３がストッパ６１もしくは６２に接触していない場合、
（処理１０２）に進み、ＦＬＧ３＝１の場合、すなわち
可動子３がストッパ６１もしくは６２に接触している場
合、（処理１０６）に進む。 （処理１０２） ＦＬＧ２＝０の場合、すなわち可動子
３の移動方向がストローク端からストローク中央へ移動
した場合、（処理１０３）に進み、ＦＬＧ２＝１の場
合、すなわち可動子３の移動方向がストローク中央から
ストローク端へ移動した場合、（処理１０６）に進む。 （処理１０３） ＦＬＧ１＝０の場合、すなわち＋側リ
ミットスイッチ５１が作動している場合（処理１０４）
に進み、ＦＬＧ１＝１の場合、すなわち−側リミットス
イッチ５２が作動している場合（処理１０５）に進む。 （処理１０４） 位相補正量γを決定する。γ＝γ−β
（０＜β＜π）とする。 （処理１０５） 位相補正量γを決定する。γ＝γ＋β
（０＜β＜π）とする。 （処理１０６） 位相補正量γを決定する。γ＝γ＋π
とする。
決定するフローチャートである。 （処理１０１） ＦＬＧ３＝０の場合、すなわち可動子
３がストッパ６１もしくは６２に接触していない場合、
（処理１０２）に進み、ＦＬＧ３＝１の場合、すなわち
可動子３がストッパ６１もしくは６２に接触している場
合、（処理１０６）に進む。 （処理１０２） ＦＬＧ２＝０の場合、すなわち可動子
３の移動方向がストローク端からストローク中央へ移動
した場合、（処理１０３）に進み、ＦＬＧ２＝１の場
合、すなわち可動子３の移動方向がストローク中央から
ストローク端へ移動した場合、（処理１０６）に進む。 （処理１０３） ＦＬＧ１＝０の場合、すなわち＋側リ
ミットスイッチ５１が作動している場合（処理１０４）
に進み、ＦＬＧ１＝１の場合、すなわち−側リミットス
イッチ５２が作動している場合（処理１０５）に進む。 （処理１０４） 位相補正量γを決定する。γ＝γ−β
（０＜β＜π）とする。 （処理１０５） 位相補正量γを決定する。γ＝γ＋β
（０＜β＜π）とする。 （処理１０６） 位相補正量γを決定する。γ＝γ＋π
とする。
【００２０】図４は、位相補正量γの決定方法の説明図
である。（１）は、図５の−側ストッパ付近を拡大した
図である。 （２）は、印加する電流の固定位相角での
界磁磁極と可動子３の位置の釣り合いの位置（以下安定
点という）を示したグラフである。（３）は印加する電
流の固定位相角を●とした場合、可動子３の位置とモー
タ推力の関係を表したグラフである。（４）は印加する
電流の固定位相角を■とした場合、可動子３の位置とモ
ータ推力の関係を表したグラフである。（５）は印加す
る電流の固定位相角を▲とした場合、可動子３の位置と
モータ推力の関係を表したグラフである。（３）、
（４）、（５）共にモータ推力の値が正の時は、＋側リ
ミットスイッチ６１の方向に推力が働き、モータ推力の
値が負の時は、−側リミットスイッチ６２の方向に推力
が働く。またモータ推力の周期は、電気位相角と同じ
で、モータ推力が０の位置は安定点である。
である。（１）は、図５の−側ストッパ付近を拡大した
図である。 （２）は、印加する電流の固定位相角での
界磁磁極と可動子３の位置の釣り合いの位置（以下安定
点という）を示したグラフである。（３）は印加する電
流の固定位相角を●とした場合、可動子３の位置とモー
タ推力の関係を表したグラフである。（４）は印加する
電流の固定位相角を■とした場合、可動子３の位置とモ
ータ推力の関係を表したグラフである。（５）は印加す
る電流の固定位相角を▲とした場合、可動子３の位置と
モータ推力の関係を表したグラフである。（３）、
（４）、（５）共にモータ推力の値が正の時は、＋側リ
ミットスイッチ６１の方向に推力が働き、モータ推力の
値が負の時は、−側リミットスイッチ６２の方向に推力
が働く。またモータ推力の周期は、電気位相角と同じ
で、モータ推力が０の位置は安定点である。
【００２１】ここで、はじめに可動子３が点線（ａ）の
位置にいた場合を考える。この時、固定位相角が●、
■、▲の場合の推力の方向は、（３）、（４）、（５）
から、それぞれ順番に正、負、負の方向になる。固定位
相角が■、▲では、（ａ）の位置に可動子３があると負
方向に移動するが、■、▲にπを加算することで、モー
タ推力の波形は反転し、可動子３は正方向に移動する。
位置にいた場合を考える。この時、固定位相角が●、
■、▲の場合の推力の方向は、（３）、（４）、（５）
から、それぞれ順番に正、負、負の方向になる。固定位
相角が■、▲では、（ａ）の位置に可動子３があると負
方向に移動するが、■、▲にπを加算することで、モー
タ推力の波形は反転し、可動子３は正方向に移動する。
【００２２】また、固定位相角が●では、可動子３は正
方向に移動し安定点に停止する。固定位相角●の安定点
から、さらに正方向に移動させるには、安定点に移動す
るまで、モータ推力は正の値でなければならない。つま
り、この例の場合、固定位相角●の釣り合いの位置か
ら、さらに正方向に進む固定位相角は●と●＋πまでの
間の位相角を固定位相角として選定すると可動子３は正
方向に進む。
方向に移動し安定点に停止する。固定位相角●の安定点
から、さらに正方向に移動させるには、安定点に移動す
るまで、モータ推力は正の値でなければならない。つま
り、この例の場合、固定位相角●の釣り合いの位置か
ら、さらに正方向に進む固定位相角は●と●＋πまでの
間の位相角を固定位相角として選定すると可動子３は正
方向に進む。
【００２３】以上から、図２の（処理４）、（処理
５）、（処理６）で位相補正量γ＝γ＋πとγ＝γ±
（０＜β＜π）を決定し、また位相補正量の符号は、可
動子３を動かす方向、正方向に移動させる時は位相補正
量を加算し、負方向に移動させる時は、減算する。
５）、（処理６）で位相補正量γ＝γ＋πとγ＝γ±
（０＜β＜π）を決定し、また位相補正量の符号は、可
動子３を動かす方向、正方向に移動させる時は位相補正
量を加算し、負方向に移動させる時は、減算する。
【００２４】図３にて、位相補正量γに加減算した値β
の決定方法は、以下の通りとする。推力指令がｆmaxの
とき可動子３が安定点に停止したとき、この時のβを、
図３のモータ推力と可動子位置の関係から、始動時最大
推力が得られるπ／２と設定する。可動子３が安定点に
停止した時の推力指令ｆ（ｔ）とし、最大推力指令ｆ
maxとの比ｆ（ｔ）／ｆmaxをとり、βをβ＝π×ｆ
（ｔ）／（２×ｆmax）とする決定方法である。この位
相補正量決定方法を用いることでリニアモータ駆動装置
の摩擦等の外乱の大小に関わらず、スムーズに可動子３
を精度良く磁極検出を行える位置までストローク中央方
向に移動させる制御方法となる。
の決定方法は、以下の通りとする。推力指令がｆmaxの
とき可動子３が安定点に停止したとき、この時のβを、
図３のモータ推力と可動子位置の関係から、始動時最大
推力が得られるπ／２と設定する。可動子３が安定点に
停止した時の推力指令ｆ（ｔ）とし、最大推力指令ｆ
maxとの比ｆ（ｔ）／ｆmaxをとり、βをβ＝π×ｆ
（ｔ）／（２×ｆmax）とする決定方法である。この位
相補正量決定方法を用いることでリニアモータ駆動装置
の摩擦等の外乱の大小に関わらず、スムーズに可動子３
を精度良く磁極検出を行える位置までストローク中央方
向に移動させる制御方法となる。
【００２５】図５は、（処理２）の推力指令ｆ（ｔ）の
計算結果であり、リニアモータに与える１次曲線で単調
増加する推力指令のグラフである。−ｍ＊Δｔ＜ｔ＜０
では推力指令はｆ（ｔ）＝０で、０≦ｔ≦ｔ１maxで
は、推力指令はｆ（ｔ）＝ｆmax／ｔ１max＊ｔで与えら
れ、ｔ１max≦ｔ≦ｔ３では、推力指令はｆ（ｔ）＝ｆ
ma xで与えられ、ｔ３＜ｔでは推力指令は再びｆ（ｔ）
＝０で与えられる。このような推力指令を与えること
で、可動子３が急激に移動しないため、ストローク端に
おいて＋側ストッパ６１、もしくは−側ストッパ６２と
の衝突により破損することなく、安全かつ精度良く磁極
検出を行える位置までストローク中央部方向に移動させ
る推力指令である。
計算結果であり、リニアモータに与える１次曲線で単調
増加する推力指令のグラフである。−ｍ＊Δｔ＜ｔ＜０
では推力指令はｆ（ｔ）＝０で、０≦ｔ≦ｔ１maxで
は、推力指令はｆ（ｔ）＝ｆmax／ｔ１max＊ｔで与えら
れ、ｔ１max≦ｔ≦ｔ３では、推力指令はｆ（ｔ）＝ｆ
ma xで与えられ、ｔ３＜ｔでは推力指令は再びｆ（ｔ）
＝０で与えられる。このような推力指令を与えること
で、可動子３が急激に移動しないため、ストローク端に
おいて＋側ストッパ６１、もしくは−側ストッパ６２と
の衝突により破損することなく、安全かつ精度良く磁極
検出を行える位置までストローク中央部方向に移動させ
る推力指令である。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、リニ
アモータの可動子３が固定子４のストローク端にある場
合、また磁極検出中にストローク端に移動した場合、可
動子３を精度良く磁極検出を行える位置まで自動的に移
動させるという効果がある。
アモータの可動子３が固定子４のストローク端にある場
合、また磁極検出中にストローク端に移動した場合、可
動子３を精度良く磁極検出を行える位置まで自動的に移
動させるという効果がある。
【図１】本発明が適用されるリニアモータ制御装置の1
つの実施形態における概略構成図である。
つの実施形態における概略構成図である。
【図２】本発明の制御方法の全体フローチャートであ
る。
る。
【図３】図１における位置補正量決定(処理21)のフロー
チャートである。
チャートである。
【図４】位置補正量決定の説明図である。
【図５】リニアモータに与える1次曲線で単調増加する
推力指令の1例である。
推力指令の1例である。
1 制御装置 ２ 位置検出器 ３ 可動子 ４ 固定子 ５１ ＋側リミットスイッチ ５２ −側リミットスイッチ ６１ ＋側ストッパ ６２ −側ストッパ
Claims (4)
- 【請求項１】 等間隔で配置された複数の界磁磁極と、
該界磁磁極と空隙を介して配置された電機子巻線を有す
る電機子とを備え、該界磁磁極と該電機子の何れか一方
を固定子に、他方を可動子としてリニアモータを構成
し、該固定子の両端に該可動子が直線的に相対運動する
区間を定めるストッパを設け、該ストッパより内側に該
可動子の移動を禁止する信号を発信するリミットスイッ
チを設け、該可動子の該固定子に対する位置を検出する
位置検出器を具備し、該リニアモータを電源投入直後磁
極検出し制御するリニアモータの制御方法において、 磁極検出前および磁極検出中に前記リミットスイッチの
信号を認識し、 前記可動子が該固定子のストローク端にあると判断した
場合、推力指令によりストローク中央方向へ可動子を移
動させ、 リミットスイッチからの移動量が、磁極検出に十分とな
るまで、リニアモータに印加する電流の固定位相角を順
次更新し、 前記ストローク中央方向への移動を繰り返すことを特徴
とするリニアモータの制御方法。 - 【請求項２】 前記固定位相角の更新が、 第一の固定位相角αでの移動中、もしくは移動後移動方
向がストローク端方向であり、または、ストッパと接触
していると判断した場合、第一の固定位相角αにπを加
算し、 正側リミットスイッチからストローク中央方向に移動さ
せる場合、第一の固定位相角αに０からπの範囲にある
βを減算し、 負側リミットスイッチからストローク中央方向に移動さ
せる場合、第一の固定位相角αに０からπの範囲にある
βを加算し、 各々算出した位相角を第二の固定位相角とし、以後可動
子の移動状態により順次更新する請求項１記載のリニア
モータの制御方法。 - 【請求項３】 前記固定位相角の更新において、加減算
するβが、 リニアモータの案内機構による摩擦等の外乱の大小によ
り決定する請求項２記載のリニアモータの制御方法。 - 【請求項４】 前記推力指令が、 第一の目標値まで単調増加した後、第二の目標値まで一
定値とする請求項１乃至３の何れかに記載のリニアモー
タの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001043496A JP2002247886A (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | リニアモータの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001043496A JP2002247886A (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | リニアモータの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002247886A true JP2002247886A (ja) | 2002-08-30 |
| JP2002247886A5 JP2002247886A5 (ja) | 2009-10-08 |
Family
ID=18905648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001043496A Pending JP2002247886A (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | リニアモータの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002247886A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006230044A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Seiko Instruments Inc | リニアモータの励磁位相制御装置及びその方法並びにプログラム |
| JP2009284589A (ja) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Yamaha Motor Co Ltd | リニアモータ |
| KR101428090B1 (ko) * | 2008-08-22 | 2014-08-07 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 차량의 수소탱크 보호장치 |
| WO2018017380A3 (en) * | 2016-07-16 | 2018-07-26 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Systems and methods for operating a linear motor to prevent impacts with hard stops |
| CN113612411A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-11-05 | 湖南科太电气有限公司 | 一种移磁调压软起动及定位装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0389886A (ja) * | 1989-08-31 | 1991-04-15 | Shinko Electric Co Ltd | 同期型交流サーボモータのの初期磁極位置合わせ法 |
| JPH10201270A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-31 | Yaskawa Electric Corp | 同期電動機の制御装置及び起動方法並びにその異常検出方法及び装置 |
| JP2000217379A (ja) * | 1999-01-25 | 2000-08-04 | Yaskawa Electric Corp | リニアモ―タの制御方法 |
-
2001
- 2001-02-20 JP JP2001043496A patent/JP2002247886A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| JP2009284589A (ja) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Yamaha Motor Co Ltd | リニアモータ |
| JP4745369B2 (ja) * | 2008-05-20 | 2011-08-10 | ヤマハ発動機株式会社 | リニアモータ |
| KR101428090B1 (ko) * | 2008-08-22 | 2014-08-07 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 차량의 수소탱크 보호장치 |
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| CN113612411A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-11-05 | 湖南科太电气有限公司 | 一种移磁调压软起动及定位装置 |
| CN113612411B (zh) * | 2021-07-13 | 2024-03-08 | 湖南科太电气有限公司 | 一种移磁调压软起动及定位装置 |
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