JP2007274838A - Magnetically levitated transporter - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetically levitated transporter for controlling a thrust force, levitation, pitching and rolling by executing winding switching of a plurality of inverters without feeding power to a mover. <P>SOLUTION: In the magnetically levitated transporter, a plurality of stator coil units (14) are arranged in two columns on right and left for a thrust force direction. The mover (11) is three times or more as long as the stator coil units (14) in the thrust force direction. When the mover (11) is stopped, the plurality of inverters (16) feed power to the stator coils facing the mover (11). While the mover (11) is traveling, a changeover switch (15) executes switching so as to feed power to the stator coil units (14) facing the mover (11). The inverters (16) feed power to the corresponding stator coil unit (14) so that the mover (11) generates the thrust force and levitation force. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、界磁極を有する可動子と、分割して配置された固定子コイルユニットと、この固定子コイルユニットに切替スイッチを介し給電する複数のインバータを備える磁気浮上搬送装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to a magnetic levitation transport apparatus including a mover having a field pole, a stator coil unit arranged separately, and a plurality of inverters that feed power to the stator coil unit via a changeover switch, and a control method thereof. .

従来の、界磁極を有する可動子と、分割して配置された固定子コイルユニットと、この固定子コイルユニットに切替えスイッチを介し給電する複数のインバータを備える磁気浮上搬送装置及びその制御方法は、一般的に複数のインバータと巻線切替えを用い各々の固定子コイルユニットに給電し、推力制御と可動子重心の浮上制御をする。また、1つのインバータが故障した時には、他のインバータの出力を制御する信頼性の高い浮上式鉄道もある(例えば、特許文献1参照)。
また、可動子に部分的に推力と浮上力を発生させる機構を備えたことにより、3次元的に浮上して走行するものもある(例えば、特許文献2参照)。
図8は、特許文献1に開示されている従来の磁気浮上搬送装置の構成を示すブロック図であり、3重き電方式のリニアモータ給電装置である。
図8において、VHは界磁極を搭載した移動車両、SEC、SECN+1、SECN+2…は地上側に分割して設置された電機子コイルユニット、SW、SWN+1、SWN+2…は電機子コイルユニット切替えスイッチ、A、B、Cは各々のA系、B系及びC系の3相交流電線、INV−A、INV−B、INV−CはPWM制御インバータ、Cd直流平滑コンデンサ、CNVはPWM制御コンバータ、DCB〜DCBは直流遮断器、ACB〜ACBは交流遮断器、Lsは交流リアクトル、TRsは電源トランス、BUSは3相交流電源の電線路を表す。図8のリニアモータの給電装置では、地上の電機子コイルを2層に配置し、A系統から給電を受ける電機子コイルユニットSECとB系統から給電を受ける電機子コイルユニットSECN+1をラップし、さらにこの電機子コイルユニットSECN+1とC系統から給電を受ける電機子コイルユニットSECN+2をラップし、配置している。この3重き電方式によるリニアモータの給電装置では、1台のインバータ(例えばINV−A)が故障した場合、直流遮断器DCB1、及び交流遮断器ACB1をOFFし、故障系統(A系統)のインバータINV−Aだけを切り離し、他の系統に接続しているインバータINV−B、INV−Cから給電を続けることにより、車両VHを継続して走行することができる。
図9は、特許文献2に開示された従来の磁気浮上搬送装置の外観を示す図である。
図9において、1は車両、2は磁石、3は回転体、4はモータ、5−1、5−2、5−3は電気伝導性の板である。回転体3が回転することにより、電気伝導性の板に誘導電流を発生し、回転体3に反発力が発生する。この時、回転体3の回転中心が電気伝導性の板5−1、5−2または電気伝導性の板5−2、5−3の境界線とずらして配置しているため、円板が回転する時に発生する推進方向の磁気抗力は各回転板の左右で異なり、左右の円板の回転方向を逆にすることによって、合力として推力が得る。また、回転体3の位置が左右にずれた場合には、主として電気伝導性の板に発生する左右方向の力に差が生じ、結果的に回転体3の組み合わせが右に寄れば左側に、左に寄れば右側に戻そうとする案内力が発生することになる。
特開平4−91603号公報(図1) 特開平8−111313号公報(図3)
A conventional magnetic levitation transport apparatus including a movable body having a field pole, a stator coil unit arranged separately, and a plurality of inverters that feed power to the stator coil unit via a changeover switch, and a control method thereof, Generally, power is supplied to each stator coil unit using a plurality of inverters and winding switching, and thrust control and floating control of the center of gravity of the mover are performed. There is also a highly reliable floating railway that controls the output of another inverter when one inverter fails (see, for example, Patent Document 1).
In addition, there are some which move in a three-dimensional manner by being provided with a mechanism that partially generates a thrust and a levitation force on the mover (see, for example, Patent Document 2).
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a conventional magnetic levitation transport apparatus disclosed in Patent Document 1, which is a triple-feed type linear motor power supply apparatus.
In FIG. 8, VH is a moving vehicle equipped with field poles, SEC N , SEC N + 1 , SEC N + 2 ... Is an armature coil unit installed separately on the ground side, SW N , SW N + 1 , SW N + 2 . Coil unit changeover switch, A, B, C are 3-phase AC wires for A, B, and C, INV-A, INV-B, INV-C are PWM control inverters, Cd DC smoothing capacitors, CNV are PWM control converters, DCB 1 to DCB 3 are DC circuit breakers, ACB 1 to ACB 3 are AC circuit breakers, Ls is an AC reactor, TRs is a power transformer, and BUS is a three-phase AC power line. In the linear motor power supply apparatus of FIG. 8, the ground armature coils are arranged in two layers, and the armature coil unit SEC N that receives power from the A system and the armature coil unit SEC N + 1 that receives power from the B system are wrapped. Furthermore, this armature coil unit SEC N + 1 and the armature coil unit SEC N + 2 that receives power from the C system are wrapped and arranged. In this triple motor type linear motor power supply device, when one inverter (for example, INV-A) fails, the DC circuit breaker DCB1 and the AC circuit breaker ACB1 are turned off, and the inverter of the fault system (system A) By disconnecting only INV-A and continuing to supply power from the inverters INV-B and INV-C connected to other systems, the vehicle VH can be continuously driven.
FIG. 9 is a view showing an appearance of a conventional magnetic levitation transport device disclosed in Patent Document 2. As shown in FIG.
In FIG. 9, 1 is a vehicle, 2 is a magnet, 3 is a rotating body, 4 is a motor, 5-1, 5-2, and 5-3 are electrically conductive plates. When the rotating body 3 rotates, an induced current is generated in the electrically conductive plate, and a repulsive force is generated in the rotating body 3. At this time, since the rotation center of the rotating body 3 is shifted from the boundary line of the electrically conductive plates 5-1 and 5-2 or the electrically conductive plates 5-2 and 5-3, the disc is The magnetic drag in the propulsion direction generated when rotating is different on the left and right of each rotating plate, and thrust is obtained as a resultant force by reversing the rotating direction of the left and right discs. Further, when the position of the rotator 3 is shifted to the left and right, a difference occurs in the lateral force mainly generated in the electrically conductive plate. As a result, if the combination of the rotators 3 is shifted to the right, the left side is If you move to the left, a guide force will be generated to return to the right.
Japanese Patent Laid-Open No. 4-91603 (FIG. 1) JP-A-8-111313 (FIG. 3)

従来の界磁極を有する可動子と、分割して配置された固定子コイルユニットと、この固定子コイルユニットに切替えスイッチを介し給電する複数のインバータを備える磁気浮上搬送装置は、走行の時には、推力制御をし、可動子重心の浮上制御することができるが、走行力によるピッチングとローリングを相殺することができないという問題があった。また、可動子が浮上し、静止している時には、外乱により発生するピッチングも相殺することができないという問題もあった。
例えば、特許文献1の磁気浮上搬送装置は、推力制御し、可動子重心の浮上制御することができるが、ピッチング制御とローリング制御は考慮していない。また、特許文献2の磁気浮上搬送装置は、推力制御、浮上制御、案内制御、ピッチング制御およびローリング制御することができるが、可動子にある4つのモータに電力を供給する必要があり、システムが複雑になるという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、可動子に電力を供給することなしで、複数のインバータと巻線切替えを用い、推力制御、浮上制御、ピッチング制御およびローリング制御をして揺れのない磁気浮上搬送装置を提供することを目的とする。
A magnetic levitation transport apparatus having a conventional mover having a field pole, a stator coil unit arranged separately, and a plurality of inverters that feed power to the stator coil unit via a changeover switch is a thrust force during traveling. Although control can be performed to control the floating of the center of gravity of the mover, there is a problem that pitching and rolling due to running force cannot be offset. Further, when the mover floats and is stationary, there is a problem that pitching caused by disturbance cannot be canceled out.
For example, the magnetic levitation transport apparatus of Patent Document 1 can control thrust and control the floating of the center of gravity of the mover, but does not consider pitching control and rolling control. In addition, the magnetic levitation conveyance device of Patent Document 2 can perform thrust control, levitation control, guidance control, pitching control, and rolling control, but it is necessary to supply power to four motors in the mover, and the system There was a problem of becoming complicated.
The present invention has been made in view of such problems, and uses a plurality of inverters and winding switching without supplying power to the mover, and performs thrust control, levitation control, pitching control, and rolling control. It is an object of the present invention to provide a magnetic levitation transfer device that does not shake.

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項1に記載の発明は、界磁極を有する可動子と、多相コイルを有する複数の固定子ユニットと、前記固定子ユニットの多相コイルに切替スイッチを介して給電する複数のインバータと、を備えた磁気浮上搬送装置において、前記固定子ユニットは、走行方向に対し左右2列に複数配置され、前記可動子は、走行方向に対し前記固定子ユニットより3倍以上長く、前記可動子が静止している時、前記複数のインバータは、前記可動子に対向している複数の固定子コイルに給電し、前記可動子が走行する時、前記切替えスイッチは、前記可動子に対向している複数の固定子ユニットに給電するよう切替えを行い、前記インバータは、対応する前記固定子コイルユニットに給電し、前記可動子に推力と浮上力を発生させることを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の磁気浮上搬送装置において、前記可動子の前後左右の4箇所に前記固定子ユニットと前記可動子とのギャップを検出しギャップ信号を生成するギャップセンサと、前記ギャップ信号から前部の左右の推力の和と、後部の左右の推力の和は同等で、かつ、前後左右のギャップが一定になるようインバータの推力指令を制御する制御部と、を備えることを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、請求項1記載の磁気浮上搬送装置において、前記可動子の位置を検出するリニアスケールを左右の固定子の中間に備えたことを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明は、請求項1記載の磁気浮上搬送装置において、前記可動子の位置を検出するリニアスケールを左右の固定子の中間に備えたことを特徴とするものである。
請求項5に記載の発明は、請求項1記載の磁気浮上搬送装置において、前記推力電流はq軸電流であり、前記浮上力電流はd軸電流であることを特徴とするものである。
請求項6に記載の発明は、請求項1記載の磁気浮上搬送装置において、前記インバータは、常に同数の固定子コイルユニットに給電することを特徴とするものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The invention described in claim 1 includes a mover having a field pole, a plurality of stator units having a multiphase coil, a plurality of inverters for supplying power to the multiphase coil of the stator unit via a changeover switch, A plurality of the stator units are arranged in two rows on the left and right in the traveling direction, and the mover is three times longer than the stator unit in the traveling direction. When stationary, the plurality of inverters supply power to a plurality of stator coils facing the mover, and when the mover travels, the changeover switch faces the mover. Switching is performed so that power is supplied to a plurality of stator units, and the inverter supplies power to the corresponding stator coil units to generate thrust and levitation force on the mover. A.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the magnetic levitation transport apparatus according to the first aspect, wherein a gap signal is generated by detecting a gap between the stator unit and the movable element at four positions, front, rear, left and right of the movable element. A sensor and a control unit that controls the thrust command of the inverter so that the sum of the left and right thrusts of the front part is equal to the sum of the left and right thrusts of the rear part, and the front and rear, left and right gaps are constant; It is characterized by providing.
According to a third aspect of the present invention, in the magnetic levitation transport apparatus according to the first aspect, a linear scale for detecting the position of the mover is provided between the left and right stators.
According to a fourth aspect of the present invention, in the magnetic levitation transport apparatus according to the first aspect, a linear scale for detecting the position of the mover is provided between the left and right stators.
According to a fifth aspect of the present invention, in the magnetic levitation transport apparatus according to the first aspect, the thrust current is a q-axis current, and the levitation force current is a d-axis current.
A sixth aspect of the present invention is the magnetic levitation transport apparatus according to the first aspect, wherein the inverter always supplies power to the same number of stator coil units.

本発明によると、複数のインバータが対応した固定子ユニットを独立に制御するため、可動子の前後左右推力、浮上力を独立に制御でき、推力制御、浮上制御、ピッチング制御、ローリング制御をして揺れのない磁気浮上装置を提供することができる。   According to the present invention, since the stator unit to which a plurality of inverters correspond is controlled independently, the front / rear / left / right thrust and levitation force of the mover can be controlled independently, and thrust control, levitation control, pitching control, rolling control A magnetic levitation apparatus without shaking can be provided.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図10は、本発明の磁気浮上搬送装置の構造を説明するための図である。図10において、50は固定部、51は固定子左、52は固定子右、53は可動部、54は可動子左、55は可動子右、56はギャップセンサ左、57はギャップセンサ右、58はリニアスケールである。固定部50上に固定子左51と固定子右52が取り付けられており、可動子左55と可動子右56は可動部53に取り付けられている。ギャップセンサ左56は、可動部の左側前後に取り付けられ、ギャップセンサ右57は右側前後の取り付けられている。図11は、本発明の電気的な構成を説明する図である。図11において、59は制御部、S1〜S6は右側の固定子ユニット、S1’〜S6’は左側の固定子ユニット、61、62は切替スイッチ、63はインバータ1、64はインバータ2、65はインバータ1’、66はインバータ2’である。制御部59は、リニアスケール59の位置信号から、選択スイッチ61、62をオンオフさせ、可動子55、56が対向している固定子ユニットS1〜S6、S1’〜S6’をインバータINV1、INV2、INV1’、INV2’と電気的に接続するとともに、ギャップ信号と推力指令から、各インバータの振幅と位相を演算して電流指令を生成する。
図1は、本発明の実施例を示す磁気浮上搬送装置の基本構成を示す図である。図1において、10は固定子、11は可動子、14は固定子コイルユニット、15は切替スイッチ、16は3相交流インバータである。固定子10には各々の固定子コイルユニットS1、S2、S3、S4、S5、S1’、S2’、S3’、S4’、S5’に分割して配置されている。また、固定子コイルユニットS1、S2、S5は、切替えスイッチSW1、SW2、SW5を介し、3相交流インバータInv.1から給電される。固定子コイルユニットS3、S4は、切替えスイッチSW3、SW4を介し、3相交流インバータInv.2から給電される。固定子コイルユニットS1’、S2’、S5’は、切替えスイッチSW1’、SW2’、SW5’を介し、3相交流インバータInv.1’から給電される。固定子コイルユニットS3’、S4’は、切替えスイッチSW3’、SW4’を介し、3相交流インバータInv.2’から給電される。
図2は、本発明の実施例を示す磁気浮上搬送装置の固定子と可動子の構成を示す説明図である。図2において、可動子11は、永久磁石の磁極12が配置されており、固定子コイルユニット14の3倍の長さとなっている。また、各固定子コイルユニット14は3相のU、V、Wコイル13で構成され、固定子コイルユニット14を3相交流電流で給電することにより、可動子11に推力Fxと浮上力Fzが発生する。
FIG. 10 is a view for explaining the structure of the magnetic levitation transport apparatus of the present invention. In FIG. 10, 50 is a fixed part, 51 is a stator left, 52 is a stator right, 53 is a movable part, 54 is a movable element left, 55 is a movable element right, 56 is a gap sensor left, 57 is a gap sensor right, 58 is a linear scale. A stator left 51 and a stator right 52 are attached on the fixed portion 50, and a mover left 55 and a mover right 56 are attached to the movable portion 53. The gap sensor left 56 is attached to the left and front of the movable part, and the gap sensor right 57 is attached to the right and rear. FIG. 11 is a diagram for explaining the electrical configuration of the present invention. In FIG. 11, 59 is a control unit, S1 to S6 are right stator units, S1 ′ to S6 ′ are left stator units, 61 and 62 are changeover switches, 63 is an inverter 1, 64 is an inverter 2, and 65 is Inverters 1 'and 66 are inverters 2'. The control unit 59 turns on and off the selection switches 61 and 62 from the position signal of the linear scale 59, and converts the stator units S1 to S6 and S1 ′ to S6 ′ facing the movers 55 and 56 to the inverters INV1, INV2, In addition to being electrically connected to INV1 ′ and INV2 ′, the current command is generated by calculating the amplitude and phase of each inverter from the gap signal and the thrust command.
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a magnetic levitation transport apparatus showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 10 is a stator, 11 is a mover, 14 is a stator coil unit, 15 is a changeover switch, and 16 is a three-phase AC inverter. The stator 10 is divided into respective stator coil units S1, S2, S3, S4, S5, S1 ′, S2 ′, S3 ′, S4 ′, and S5 ′. The stator coil units S1, S2, and S5 are connected to the three-phase AC inverter Inv. 1 is fed. The stator coil units S3 and S4 are connected to the three-phase AC inverter Inv. 2 is fed. The stator coil units S1 ', S2', S5 'are connected to the three-phase AC inverter Inv. Via the changeover switches SW1', SW2 ', SW5'. Power is supplied from 1 ′. The stator coil units S3 ′ and S4 ′ are connected to the three-phase AC inverter Inv. Power is supplied from 2 ′.
FIG. 2 is an explanatory view showing the configuration of the stator and the mover of the magnetic levitation transport apparatus showing the embodiment of the present invention. In FIG. 2, the mover 11 is provided with permanent magnet magnetic poles 12 and is three times as long as the stator coil unit 14. Each stator coil unit 14 is composed of a three-phase U, V, and W coil 13. By feeding the stator coil unit 14 with a three-phase alternating current, thrust Fx and levitation force Fz are applied to the mover 11. appear.

図3は、本発明の磁気浮上搬送装置の固定子コイルユニット切替えを示す図である。図3(a)に示すように、可動子11が6つの固定子コイルユニットS1、S2、S3、S1’、S2’、S3’に対向する状態の時には、切替えスイッチSW1、SW2、SW3、SW4、SW1’、SW2’、SW3’、SW4’はONになり、切替えスイッチSW5とSW5’はOFFになる。
図3(b)に示すように、可動子11が4つの固定子コイルユニットS1、S4、S1’、S4’を部分的に対向している時には、切替えスイッチSW1、SW2、SW3、SW4、SW1’、SW2’、SW3’、SW4’はONになり、切替えスイッチSW5とSW5’はOFFになる。
図3(c)に示すように、可動子11が6つの固定子コイルユニットS2、S3、S4、S2’、S3’、S4’に対向する状態の時には、切替えスイッチSW1とSW1’はOFFになり、切替えスイッチSW2、SW3、SW4、SW5、SW2’、SW3’、SW4’、SW5’はONになる。図3において、可動子11の位置により、適切な8つの固定子コイルユニット14を選択し、各インバータ16は選択された2つの固定子コイルユニット14に電流を供給する。
FIG. 3 is a diagram showing stator coil unit switching in the magnetic levitation transport apparatus of the present invention. As shown in FIG. 3A, when the mover 11 faces the six stator coil units S1, S2, S3, S1 ′, S2 ′, S3 ′, the changeover switches SW1, SW2, SW3, SW4. , SW1 ′, SW2 ′, SW3 ′, SW4 ′ are turned on, and the changeover switches SW5 and SW5 ′ are turned off.
As shown in FIG. 3B, when the mover 11 partially faces the four stator coil units S1, S4, S1 ′, S4 ′, the changeover switches SW1, SW2, SW3, SW4, SW1 ', SW2', SW3 ', SW4' are turned on, and the changeover switches SW5 and SW5 'are turned off.
As shown in FIG. 3C, when the mover 11 faces the six stator coil units S2, S3, S4, S2 ′, S3 ′, and S4 ′, the changeover switches SW1 and SW1 ′ are turned off. Accordingly, the changeover switches SW2, SW3, SW4, SW5, SW2 ′, SW3 ′, SW4 ′, and SW5 ′ are turned ON. In FIG. 3, appropriate eight stator coil units 14 are selected according to the position of the mover 11, and each inverter 16 supplies current to the two selected stator coil units 14.

図4は、本発明の磁気浮上搬送装置の原理を示す図である。図4(a)は、移動距離x1にある状態での、可動子11に発生する夫々の推力と浮上力を示し、図3(a)および図3(b)の状態に対応する。4つのインバータ16を利用することにより、可動子11に4つの走行力と4つの浮上力を発生することができる。図4(b)は、移動距離x2にある状態での、可動子11に発生する夫々の推力と浮上力を示し、図3(c)の状態に対応する。
本発明の磁気浮上搬送装置の制御原理は、ピッチングとローリングを相殺するように前記夫々の浮上力を制御することである。
図5は、本発明の磁気浮上搬送装置のピッチング制御を示す図であり、ピッチング制御を明確にするためx軸方向とz軸方向だけを示している。図5(a)は、図4(a)の状態を横方向から図示したものであり、推力もしく外乱により発生するピッチングを示すものである。このピッチングは、適切な浮上力Fz1と適切な浮上力Fz2で相殺することができる。前記浮上力Fz1と前記浮上力Fz2はピッチング角度θを0にするように可動子重心17にピッチングダンピングトルク18を発生するように決定する。図5(b)は、図4(b)の状態を横方向から図示したものであり、推力もしく外乱により発生するピッチングを示す。このピッチングは、適切な浮上力Fz1、Fz11と適切な浮上力Fz2で相殺することができる。前記浮上力Fz1、Fz11と前記浮上力Fz2はピッチング角度θを0にするような可動子重心17にピッチングダンピングトルク18を発生するように決定される。
図6は、本発明の磁気浮上搬送装置のローリング制御を示す図であり、ローリング制御を明確にするためy軸方向とz軸方向だけを示している。図6は、固定子の形状もしく外乱により発生するローリングを示すものである。このローリングは、適切な浮上力Fz1と適切な浮上力Fz1’で相殺することができる。前記浮上力Fz1と前記浮上力Fz1’はローリング角度γを0にするように可動子重心17にローリングダンピングトルク19を発生するように決定される。
本実施例では、4台のインバータを用いた制御を示したが、同原理で、より多くのインバータを用いることで、より高精度な制御も可能である。
また、同原理で、2台のインバータを利用し、推力制御と浮上制御とピッチング制御、もしくは推力制御と浮上制御とローリング制御をすることもできる。
また、推力リプルを発生させないため、推力方向では、各モータの電流、またはd軸電流の制御をすることもある。
FIG. 4 is a diagram showing the principle of the magnetic levitation transport apparatus of the present invention. FIG. 4A shows the thrust and levitation force generated in the mover 11 in the state where the movement distance is x1, and corresponds to the states of FIGS. 3A and 3B. By using the four inverters 16, it is possible to generate four traveling forces and four levitation forces on the mover 11. FIG. 4B shows the respective thrusts and levitation forces generated in the mover 11 in the state of the moving distance x2, and corresponds to the state of FIG.
The control principle of the magnetic levitation transport device of the present invention is to control the respective levitation forces so as to cancel pitching and rolling.
FIG. 5 is a diagram showing the pitching control of the magnetic levitation transport apparatus of the present invention, and only the x-axis direction and the z-axis direction are shown to clarify the pitching control. FIG. 5 (a) illustrates the state of FIG. 4 (a) from the lateral direction and shows pitching caused by thrust or disturbance. This pitching can be offset by an appropriate levitation force Fz1 and an appropriate levitation force Fz2. The levitation force Fz1 and the levitation force Fz2 are determined so that the pitching damping torque 18 is generated at the center of gravity 17 of the mover so that the pitching angle θ is zero. FIG. 5B illustrates the state of FIG. 4B from the lateral direction and shows pitching caused by thrust or disturbance. This pitching can be offset by appropriate levitation forces Fz1, Fz11 and an appropriate levitation force Fz2. The levitation forces Fz1 and Fz11 and the levitation force Fz2 are determined so as to generate a pitching damping torque 18 at the center of gravity 17 of the mover so that the pitching angle θ is zero.
FIG. 6 is a diagram showing the rolling control of the magnetic levitation transport apparatus according to the present invention, and only the y-axis direction and the z-axis direction are shown to clarify the rolling control. FIG. 6 shows rolling caused by the shape of the stator or disturbance. This rolling can be offset by an appropriate levitation force Fz1 and an appropriate levitation force Fz1 ′. The levitation force Fz1 and the levitation force Fz1 ′ are determined so as to generate a rolling damping torque 19 at the center of gravity 17 of the mover so that the rolling angle γ is zero.
In the present embodiment, control using four inverters is shown, but more accurate control is possible by using more inverters based on the same principle.
Further, based on the same principle, it is possible to use two inverters to perform thrust control, levitation control, and pitching control, or thrust control, levitation control, and rolling control.
Further, since no thrust ripple is generated, the current of each motor or the d-axis current may be controlled in the thrust direction.

図7は、本発明の磁気浮上搬送装置の制御ブロック図である。まず、位置指令X0、速度指令V0、可動子重心17のギャップ長さ指令δ0を入力する。センサーブロック20の計測情報を用い、PID制御ブロックで、可動子11の全体Fxと可動子11の浮上力Fzを決める。θ=0、γ=0の制御ブロックで、可動子11の位置xとローリング角度γとピッチング角度θと可動子重心17のギャップ長さδにより、適切な浮上力指令置Fz1、Fz2、Fz1’、Fz2’を決める。前記推力と前記浮上力を発生するように、インバータInv.1、インバータInv.1’、インバータInv.2とインバータInv.2’が適切な電流I1、I2、I1’、I2’を出力する。前記電流I1、I2、I1’、I2’は切替えスイッチ15ブロック21を介し可動子の位置xにより適切な固定子コイルユニット14を選択して供給される。
以上の方法によって、推力制御と浮上制御とピッチング制御とローリング制御が実現できる。
FIG. 7 is a control block diagram of the magnetic levitation transport apparatus of the present invention. First, a position command X0, a speed command V0, and a gap length command δ0 of the mover center of gravity 17 are input. Using the measurement information of the sensor block 20, the entire Fx of the mover 11 and the floating force Fz of the mover 11 are determined by the PID control block. In the control block of θ = 0, γ = 0, appropriate lift force command positions Fz1, Fz2, Fz1 ′ are determined by the position x of the mover 11, the rolling angle γ, the pitching angle θ, and the gap length δ of the mover center of gravity 17. , Fz2 ′ is determined. An inverter Inv. Is generated so as to generate the thrust and the levitation force. 1, inverter Inv. 1 ′, inverter Inv. 2 and the inverter Inv. 2 'outputs the appropriate currents I1, I2, I1', I2 '. The currents I 1, I 2, I 1 ′, and I 2 ′ are supplied through the changeover switch 15 block 21 by selecting an appropriate stator coil unit 14 according to the position x of the mover.
By the above method, thrust control, levitation control, pitching control, and rolling control can be realized.

本発明が特許文献1と異なる部分は、推力制御と可動子重心の浮上制御に加えてピッチング制御とローリング制御できるようにした部分である。
また、本発明が特許文献2と異なる部分は、可動子に電力を供給する必要をなくした部分である。
The portion of the present invention that differs from Patent Document 1 is a portion that can perform pitching control and rolling control in addition to thrust control and floating control of the center of gravity of the mover.
Moreover, the part from which this invention differs from patent document 2 is a part which eliminated the need to supply electric power to a needle | mover.

本発明の実施例を示す磁気浮上搬送装置及びその制御方法の基本構成を示す図The figure which shows the basic composition of the magnetic levitation conveyance apparatus which shows the Example of this invention, and its control method 本発明の実施例を示す磁気浮上搬送装置及びその制御方法の固定子と可動子の構成を示す説明図Explanatory drawing which shows the structure of the stator and the needle | mover of the magnetic levitation conveyance apparatus which shows the Example of this invention, and its control method 本発明の磁気浮上搬送装置及びその制御方法の固定子コイルユニット切替えを示す図The figure which shows the stator coil unit switching of the magnetic levitation conveyance apparatus of this invention, and its control method 本発明の磁気浮上搬送装置の原理を示す図The figure which shows the principle of the magnetic levitation conveyance apparatus of this invention 本発明の磁気浮上搬送装置のピッチング制御を示す図The figure which shows the pitching control of the magnetic levitation conveyance apparatus of this invention 本発明の磁気浮上搬送装置のローリング制御を示す図The figure which shows the rolling control of the magnetic levitation conveyance apparatus of this invention 本発明の磁気浮上搬送装置の制御ブロック図Control block diagram of magnetic levitation transport apparatus of the present invention 従来の磁気浮上搬送装置及びその制御方法の特許許文献1の第1実施例の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of 1st Example of the patent document 1 of the conventional magnetic levitation conveyance apparatus and its control method 従来の磁気浮上搬送装置及びその制御方法の特許文献2の第1実施例の図3を示す図FIG. 3 is a diagram showing FIG. 3 of the first embodiment of Patent Document 2 of a conventional magnetic levitation transport apparatus and its control method. 本発明の磁気浮上搬送装置の構造を説明する図The figure explaining the structure of the magnetic levitation conveyance apparatus of this invention 本発明の電気的な構成を説明する図The figure explaining the electrical constitution of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

10 固定子
11 可動子
12 界磁極
13 コイル
14 固定子コイルユニット
15 切替スイッチ
16 インバータ
17 可動子重心
18 ピッチングダンピングトルク
19 ローリングダンピングトル
20 センサーブロック
21 切替えスイッチブロック
50 固定部
51 固定子左
52 固定子右
53 可動部
54 可動子左
55 可動子右
56 ギャップセンサ左
57 ギャップセンサ右
58 リニアスケール
59 制御部
61、62 切替スイッチ
63、64、65、66 インバータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Stator 11 Mover 12 Field pole 13 Coil 14 Stator coil unit 15 Changeover switch 16 Inverter 17 Mover center of gravity 18 Pitching damping torque 19 Rolling damping torque 20 Sensor block 21 Changeover switch block 50 Fixing part 51 Stator left 52 Stator Right 53 Movable part 54 Movable element left 55 Movable element right 56 Gap sensor left 57 Gap sensor right 58 Linear scale 59 Control part 61, 62 Changeover switch 63, 64, 65, 66 Inverter

Claims (6)

界磁極を有する可動子と、多相コイルを有する複数の固定子コイルユニットと、前記固定子コイルユニットの多相コイルに切替スイッチを介して給電する複数のインバータと、を備えた磁気浮上搬送装置において、
前記固定子コイルユニットは、走行方向に対し左右2列に複数配置され、
前記可動子は、走行方向に対し前記固定子コイルユニットより3倍以上長く、
前記可動子が静止している時、前記複数のインバータは、前記可動子に対向している複数の固定子コイルに給電し、
前記可動子が走行する時、前記切替えスイッチは、前記可動子に対向している複数の固定子コイルユニットに給電するよう切替えを行い、
前記インバータは、対応する前記固定子コイルユニットに推力を発生する推力電流と浮上力を発生する浮上力電流を合成して給電することを特徴とする磁気浮上搬送装置。
A magnetic levitation transport apparatus comprising: a mover having a field pole; a plurality of stator coil units having a multiphase coil; and a plurality of inverters for supplying power to the multiphase coils of the stator coil unit via a changeover switch. In
A plurality of the stator coil units are arranged in two rows on the left and right with respect to the traveling direction,
The mover is at least three times longer than the stator coil unit in the traveling direction,
When the mover is stationary, the plurality of inverters supply power to the plurality of stator coils facing the mover,
When the mover travels, the changeover switch performs switching to supply power to a plurality of stator coil units facing the mover,
The magnetic levitation conveying apparatus characterized in that the inverter supplies power by combining a thrust current that generates thrust to the corresponding stator coil unit and a levitation force current that generates levitation force.
前記複数のインバータは4台で、前記可動子の前後左右の固定子コイルユニットに給電することを特徴とする請求項1記載の磁気浮上搬送装置。   2. The magnetic levitation transport apparatus according to claim 1, wherein the plurality of inverters supply power to the stator coil units at the front, rear, left and right of the mover. 4. 前記可動子の前後左右の4箇所に前記固定子コイルユニットと前記可動子とのギャップを検出しギャップ信号を生成するギャップセンサと、
前記ギャップ信号からローリング角度とピッチング角度を演算し、前記ローリング角度と前記ピッチング角度と推力指令から前記インバータの推力電流指令と浮上力電流指令を生成する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項1記載の磁気浮上装置。
A gap sensor that detects a gap between the stator coil unit and the mover at four locations on the front, rear, left, and right sides of the mover and generates a gap signal;
A controller that calculates a rolling angle and a pitching angle from the gap signal, and generates a thrust current command and a levitation force current command of the inverter from the rolling angle, the pitching angle, and a thrust command;
The magnetic levitation apparatus according to claim 1, further comprising:
前記可動子の位置を検出するリニアスケールを左右の固定子の中間に備えたことを特徴とする請求項1記載の磁気浮上搬送装置。   2. The magnetic levitation transport apparatus according to claim 1, wherein a linear scale for detecting the position of the mover is provided between the left and right stators. 前記推力電流はq軸電流であり、前記浮上力電流はd軸電流であることを特徴とする請求項1記載の磁気浮上搬送装置。   2. The magnetic levitation transport apparatus according to claim 1, wherein the thrust current is a q-axis current, and the levitation force current is a d-axis current. 前記インバータは、常に同数の固定子コイルユニットに給電することを特徴とする請求項1記載の磁気浮上搬送装置。   2. The magnetic levitation transport device according to claim 1, wherein the inverter always supplies power to the same number of stator coil units.
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