JP2006230044A - Device for controlling exciting phase of linear motor, its method, and program - Google Patents

Device for controlling exciting phase of linear motor, its method, and program Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly detect the position of a magnetic pole by simple constitution even in case that a moving member is positioned in the vicinity of the end of its stroke. <P>SOLUTION: Immediately after power ON, a magnetic pole position estimator 11 applies pulsated currents to the winding of a stator while switching its exciting phase angle several times, and the magetic pole position of a moving member is estimated based on the acceleration of the moving member 1 at that time. Subsequently, the moving member 1 is shifted to its original position by the current control of a moving member shifter 12, and after clarification of the position of the moving member 1, this moving member 1 is shifted to a safe region set at the center in stroke width. Then, the magnetic pole detection by the magnetic pole position detector 13 is started from this position, whereby it can prevent the moving member 1 from contacting with the stroke end in the middle of detection of the magnetic pole position. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ホールセンサ等の磁極位置検出センサを使用することなく、リニアモータの励磁位相を制御するリニアモータの励磁位相制御方法に関するものである。   The present invention relates to a linear motor excitation phase control method for controlling the excitation phase of a linear motor without using a magnetic pole position detection sensor such as a Hall sensor.

従来、磁極位置検出センサなどを使用することなく磁極検出を実現することのできる磁極検出方法として、例えば、特開平8−182399号公報に開示される手法がある。
このような磁極検出方法によれば、磁極位置検出センサなどを使用せずに、高い精度で磁極検出を行うことができる。
しかしながら、このような磁極位置検出方法では、実際に電機子を移動させることにより、磁極検出を行うため、例えば、所定のストローク幅において電機子を摺動させるようなリニアモータには、電機子の初期位置がストローク端から所定の距離以上、離れていることが条件となる。
そこで、例えば、電機子の初期磁極位置がストローク端の近傍に存在している場合には、電機子をストロークの中央付近に移動させてから、上記磁極検出を実施する発明が、例えば、特開2002−247886号公報(特許文献2)に開示されている。
特開平8−182399号公報 特開2002−247886号公報(第2−5頁、第1図及び第4図)
Conventionally, as a magnetic pole detection method capable of realizing magnetic pole detection without using a magnetic pole position detection sensor or the like, for example, there is a technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-182399.
According to such a magnetic pole detection method, magnetic pole detection can be performed with high accuracy without using a magnetic pole position detection sensor or the like.
However, in such a magnetic pole position detection method, since the magnetic pole is detected by actually moving the armature, for example, in a linear motor that slides the armature in a predetermined stroke width, The condition is that the initial position is a predetermined distance or more away from the stroke end.
Therefore, for example, when the initial magnetic pole position of the armature exists in the vicinity of the stroke end, the invention for performing the magnetic pole detection after moving the armature to the vicinity of the center of the stroke is disclosed in, for example, It is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-247886 (Patent Document 2).
JP-A-8-182399 JP 2002-247886 (page 2-5, FIGS. 1 and 4)

しかしながら、上記特許文献2に開示されている方法では、ストローク端から所定の距離内側に、リミットスイッチを設け、このリミットスイッチにより可動子(電機子)がストローク端近傍に存在するか否かを検出している。
従って、電源投入時において、可動子がリミットスイッチの内側近傍に存在していた場合には、磁極検出を実施している最中に、可動子がリミットスイッチに接触する場合も考えられることとなる。このような場合には、途中まで行った磁極検出を一旦終了した後に、可動子を中央部まで移動させ、その場所から再度、磁極検出を実施する必要があり、時間的ロスが大きいという問題があった。
更に、リミットスイッチを必ず設ける必要があるため、センサを配置するスペースがない小型の装置などでは、装置が大型化するなどの問題があった。
However, in the method disclosed in Patent Document 2, a limit switch is provided inside a predetermined distance from the stroke end, and this limit switch detects whether a mover (armature) is present near the stroke end. is doing.
Therefore, when the mover exists near the inside of the limit switch when the power is turned on, the mover may come into contact with the limit switch during the magnetic pole detection. . In such a case, it is necessary to move the mover to the central portion after the magnetic pole detection performed halfway is completed, and to perform the magnetic pole detection again from that location, which causes a problem of large time loss. there were.
In addition, since it is necessary to provide a limit switch, there is a problem that the apparatus becomes large in a small apparatus that does not have a space for arranging the sensor.

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、磁極検出時において、可動子がストローク端に接触することを回避し、速やかに磁極位置の検出を行うことの可能な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を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and at the time of magnetic pole detection, excitation of a linear motor that can quickly detect the magnetic pole position while avoiding contact of the mover with the stroke end. An object of the present invention is to provide a phase control device, a method thereof, and a program.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、可動子の位置に応じて、固定子巻線の励磁位相角を切換えることにより、前記可動子を所定のストローク幅で摺動させるリニアモータの励磁位相制御装置であって、電源投入直後において、前記固定子巻線に、パルス状の電流を励磁位相角を切換えながら複数回印加し、そのときの前記可動子の加速度に基づいて、前記可動子の磁極位置を推定する磁極位置推定手段と、前記励磁位置推定手段により推定された励磁位置に基づいて、前記固定子巻線に電流を与えることにより、前記可動子を予め設定された原点位置まで移動させる第1の移動制御手段と、前記原点位置に移動された前記可動子をストローク幅の中央部分に設定されている安全領域内に移動させる第2の移動制御手段と、前記可動子が前記安全領域に移動された後に、前記可動子の磁極位置検出を行う磁極位置検出手段とを具備するリニアモータの励磁位相制御装置を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention relates to an excitation phase control device for a linear motor that slides the mover with a predetermined stroke width by switching the excitation phase angle of the stator winding according to the position of the mover. Immediately after, a pulsed current is applied to the stator winding a plurality of times while switching the excitation phase angle, and the magnetic pole position estimation for estimating the magnetic pole position of the mover based on the acceleration of the mover at that time And first movement control means for moving the mover to a preset origin position by applying a current to the stator winding based on the excitation position estimated by the excitation position estimation means. A second movement control means for moving the movable element moved to the origin position into a safety area set in a central portion of a stroke width; and after the movable element has been moved to the safety area. Providing excitation phase control system for a linear motor and a magnetic pole position detection means for performing magnetic pole position detection of the movable element.

上記構成によれば、電源投入直後において、磁極位置推定手段により、固定子巻線にパルス状の電流を複数回にわたり印加させ、このときの可動子の加速度に基づいて、可動子の磁極位置が推定される。続いて、第1の移動制御手段により、上記磁極位置推定手段により推定された磁極位置に基づいて、固定子巻線に所定の電流が与えられることにより、可動子が予め設定された原点位置まで移動させることとなる。これにより、可動子の位置を確定される。そして、位置が確定した可動子は、第2の移動制御手段により、ストローク幅の中央部分に設定されている安全領域内に移動され、この位置から磁極位置検出手段による精度の高い磁極位置検出が実施されることとなる。
これにより、常に、ストローク幅の中央部分から磁極位置検出手段による磁極位置検出が実施されることとなるので、磁極位置検出の途中において、可動子がストローク端に接触することを防止することが可能となる。また、電源投入時において、磁極位置推定手段により、磁極位置が推定されるので、可動子を速やかに原点位置まで移動させることが可能となる。
According to the above configuration, immediately after the power is turned on, the magnetic pole position estimation means applies a pulsed current to the stator winding a plurality of times, and the magnetic pole position of the mover is determined based on the acceleration of the mover at this time. Presumed. Subsequently, a predetermined current is given to the stator winding based on the magnetic pole position estimated by the magnetic pole position estimating means by the first movement control means, so that the mover reaches the preset origin position. It will be moved. As a result, the position of the mover is determined. Then, the mover whose position is fixed is moved by the second movement control means into the safety region set in the center portion of the stroke width, and the magnetic pole position detection means with high accuracy is detected from this position by the magnetic pole position detection means. Will be implemented.
As a result, the magnetic pole position detection is always performed by the magnetic pole position detection means from the center portion of the stroke width, so that it is possible to prevent the mover from contacting the stroke end during the magnetic pole position detection. It becomes. Further, when the power is turned on, the magnetic pole position is estimated by the magnetic pole position estimating means, so that the mover can be quickly moved to the origin position.

上記記載のリニアモータの励磁位相制御装置において、前記安全領域は、各ストローク端から所定の距離、内側に設定されている検出限界位置によって挟まれる領域であることが好ましい。   In the excitation phase control apparatus for a linear motor described above, it is preferable that the safety region is a region sandwiched by detection limit positions set on the inner side by a predetermined distance from each stroke end.

上記構成によれば、安全領域が、各ストローク端から所定の距離、内側に設定されている検出限界位置によって挟まれる領域に設定されるので、磁極位置検出を実施するのに必要となる距離が、常に、各ストローク端から確保されることとなる。
この結果、磁極位置検出の途中において、可動子がストローク端に接触することを確実に防止することができる。
According to the above configuration, since the safety region is set to a region sandwiched by the detection limit position set at a predetermined distance from the end of each stroke, the distance required to perform the magnetic pole position detection is It is always ensured from each stroke end.
As a result, it is possible to reliably prevent the mover from contacting the stroke end during the magnetic pole position detection.

本発明は、可動子の位置に応じて、固定子巻線の励磁位相角を切換えることにより、前記可動子を所定のストローク幅で摺動させるリニアモータの励磁位相制御方法であって、電源投入直後において、前記固定子巻線に、パルス状の電流を励磁位相角を切換えながら複数回印加し、そのときの前記可動子の加速度に基づいて、前記可動子の磁極位置を推定する磁極位置推定過程と、推定された前記励磁位置に基づいて、前記固定子巻線に電流を与えることにより、前記可動子を予め設定された原点位置まで移動させる第1の移動制御過程と、前記原点位置に移動された前記可動子をストローク幅の中央部分に設定されている安全領域内に移動させる第2の移動制御過程と、前記可動子が前記安全領域に移動された後に、前記可動子の磁極位置検出を行う磁極位置検出過程とを具備するリニアモータの励磁位相制御方法を提供する。   The present invention relates to an excitation phase control method for a linear motor that slides the mover with a predetermined stroke width by switching the excitation phase angle of the stator winding according to the position of the mover. Immediately after, a pulsed current is applied to the stator winding a plurality of times while switching the excitation phase angle, and the magnetic pole position estimation is performed to estimate the magnetic pole position of the mover based on the acceleration of the mover at that time. A first movement control process for moving the mover to a preset origin position by applying a current to the stator winding based on the estimated excitation position, and the origin position. A second movement control process for moving the moved mover into a safety region set in a central portion of a stroke width; and a magnetic pole position of the mover after the mover is moved to the safety region. Providing excitation phase control method of the linear motor and a magnetic pole position detection process of performing output.

上記記載のリニアモータの励磁位相制御方法において、前記安全領域は、各ストローク端から所定の距離、内側に設定されている検出限界位置によって挟まれる領域であることが好ましい。   In the above-described linear motor excitation phase control method, it is preferable that the safety region is a region sandwiched between detection limit positions set at a predetermined distance from each stroke end.

本発明は、可動子の位置に応じて、固定子巻線の励磁位相角を切換えることにより、前記可動子を所定のストローク幅で摺動させるリニアモータに用いられる励磁位相制御プログラムであって、電源投入直後において、前記固定子巻線に、パルス状の電流を励磁位相角を切換えながら複数回印加し、そのときの前記可動子の加速度に基づいて、前記可動子の磁極位置を推定する磁極位置推定処理と、推定された前記励磁位置に基づいて、前記固定子巻線に電流を与えることにより、前記可動子を予め設定された原点位置まで移動させる第1の移動制御処理と、前記原点位置に移動された前記可動子をストローク幅の中央部分に設定されている安全領域内に移動させる第2の移動制御処理と、前記可動子が前記安全領域に移動された後に、前記可動子の磁極位置検出を行う磁極位置検出処理とをコンピュータに実行させるための励磁位相制御プログラムを提供する。   The present invention is an excitation phase control program used for a linear motor that slides the mover with a predetermined stroke width by switching the excitation phase angle of the stator winding according to the position of the mover. Immediately after turning on the power, a pulsed current is applied to the stator winding a plurality of times while switching the excitation phase angle, and the magnetic pole for estimating the magnetic pole position of the mover based on the acceleration of the mover at that time A first movement control process for moving the mover to a preset origin position by applying a current to the stator winding based on the estimated excitation position; and the origin. A second movement control process for moving the mover moved to a position into a safety area set in a central portion of a stroke width; and after the mover is moved to the safety area, Providing excitation phase control program for executing the magnetic pole position detecting process for detecting the magnetic pole position of Doko to the computer.

上記記載の励磁位相制御プログラムにおいて、前記安全領域は、各ストローク端から所定の距離、内側に設定されている検出限界位置によって挟まれる領域であることが好ましい。   In the excitation phase control program described above, it is preferable that the safety region is a region sandwiched between detection limit positions set at a predetermined distance from each stroke end.

本発明の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によれば、磁極検出時において、可動子がストローク端に接触することを回避し、速やかに磁極位置の検出を行うことができるという効果を奏する。   According to the motor excitation phase control apparatus, method and program thereof of the present invention, it is possible to avoid the contact of the mover with the stroke end and detect the magnetic pole position promptly when detecting the magnetic pole. Play.

以下に、本発明に係るリニアモータの励磁位相制御装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るリニアモータの励磁位相制御装置の概略構成を示す図である。
図1において、可動子1は、所定のストローク幅を備える固定子2と所定の空隙を介して対向配置されている。
この可動子1は、例えば、ムービングマグネット型でもよいし、ムービングコイル型であっても良い。可動子1がムービングマグネット型であれば、固定子2は一定の間隔で配置された複数の電機子巻線を備える構成となる。また、可動子1がムービングコイル型であれば、固定子2は、一定の間隔で配置された複数の界磁磁界を備えるとともに、その一端には−側ストッパ4を、他端に+側ストッパ5を備える構成をとる。
An embodiment of an excitation phase control apparatus for a linear motor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an excitation phase control apparatus for a linear motor according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the mover 1 is disposed to face a stator 2 having a predetermined stroke width via a predetermined gap.
The movable element 1 may be, for example, a moving magnet type or a moving coil type. If the mover 1 is a moving magnet type, the stator 2 includes a plurality of armature windings arranged at regular intervals. If the mover 1 is a moving coil type, the stator 2 includes a plurality of field magnetic fields arranged at regular intervals, and has a − side stopper 4 at one end and a + side stopper at the other end. 5 is adopted.

そして、本実施形態に係る励磁位相制御装置10は、可動子1の位置に応じて、固定子2が備える固定子巻線などに印加する電流の励磁位相角を切換えることにより、可動子1を上記ストローク幅、つまり、固定子2に設置された−側ストッパ4と+側ストッパ5の間で摺動させる。
このような励磁位相制御装置10は、電源投入時において、可動子1の励磁位置を正確に検出するための機能、例えば、磁極位置推定部(磁極位置推定手段)11、可動子移動部(第1の移動制御手段及び第2の移動制御手段)12、及び磁極位置検出部(磁極位置検出手段)13を備えている。
励磁位相制御装置10は、例えば、図示しないCPU(中央演算装置)、HD(Hard
Disc)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備えるコンピュータシステムにより構成されている。上記磁極位置推定部11、可動子移動部12、及び磁極位置検出部13の各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラムの形式でHD或いはROM等に記録されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。
The excitation phase control device 10 according to the present embodiment switches the mover 1 by switching the excitation phase angle of the current applied to the stator windings and the like provided in the stator 2 according to the position of the mover 1. The stroke width, that is, sliding between the − side stopper 4 and the + side stopper 5 installed on the stator 2 is performed.
Such an excitation phase control device 10 has a function for accurately detecting the excitation position of the mover 1 when the power is turned on, for example, a magnetic pole position estimation unit (magnetic pole position estimation means) 11, a mover moving unit (first movement) 1 movement control means and second movement control means) 12 and a magnetic pole position detection unit (magnetic pole position detection means) 13.
The excitation phase control device 10 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), HD (Hard (not shown)).
The computer system includes a Disc), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. A series of processing steps for realizing various functions of the magnetic pole position estimation unit 11, the mover moving unit 12, and the magnetic pole position detection unit 13 are recorded in a program format on an HD or a ROM. Is read out to the RAM or the like, and information processing / calculation processing is executed, whereby various functions described later are realized.

例えば、上記磁極位相推定部11は、電源投入直後において、固定子巻線に、パルス状の電流を励磁位相角を切換えながら複数回印加し、そのときの可動子1の加速度に基づいて、可動子1の磁極位置を推定する。
また、可動子移動部12は、磁極位置推定部11により推定された磁極位置に基づいて、固定子巻線などに印加する電流の励磁位相角を切換えることにより、可動子1を予め設定されている原点位置まで移動させるとともに、原点位置まで移動させた可動子1をストローク幅の中央部分に設定された安全領域に移動させる。前記磁極位置の推定は、原点位置への移動に必要な推力を得るためのもので、高精度に推定する必要はない。
For example, immediately after the power is turned on, the magnetic pole phase estimation unit 11 applies a pulsed current to the stator winding a plurality of times while switching the excitation phase angle, and moves based on the acceleration of the mover 1 at that time. The magnetic pole position of the child 1 is estimated.
Further, the mover moving unit 12 sets the mover 1 in advance by switching the excitation phase angle of the current applied to the stator winding and the like based on the magnetic pole position estimated by the magnetic pole position estimating unit 11. The movable element 1 moved to the origin position is moved to the safety area set at the center of the stroke width. The estimation of the magnetic pole position is for obtaining a thrust necessary for movement to the origin position, and does not need to be estimated with high accuracy.

ここで、上記原点位置及び安全領域などの位置関係について図2を参照して説明する。図2は、ストローク端、原点位置、検出限界位置、及び安全領域などの位置関係を表した図である。この図において、符号F1、F2は、ストローク端であり、通常の駆動時において、可動子1は、このストローク端F1からF2の間を摺動移動する。つまり、ストローク端F1、F2との間がストローク幅となる。また、本実施形態において、原点位置は、ストローク端F1に設定されており、上記磁極位置推定部11により磁極位置が推定された後において、可動子移動部12は、この原点位置まで可動子1を移動させる。
また、ストローク端F1から所定の距離、内側(中央側、ストローク端F1に対して右側)には、検出限界位置A1が設定され、ストローク端F2から所定の距離内側(中央側、ストローク端F2に対して左側)には検出限界位置A2が設定されている。
Here, the positional relationship between the origin position and the safety area will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing the positional relationship between the stroke end, the origin position, the detection limit position, the safety area, and the like. In this figure, reference numerals F1 and F2 denote stroke ends, and the movable element 1 slides between the stroke ends F1 to F2 during normal driving. That is, the stroke width is between the stroke ends F1 and F2. In the present embodiment, the origin position is set to the stroke end F1, and after the magnetic pole position is estimated by the magnetic pole position estimation unit 11, the mover moving unit 12 moves the mover 1 to this origin position. Move.
Further, a detection limit position A1 is set at a predetermined distance from the stroke end F1 and on the inner side (center side, right side with respect to the stroke end F1), and at a predetermined distance inside (center side, stroke end F2) from the stroke end F2. On the other hand, a detection limit position A2 is set on the left side.

ここで、ストローク端F1と検出限界位置A1との間の距離D1、及び、ストローク端F2と検出限界位置A2との間の距離D2は、後述する磁極位置検出部13が磁極位置検出を実施するのに要する距離よりも長く設定されている。これにより、可動子1がこれら検出限界位置A1、A2よりも中央側に位置していれば、磁極位置検出部13により磁極検出が途中で中断されることなく実行されることとなる。ここでは、検出限界位置A1とA2との間の領域を安全領域Sとし、可動子1がこの安全領域S内に位置するときに、磁極位置検出部13による磁極位置検出を開始するものとする。   Here, the distance D1 between the stroke end F1 and the detection limit position A1 and the distance D2 between the stroke end F2 and the detection limit position A2 are detected by the magnetic pole position detection unit 13 described later. It is set longer than the distance required for this. As a result, if the mover 1 is positioned more centrally than the detection limit positions A1 and A2, the magnetic pole position detection unit 13 performs magnetic pole detection without being interrupted. Here, the region between the detection limit positions A1 and A2 is defined as a safety region S, and when the mover 1 is located in the safety region S, the magnetic pole position detection by the magnetic pole position detection unit 13 is started. .

次に、上述した構成を備える本実施形態に係るモータの励磁位相制御装置の作用について図を参照して説明する。
まず、電源投入が検知されると、励磁位相制御装置10内の磁極位相推定部11により、可動子1の磁極位置が推定される(図3のステップSP1)。具体的には、磁極位置推定部11は、固定子巻線にパルス状の電流を複数回にわたり印加し、そのときの可動子1の加速度に基づいて、可動子1の磁極位置を推定する。磁極位置推定部11が実行する磁極位置手法としては、例えば、特開平2−241388号公報などに開示されている、いわゆる自動力率検知方法を採用することができる。この自動力率検知方法によれば、可動子の位置検出センサ(例えば、ホールセンサなど)を使用することなく、更に、短いストローク距離であっても、換言すると、可動子1を多少移動させるだけで、ある程度の精度を持って磁極位置の検出を行うことが可能となる。
なお、励磁位相推定部11により実現される磁極位置の推定は、上述に例示した方法に限定されることなく、短いストローク距離で磁極位置の検出が可能な公知の磁極位置検出方法を適用することが可能である。
Next, the operation of the motor excitation phase control apparatus according to this embodiment having the above-described configuration will be described with reference to the drawings.
First, when power-on is detected, the magnetic pole position of the mover 1 is estimated by the magnetic pole phase estimation unit 11 in the excitation phase control device 10 (step SP1 in FIG. 3). Specifically, the magnetic pole position estimation unit 11 applies a pulsed current to the stator winding a plurality of times, and estimates the magnetic pole position of the mover 1 based on the acceleration of the mover 1 at that time. As a magnetic pole position method executed by the magnetic pole position estimation unit 11, for example, a so-called automatic power factor detection method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 2-241388 can be employed. According to this automatic power factor detection method, even if the stroke distance is short, the mover 1 is only slightly moved without using a mover position detection sensor (for example, a hall sensor). Thus, it is possible to detect the magnetic pole position with a certain degree of accuracy.
The estimation of the magnetic pole position realized by the excitation phase estimation unit 11 is not limited to the method exemplified above, and a known magnetic pole position detection method capable of detecting the magnetic pole position with a short stroke distance is applied. Is possible.

次に、磁極位置推定部11により推定された磁極位置(以下「推定磁極位置」という。)に基づいて、可動子移動部12が固定子巻線に印加する電流の励磁位相角を切換えることにより、可動子1を予め設定されている原点位置(本実施形態では、ストローク端F1)まで移動させる、いわゆる原点復帰を行う(図3のステップSP2)。
このようにして、原点位置に移動させることにより、可動子1の位置が明確になると、続いて、可動子移動部12は、原点位置にある可動子1をストローク幅の中央部分に設定された安全領域S(図2参照)に移動させる(図3のステップSP3)。
例えば、安全領域S内に、予め所定の位置(以下「検出初期位置」という。)を設定しておき、この検出初期位置まで可動子1を移動させるようにしても良い。
なお、上述した可動子移動部12により行われる可動子1の移動手法については、例えば、特開2002−247886号公報、段落「0020」から「0024」などに開示されている制御方法を採用することが可能である。
Next, based on the magnetic pole position estimated by the magnetic pole position estimation unit 11 (hereinafter referred to as “estimated magnetic pole position”), the mover moving unit 12 switches the excitation phase angle of the current applied to the stator winding. The mover 1 is moved to a preset origin position (in this embodiment, the stroke end F1), so-called origin return is performed (step SP2 in FIG. 3).
In this way, when the position of the mover 1 is clarified by moving to the origin position, the mover moving unit 12 then sets the mover 1 at the origin position to the center portion of the stroke width. Move to the safety area S (see FIG. 2) (step SP3 in FIG. 3).
For example, a predetermined position (hereinafter referred to as “detection initial position”) may be set in advance in the safety region S, and the mover 1 may be moved to this detection initial position.
In addition, about the moving method of the needle | mover 1 performed by the needle | mover moving part 12 mentioned above, the control method currently disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-247886, paragraph "0020" to "0024" etc. is employ | adopted, for example. It is possible.

そして、上記可動子移動部12により、可動子1が安全領域S内に移動されると、移動後の位置において、磁極位置検出部13による磁極位置検出が実施される(図3のステップSP4)。
この磁極位置検出部13により実施される磁極位置検出方法としては、例えば、特開平8−182399号公報に開示されている磁極位置検出方法などを採用することが可能である。なお、磁極位置検出部13により実施される磁極位置検出は、上述した磁極位置推定部11により行われる磁極検出方法よりも精度が高いものであれば良い。
When the mover 1 is moved into the safety region S by the mover moving unit 12, the magnetic pole position detection by the magnetic pole position detecting unit 13 is performed at the moved position (step SP4 in FIG. 3). .
As a magnetic pole position detection method implemented by the magnetic pole position detector 13, for example, a magnetic pole position detection method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-182399 can be employed. The magnetic pole position detection performed by the magnetic pole position detection unit 13 only needs to be more accurate than the magnetic pole detection method performed by the magnetic pole position estimation unit 11 described above.

そして、磁極位置検出部13により、正確な磁極位置が検出されると、励磁位相制御装置10は、この磁極位置に基づいて、固定子巻線の励磁位相角を切換える。これにより、可動子1は、固定子2に対して所定のストローク幅で摺動し、リニアモータの効率の良い駆動が実現される(図3のステップSP5)。   When the magnetic pole position detection unit 13 detects an accurate magnetic pole position, the excitation phase control device 10 switches the excitation phase angle of the stator winding based on the magnetic pole position. Thereby, the needle | mover 1 slides with the predetermined stroke width with respect to the stator 2, and the efficient drive of a linear motor is implement | achieved (step SP5 of FIG. 3).

以上、説明してきたように、本実施形態に係るリニアモータの励磁位相制御装置によれば、磁極位置検出部13による磁極位置の検出が開始されるときの可動子の位置を、必ず安全領域S内とすることが可能となるので、磁極位置検出の途中において、可動子1がストローク端に接触することを防止することができる。これにより、可動子1の初期位置がストローク端F1或いはF2の近傍にあった場合であっても、磁極位置検出中においてストローク端に接触することを回避しながら、精度の良い磁極検出を実現することができるという効果を奏する。   As described above, according to the excitation phase control apparatus for a linear motor according to the present embodiment, the position of the mover when the magnetic pole position detection by the magnetic pole position detection unit 13 is started is always set to the safety region S. Therefore, it is possible to prevent the mover 1 from contacting the stroke end during the magnetic pole position detection. Thereby, even when the initial position of the mover 1 is in the vicinity of the stroke end F1 or F2, accurate magnetic pole detection is realized while avoiding contact with the stroke end during magnetic pole position detection. There is an effect that can be.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述の実施形態においては、原点位置をストローク端F1に設定していたが、この例に限られず、原点位置は、ストローク幅の所定の場所に適宜設定することが可能である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the specific structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
For example, in the above-described embodiment, the origin position is set to the stroke end F1, but the present invention is not limited to this example, and the origin position can be appropriately set at a predetermined position of the stroke width.

本発明の一実施形態に係るリニアモータの励磁位相制御装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the excitation phase control apparatus of the linear motor which concerns on one Embodiment of this invention. ストローク端、検出限界位置、及び安全領域の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between a stroke end, a detection limit position, and a safe region. 本発明の一実施形態に係るリニアモータの励磁位相制御装置により実行される処理手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the process sequence performed by the excitation phase control apparatus of the linear motor which concerns on one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 可動子
2 固定子
10 励磁位相制御装置
11 磁極位相推定部
12 可動子移動部
13 磁極位置検出部
Reference Signs List 1 mover 2 stator 10 excitation phase control device 11 magnetic pole phase estimation unit 12 mover moving unit 13 magnetic pole position detection unit

Claims (6)

可動子の位置に応じて、固定子巻線の励磁位相角を切換えることにより、前記可動子を所定のストローク幅で摺動させるリニアモータの励磁位相制御装置であって、
電源投入直後において、前記固定子巻線に、パルス状の電流を励磁位相角を切換えながら複数回印加し、そのときの前記可動子の加速度に基づいて、前記可動子の磁極位置を推定する磁極位置推定手段と、
前記励磁位置推定手段により推定された励磁位置に基づいて、前記固定子巻線に電流を与えることにより、前記可動子を予め設定された原点位置まで移動させる第1の移動制御手段と、
前記原点位置に移動された前記可動子をストローク幅の中央部分に設定されている安全領域内に移動させる第2の移動制御手段と、
前記可動子が前記安全領域に移動された後に、前記可動子の磁極位置検出を行う磁極位置検出手段と
を具備するリニアモータの励磁位相制御装置。
An excitation phase control device for a linear motor that slides the mover with a predetermined stroke width by switching the excitation phase angle of the stator winding according to the position of the mover,
Immediately after turning on the power, a pulsed current is applied to the stator winding a plurality of times while switching the excitation phase angle, and the magnetic pole for estimating the magnetic pole position of the mover based on the acceleration of the mover at that time Position estimation means;
First movement control means for moving the mover to a preset origin position by applying a current to the stator winding based on the excitation position estimated by the excitation position estimation means;
Second movement control means for moving the mover moved to the origin position into a safety region set in a central portion of a stroke width;
An excitation phase control device for a linear motor, comprising: magnetic pole position detection means for detecting a magnetic pole position of the mover after the mover is moved to the safety region.
前記安全領域は、各ストローク端から所定の距離、内側に設定されている検出限界位置によって挟まれる領域である請求項1に記載のリニアモータの励磁位相制御装置。   2. The excitation phase control device for a linear motor according to claim 1, wherein the safety region is a region sandwiched by detection limit positions set at a predetermined distance and inside from each stroke end. 可動子の位置に応じて、固定子巻線の励磁位相角を切換えることにより、前記可動子を所定のストローク幅で摺動させるリニアモータの励磁位相制御方法であって、
電源投入直後において、前記固定子巻線に、パルス状の電流を励磁位相角を切換えながら複数回印加し、そのときの前記可動子の加速度に基づいて、前記可動子の磁極位置を推定する磁極位置推定過程と、
推定された前記励磁位置に基づいて、前記固定子巻線に電流を与えることにより、前記可動子を予め設定された原点位置まで移動させる第1の移動制御過程と、
前記原点位置に移動された前記可動子をストローク幅の中央部分に設定されている安全領域内に移動させる第2の移動制御過程と、
前記可動子が前記安全領域に移動された後に、前記可動子の磁極位置検出を行う磁極位置検出過程と
を具備するリニアモータの励磁位相制御方法。
An excitation phase control method for a linear motor that slides the mover with a predetermined stroke width by switching the excitation phase angle of the stator winding according to the position of the mover,
Immediately after turning on the power, a pulsed current is applied to the stator winding a plurality of times while switching the excitation phase angle, and the magnetic pole for estimating the magnetic pole position of the mover based on the acceleration of the mover at that time A position estimation process;
A first movement control step of moving the mover to a preset origin position by applying a current to the stator winding based on the estimated excitation position;
A second movement control step of moving the mover moved to the origin position into a safety region set in a central portion of a stroke width;
An excitation phase control method for a linear motor, comprising: a magnetic pole position detection process for detecting a magnetic pole position of the mover after the mover is moved to the safety region.
前記安全領域は、各ストローク端から所定の距離、内側に設定されている検出限界位置によって挟まれる領域である請求項3に記載のリニアモータの励磁位相制御方法。     4. The excitation phase control method for a linear motor according to claim 3, wherein the safety region is a region sandwiched by detection limit positions set at a predetermined distance and inside from each stroke end. 可動子の位置に応じて、固定子巻線の励磁位相角を切換えることにより、前記可動子を所定のストローク幅で摺動させるリニアモータに用いられる励磁位相制御プログラムであって、
電源投入直後において、前記固定子巻線に、パルス状の電流を励磁位相角を切換えながら複数回印加し、そのときの前記可動子の加速度に基づいて、前記可動子の磁極位置を推定する磁極位置推定処理と、
推定された前記励磁位置に基づいて、前記固定子巻線に電流を与えることにより、前記可動子を予め設定された原点位置まで移動させる第1の移動制御処理と、
前記原点位置に移動された前記可動子をストローク幅の中央部分に設定されている安全領域内に移動させる第2の移動制御処理と、
前記可動子が前記安全領域に移動された後に、前記可動子の磁極位置検出を行う磁極位置検出処理と
をコンピュータに実行させるためのリニアモータの励磁位相制御プログラム。
An excitation phase control program used for a linear motor that slides the mover with a predetermined stroke width by switching the excitation phase angle of the stator winding according to the position of the mover,
Immediately after turning on the power, a pulsed current is applied to the stator winding a plurality of times while switching the excitation phase angle, and the magnetic pole for estimating the magnetic pole position of the mover based on the acceleration of the mover at that time Position estimation processing;
A first movement control process for moving the mover to a preset origin position by applying a current to the stator winding based on the estimated excitation position;
A second movement control process for moving the movable element moved to the origin position into a safety area set in a central portion of a stroke width;
An excitation phase control program for a linear motor for causing a computer to execute a magnetic pole position detection process for detecting a magnetic pole position of the mover after the mover is moved to the safety region.
前記安全領域は、各ストローク端から所定の距離、内側に設定されている検出限界位置によって挟まれる領域である請求項5に記載のリニアモータの励磁位相制御プログラム。   The linear motor excitation phase control program according to claim 5, wherein the safety area is an area sandwiched by detection limit positions set at a predetermined distance and inside from each stroke end.
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