JP2558813Y2 - リニア直流モーターの速度制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリニア直流モーターの速
度を制御する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、リニア直流モーターの速度制
御装置として、第４図に示すように、リニア直流モータ
ー１０１の速度を検出する速度検出器１０２とリニア直
流モーター１０２の位置を検出する位置検出器１０３と
これからの方向切換信号を発生する方向切換信号発生回
路１０４と、これからの方向切換信号を受けて前記速度
検出器１０２からの検出速度信号をその大きさのみを示
す電圧に切り換える信号切換回路１０５と、リニア直流
モーター１０１の速度の目標値に対応した目標速度信号
を発生する目標速度信号発生回路１０６と、これからの
目標速度信号と前記信号切換回路１０７からの検出速度
信号とを比較して偏差を出力する偏差増幅回路１０７
と、これからの出力信号及び前記方向切換信号発生回路
１０４からの方向切換信号に対応してリニア直流モータ
ー１０１を駆動する駆動回路１０８とを具備してなるも
のが知られている。このリニア直流モーターの速度制御
装置に於いては、走行子の速度を検出する速度検出器と
して走行子に固定された速度検出コイルと、この速度検
出コイルの走行方向に配置された永久磁石およびヨーク
とからなるものが知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】このリニアモーターの
速度制御装置に於いて、速度検出器にヨークがあるため
にリニア直流モーターで発生する磁束が速度検出器のヨ
ークに漏れてしまうから、図３に実線で示す検出速度Ｖ
ａに２点鎖線で示すノイズが発生する。したがって従来
のリニア直流モーターの速度制御装置は、検出信号にノ
イズが含まれているので、制御の精度が悪くなるという
問題がある。本考案の技術的課題は、速度の制御の精度
が良いリニア直流モーターの速度制御装置を提供するこ
とにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本考案によれば、リニア
直流モーターの走行子に固定された検出コイルと該検出
コイルの走行方向に配置された永久磁石およびヨークと
からなる速度検出器で検出した前記走行子の検出速度信
号と予め定められた目標速度信号とを比較して、その偏
差に対応した駆動信号により前記走行子を駆動する前記
リニア直流モーターの速度制御装置に於いて、速度検出
器のヨーク又はその近傍にノイズ補償コイルを設け、リ
ニア直流モーターの駆動電流による漏れ磁束を検出し、
さらに前記走行子に備えた駆動コイルの位置を位置検出
器により検出し、可変利得増幅器を用いて、ノイズ補償
コイルの出力を、リニア直流モーター駆動コイルの移動
によって生じる漏れ磁束とノイズ補償コイルとの結合度
の変化に対応した増幅度で増幅し、速度検出器に生じる
ノイズレベルに一致させた後、速度検出器からの検出速
度信号より差し引き、漏れ磁束により生じる速度検出器
のノイズを正確に補償し、速度の制御を高精度化したこ
とを特徴とするリニア直流モーターの速度制御装置が得
られる。すなわち、本発明は、走行子の速度を検出する
速度検出器からの検出速度信号から、ノイズ除去後の検
出速度信号と、目標速度信号とを比較してその偏差に対
応した駆動信号により走行子を駆動するものであり、か
つ、速度検出器が走行子に固定された検出コイルとこれ
に走行方向に配置された永久磁石及びヨークとからなる
リニア直流モーターの速度制御装置に於いて、前記速度
センサのヨーク又はヨーク近傍にノイズ補償コイルを設
け、リニア直流モーターからの漏れ磁束を検出し、さら
には走行子の位置により駆動コイルノイズ補償コイルの
距離が変化し、図５に示すように駆動コイルと速度検出
コイルの結合度Ｋ１と、駆動コイルとノイズ補償コイル
の結合度Ｋ２が異なるから、ノイズ補償コイルの出力を
走行子の位置に応じて、駆動コイルと速度検出コイルの
結合度Ｋ１と駆動コイルとノイズ補償コイルの結合度Ｋ
２の割合に対応する増幅度に切り換える事の出来る可変
利得増幅器で増幅し、速度検出器に生じる漏れ磁束によ
るノイズのレベルと一致させた後、その可変利得増幅器
からの出力を速度検出器からの検出速度信号から差し引
くことで、走行子の位置によらず適正にノイズを除去で
きることを特徴とするリニア直流モーターの速度検出装
置である。

【０００５】

【作用】本考案によれば、速度検出器に対応するリニア
直流モーターからの漏れ磁束をノイズ補償コイルで検出
し、さらに可変利得増幅器によって走行子の位置に応じ
た増幅度でノイズ補償コイル出力を増幅後、検出速度信
号から差し引くことで、走行子の移動範囲全域に於いて
適正にノイズを除去することができ、正確な検出速度信
号を得ることができる。正確な検出速度信号を得ること
により速度の制御の精度が良くなることは言うまでもな
い。

【０００６】

【実施例】次に、本考案の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１に示すように、本考案のリニア直流モ
ーターの速度制御装置は、リニア直流モーター１の速度
を検出する速度検出器２と、リニア直流モーター１の位
置を検出する位置検出器３と、これからの出力信号を受
けて方向切換信号を発生する方向切換信号発生回路４
と、これからの方向切換信号を受けて前記速度検出器２
からの検出速度信号をその大きさのみを示す信号に切り
換える信号切換回路５とこれからの検出速度信号を増幅
する差動回路６と、前記リニア直流モーター１からの漏
れ磁束を検出するノイズ補償コイル７と、これからの漏
れ磁束の信号を前記方向切換信号発生回路からの方向切
換信号を受けて増幅度を切り換え、リニア直流モーター
の走行子の位置に対応する増幅で増幅する可変利得増幅
回路１２と、前記差動回路６からの検出速度信号から前
記可変利得増幅回路１２からのノイズ信号を差し引く減
算回路８と、リニア直流モーター１の速度の目標値に対
応した目標速度信号を発生する目標速度信号発生回路９
と、これからの目標速度信号と前記減算回路８からの検
出速度信号とを比較して偏差を出力する偏差増幅回路１
０と、これからの出力信号および前記方向切換信号発生
回路４からの方向切換信号に対応してリニア直流モータ
ー１を駆動する駆動回路１１とを具備してなる。図２に
リニア直流モーター１及び速度検出器２の要部が示され
ているので、次にこれを説明する。リニア直流モーター
１は、四角筒体からなる筒状ヨーク１ａと、これの中央
部に一体的に設けられたセンターヨーク１ｂと筒状ヨー
ク１ａの両側板の内壁にそぞれ固定された板状の永久磁
石１ｃ，１ｄと、これらの上方にそれぞれ配置されたガ
イド軸１ｅ，１ｆと、これらの支持している支持部材１
ｇと、前記ガイド軸１ｅ，１ｆに走行自在に取り付けら
れている走行子１ｈと、これの中央部の下面に固定され
ていると共にセンターヨーク１ｂを走行自在に包囲して
いる駆動コイル１ｉなどからなる。前記駆動コイル１ｉ
に駆動回路１１から正方向及び逆方向の駆動電流を交互
に供給する事により、フレミングの法則に基づいて走行
子１ｈが往動及び復動される。リニア直流モーター１の
横には、速度検出器が配置されている。この速度検出器
２は、四角筒体からなる筒状ヨーク２ａと、これのリニ
ア直流モーター１側の側壁に固定された板状の永久磁石
２ｂと、前記走行子１ｈの側部にこれと一体的に突設さ
れた保持片２ｃと、これに固定されていると共に筒状ヨ
ーク２ａのリニア直流モーター１から遠い側板２ａ１を
走行自在に包囲している速度検出コイル２ｄとからな
る。速度検出器２においては、走行子１ｈと一体的に走
行する速度検出コイル２ｄが永久磁石２ｂによってつく
られる磁束を切る時に速度検出コイル２ｄに発生する起
電力（検出速度信号）の大きさを走行子１ｈの速度の大
きさとしている。速度検出器２における筒状ヨーク２ａ
の側板２ａ１には、ノイズ補償コイル７が巻回されてい
る。このノイズ補償コイル７は、駆動コイル１ｉにより
発生する磁束のうち筒状ヨーク２ａの側板２ａ１を通る
漏れ磁束を検出するものである。前記筒状ヨーク２ａを
通る漏れ磁束がない場合には、速度検出器２の出力であ
る検出速度信号Ｖａは次の式で表される。 Ｖａ＝Ｂ１Ｎｖ …（１） ここで、Ｂは永久磁石２ｂが発生する磁束密度、１は速
度検出コイル２ｄの永久磁石２ｂの面に対向した長さ、
Ｎは速度検出コイル２ｄの巻数、ｖは速度検出コイル２
ｄの速度である。しかし、筒状ヨーク２ａの側板２ａ１
を通る漏れ磁束がある場合には、速度検出器２の出力で
ある検出速度信号Ｖａは次の式で表される。 Ｖａ＝Ｂ１Ｎｖ＋ｋ１Ｌ１（ｄＩ／ｄｔ） …（２） ここで、ｋ１は速度検出コイル２ｄと漏れ磁束との結合
度、Ｌ１は速度検出コイル２ｄのインダクタンス、ｄＩ
／ｄｔは駆動コイル１ｉへの駆動電流Ｉの変化率であ
る。前記（１）式と（２）とを比較すると、漏れ磁束に
より検出速度信号に加わるノイズはｋ１Ｌ１（ｄＩ／ｄ
ｔ）であり、たとえば図３の２点鎖線であらわされ、特
に駆動電流Ｉの極性が反転する往動と復動の切換位置付
近に集中している。ところでノイズ補償コイル７の出力
Ｖｂは次の式で表される。 Ｖｂ＝ｋ２Ｌ２（ｄＩ／ｄｔ） …（３） ここで、ｋ２はノイズ補償コイル７と漏れ磁束との結合
度、Ｌ２はノイズ補償コイル７のインダクタンスであ
る。ｋ１は速度検出コイルと漏れ磁束を発生する駆動コ
イル１ｉの距離が変化しないために図５実線で示すよう
に一定なのに対し、駆動コイルは走行子と共に移動し、
ノイズ補償コイル７はヨークに固定しているために、駆
動コイルの位置によってｋ２が図５ ２点鎖線に示すよ
うに変化する。 そこで、このノイズ補償コイル７で検
出した漏れ磁束ｋ２Ｌ２（ｄＩ／ｄｔ）を図１に示すよ
うに可変利得増幅器１２に与え、可変利得増幅器１２は
方向切換信号発生回路４からの方向切換信号を受けて増
幅度を次式で表される用に切り換えて増幅する。 Ｇａ＝ｋ１Ｌ１／ｋ２（ａ）Ｌ２ …（４） Ｇｂ＝ｋ１Ｌ１／ｋ２（ｂ）Ｌ２ …（５） ここでＧａは往動から復動への切換位置（図５ａ点）に
おける可変利得増幅器１２の増幅度、Ｇｂは復動から往
動への切換位置（図５ｂ点）における可変利得増幅器１
２の増幅度、ｋ２（ａ）は往動から復動への切換位置に
おける漏れ磁束とノイズ補償コイル７との結合度、ｋ２
（ｂ）は復動から往動への切換位置における漏れ磁束と
ノイズ補償コイル７との結合度である。可変利得増幅器
１２によって増幅された漏れ磁束信号は方向切換位置に
おいて速度検出コイルに加わる漏れ磁束によるノイズ信
号と一致し、この可変利得増幅器１２で増幅された磁束
信号を図１に示すように減算回路８に加えて、このげん
さんかいろ８が差動回路６からの検出速度信号より漏れ
磁束信号を差し引いて、正確な速度信号を偏差増幅器１
０に与える。この偏差増幅器１０は、ノイズが除去され
た正確な検出速度信号と目標速度信号とを比較してその
偏差を駆動回路１１に与える。したがって、この駆動回
路１１は、正確な検出速度信号に基づいてリニア直流モ
ーター１の駆動コイル１ｉへの駆動電流を制御する事が
出来る。

【０００７】

【発明の効果】本考案によれば、ノイズ補償コイルと可
変利得増幅器を用いることで検出速度信号から適正にノ
イズを除去する事が出来るので、速度の制御の精度が良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の１実施例を示すブロック図である。

【図２】同上実施例の要部を示す斜視図である。

【図３】同上実施例の速度検出器の出力を説明するため
の図である。

【図４】従来のリニア直流モーターを示すブロック図で
ある。

【図５】リニア直流モーターと補償コイルの結合度を説
明するための図である。

【符号の説明】

１ リニア直流モーター ２ 速度検出器 ７ ノイズ補償コイル ８ 減算回路 １２ 可変利得増幅回路

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 リニア直流モーターの走行子に固定され
   た検出コイルと該検出コイルの走行方向に配置された永
   久磁石およびヨークとからなる速度検出器で検出した前
   記走行子の検出速度信号と予め定められた目標速度信号
   とを比較して、その偏差に対応した駆動信号により前記
   走行子を駆動する前記リニア直流モーターの速度制御装
   置に於いて、速度検出器のヨーク又はその近傍にノイズ
   補償コイルを設け、リニア直流モーターの駆動電流によ
   る漏れ磁束を検出し、さらに前記走行子に備えた駆動コ
   イルの位置を位置検出器により検出し、可変利得増幅器
   を用いて、ノイズ補償コイルの出力を、リニア直流モー
   ター駆動コイルの移動によって生じる漏れ磁束とノイズ
   補償コイルとの結合度の変化に対応した増幅度で増幅
   し、速度検出器に生じるノイズレベルに一致させた後、
   速度検出器からの検出速度信号より差し引き、漏れ磁束
   により生じる速度検出器のノイズを正確に補償し、速度
   の制御を高精度化したことを特徴とするリニア直流モー
   ターの速度制御装置。