JP2988853B2 - DC linear motor - Google Patents

DC linear motor

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JP2988853B2
JP2988853B2 JP7169415A JP16941595A JP2988853B2 JP 2988853 B2 JP2988853 B2 JP 2988853B2 JP 7169415 A JP7169415 A JP 7169415A JP 16941595 A JP16941595 A JP 16941595A JP 2988853 B2 JP2988853 B2 JP 2988853B2
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孝一 松岡
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Meidensha Corp
Railway Technical Research Institute
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    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、直流リニアモータに係
り、特に地上側の電機子コイルに対する移動体側の界磁
磁石位置(電気角)を検出して移動体の速度制御を行う
速度制御方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC linear motor, and more particularly to a speed control system for detecting the position (electrical angle) of a field magnet on a moving body with respect to an armature coil on the ground side and controlling the speed of the moving body. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、直流リニアモータの基本構成で
ある。地上側の電機子コイル1は、1つ飛びに直列接続
し、第1相コイルと第2相コイルを構成する。直流定電
流変換装置(コンバータ)2からの直流電流はフリップ
・フロップ・インバータ(FFインバータ)3によっ
て、移動体側の界磁磁石(電磁石又は永久磁石)4の位
置に対応して第1相コイルと第2相コイルに交互に振り
分け、一方向に断続する矩形波状の電流として地上側の
電機子コイル1に供給する。
FIG. 6 shows a basic configuration of a DC linear motor. The armature coils 1 on the ground side are connected in series one by one to form a first phase coil and a second phase coil. The DC current from the DC constant current converter (converter) 2 is supplied to a first phase coil by a flip-flop inverter (FF inverter) 3 corresponding to the position of a field magnet (electromagnet or permanent magnet) 4 on the moving body side. The current is alternately distributed to the second phase coil, and supplied to the armature coil 1 on the ground side as a rectangular wave-shaped current intermittent in one direction.

【0003】地上側の電機子コイル1の電流は、常に一
方向に流れるため、界磁磁石4は電機子コイル1の縦辺
との間で推力を得ることができる。また、界磁磁石4の
磁束が電機子コイル1の水平辺に同時に鎖交するような
位置関係にしておくと、界磁磁石4は推力と同時に浮上
力を得ることができる。
[0003] Since the current of the armature coil 1 on the ground side always flows in one direction, the field magnet 4 can obtain a thrust between the field magnet 4 and the vertical side of the armature coil 1. When the magnetic flux of the field magnet 4 is linked to the horizontal side of the armature coil 1 at the same time, the field magnet 4 can obtain a floating force as well as a thrust.

【0004】直流定電流変換装置2は、出力電流を一定
にすることによって、電機子コイル1の電流の切換タイ
ミングの制御のみで浮上力一定のまま加速、惰行、制動
の制御を行うことができる。これに対応して直流定電流
変換装置2の負荷電圧は正負の範囲で変化し、電力の供
給と回生が自動的に行われる。
The DC constant current converter 2 can control acceleration, coasting, and braking while maintaining a constant levitation force only by controlling the switching timing of the current of the armature coil 1 by making the output current constant. . In response to this, the load voltage of the DC constant current converter 2 changes within a positive / negative range, and power supply and regeneration are automatically performed.

【0005】直流リニアモータの推力は、供給電流一定
のままFFインバータ3の転流位相によって制御する。
図7に示す電機子コイル1と界磁磁石4の位置関係にお
いて、電気角θで電機子コイルに通流し、電気角(π+
θ)で切ると、界磁磁石4は電気角θ〜πの間で推力
を、電気角π〜(π+θ)の間で制動力を受ける。
[0005] The thrust of the DC linear motor is controlled by the commutation phase of the FF inverter 3 while the supply current is kept constant.
In the positional relationship between the armature coil 1 and the field magnet 4 shown in FIG. 7, the current flows through the armature coil at an electrical angle θ, and the electrical angle (π +
When cut by θ), the field magnet 4 receives a thrust between the electrical angles θ and π and a braking force between the electrical angles π and (π + θ).

【0006】従って、θ〜(π+θ)間に生じる平均推
力は電気角θによって調整できる。この電気角θをFF
インバータの転流位相角としたときの推力との関係は図
8に示す特性になる。同図中、Fmは電機子コイルの縦
辺長L等で決まる最大推力を示し、転流位相角θを零
(電気角0〜πまで通流)にするときは推力がFmにな
り、π/2とする場合に推力が零になり、πとするとき
は推力が−Fmとなることを示す。
Accordingly, the average thrust generated between θ and (π + θ) can be adjusted by the electrical angle θ. This electrical angle θ is calculated as FF
The relationship with the thrust when the commutation phase angle of the inverter is obtained is a characteristic shown in FIG. In the figure, F m represents a maximum thrust determined by the vertical side length L or the like of the armature coil, when the commutation phase angle θ to zero (electrical angle 0~π up flowing) is thrust becomes F m thrust becomes zero when the [pi / 2, when the [pi indicates that thrust is -F m.

【0007】上記のことから、推力を連続的に変化させ
るためには、転流する位相角を位置検出信号から算出し
て連続的に変化させる必要がある。
From the above, in order to continuously change the thrust, it is necessary to calculate the commutation phase angle from the position detection signal and change it continuously.

【0008】図9は、従来の制御方式を示すブロック図
である。コンバータ11と直流リアクトル12によって
直流定電流を得る。この定電流制御は、必要な浮上力に
応じた設定電流Isetと検出電流の偏差を比例積分演算
する電流制御系13により自動制御される。
FIG. 9 is a block diagram showing a conventional control method. A DC constant current is obtained by the converter 11 and the DC reactor 12. This constant current control is automatically controlled by a current control system 13 that performs a proportional-plus-integral calculation of a deviation between a set current I set corresponding to a necessary levitation force and a detected current.

【0009】FFインバータ14の転流制御は、電機子
コイル15に対する界磁磁石16の位置を位置検出器1
7で検出し、この位置変化率から速度検出器18に速度
検出を得、設定速度Vsetと検出速度から速度制御系1
9によって偏差を比例積分演算して加速又は減速の制御
信号を得、これを推力指令として転流位相角演算部20
が位置検出器17の位置信号から必要な転流位相角θを
求める。
The commutation control of the FF inverter 14 is performed by determining the position of the field magnet 16 with respect to the armature coil 15 by the position detector 1.
7, a speed detection is obtained by the speed detector 18 from the position change rate, and the speed control system 1 is obtained from the set speed Vset and the detected speed.
9 to obtain a control signal for acceleration or deceleration by performing a proportional-integral operation on the deviation.
Calculates the required commutation phase angle θ from the position signal of the position detector 17.

【0010】なお、電機子コイルを多相とするときは、
各相の電機子コイルを直列配置し、FFインバータは、
界磁磁石の位置に応じて各相への電流切換を順次行い、
また速度制御系の推力指令に応じて転流位相角を演算調
整する。
When the armature coil is multi-phase,
The armature coils of each phase are arranged in series, and the FF inverter is
The current is sequentially switched to each phase according to the position of the field magnet,
Further, the commutation phase angle is calculated and adjusted according to the thrust command of the speed control system.

【0011】また、FFインバータ3(14)に代え
て、図10に示すように、単相ブリッジ形インバータ3
A、さらには3相ブリッジ形インバータとする場合もあ
る。
Further, in place of the FF inverter 3 (14), as shown in FIG.
A, or a three-phase bridge type inverter.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】従来の制御方式では、
浮上力と推力を同時に得るため、コンバータ11の通電
電流を一定にして浮上力を確保し、インバータ14の転
流角を制御して推力を調整する。
In the conventional control method,
In order to obtain the levitation force and the thrust at the same time, the levitation force is secured by keeping the current flowing through the converter 11 constant, and the thrust is adjusted by controlling the commutation angle of the inverter 14.

【0013】しかし、転流位相角θは、移動体の速度に
よって電機子コイルの端(0rad)からの時間が変化
し、さらに加速度による補間をかける必要がある。ま
た、移動体の加減速の状況によってθ自体も変わってし
まうため、転流位相角演算部20での演算にかなり複雑
な演算処理を必要とする問題があった。
However, the commutation phase angle θ changes with time from the end of the armature coil (0 rad) depending on the speed of the moving body, and it is necessary to perform interpolation by acceleration. In addition, since θ itself changes depending on the state of acceleration / deceleration of the moving body, there is a problem that the calculation in the commutation phase angle calculation unit 20 requires considerably complicated calculation processing.

【0014】また、推力を不要とする場合にも浮上力発
生のために電機子コイルには定電流通電しており、電力
損失が発生する。
Further, even when thrust is not required, a constant current is applied to the armature coil to generate a levitation force, and power loss occurs.

【0015】これら課題を解決する方式として、図11
に示す制御方式を本願出願人は既に提案している。
As a method for solving these problems, FIG.
The present applicant has already proposed the control method shown in FIG.

【0016】速度制御系19の演算結果は電流制御系1
3の電流指令にされ、コンバータ11の電流制御により
速度制御がなされる。
The calculation result of the speed control system 19 is the current control system 1
In response to the current command of 3, the speed control is performed by the current control of the converter 11.

【0017】転流位相角選択部21は、速度制御系19
の速度偏差出力の増減に応じて加速と減速の判定をし、
この判定と現在の転流位相角からFFインバータ14の
転流位相角を零(最大推力)又はπ(最大減速力)に切
り換える。
The commutation phase angle selector 21 is provided with a speed control system 19
Judgment of acceleration and deceleration according to increase / decrease of speed deviation output of
Based on this determination and the current commutation phase angle, the commutation phase angle of the FF inverter 14 is switched to zero (maximum thrust) or π (maximum deceleration force).

【0018】また、加速と減速の判定から電流制御系1
3の制御位相を切り換え(極性切換)、加速時にはコン
バータ11から電機子コイル15への電流供給とし、減
速時には電機子コイル15からコンバータ11への回生
に切り換える。
Also, the current control system 1
The control phase 3 is switched (polarity switching), and current is supplied from the converter 11 to the armature coil 15 during acceleration, and regeneration is performed from the armature coil 15 to the converter 11 during deceleration.

【0019】この方式は、直流リニアモータを推力専用
とする。これにより、コンバータ11の電流を一定にす
ることを不要にし、コンバータ11からの供給電流を速
度制御系19の出力で制御することにより推力又は制動
力を調整する。
In this method, a DC linear motor is exclusively used for thrust. Thus, it is not necessary to make the current of the converter 11 constant, and the thrust or the braking force is adjusted by controlling the current supplied from the converter 11 with the output of the speed control system 19.

【0020】また、推力をコンバータ11の電流で調整
できることからインバータ14の転流位相角の演算及び
調整も不要になり、転流位相角演算部20に代えた転流
位相角選択部21では加速又は減速に応じて最大推力が
得られる電気角0又は最大制動力が得られる電気角πの
モードの選択切換で済む簡単な演算になる。
Further, since the thrust can be adjusted by the current of the converter 11, the calculation and adjustment of the commutation phase angle of the inverter 14 become unnecessary, and the commutation phase angle selection unit 21 instead of the commutation phase angle calculation unit 20 performs acceleration. Alternatively, it is a simple calculation that only needs to switch the mode of the electrical angle 0 at which the maximum thrust is obtained or the electrical angle π at which the maximum braking force is obtained according to the deceleration.

【0021】また、電流制御で推力の調整を行うため、
電機子コイル抵抗による損失を従来の定電流駆動方式に
比べて低減できると共にコイルの温度上昇も少なくな
る。
Also, in order to adjust the thrust by current control,
The loss due to the armature coil resistance can be reduced as compared with the conventional constant current drive system, and the temperature rise of the coil is also reduced.

【0022】上記の方式においては、速度制御にはコン
バータ11の電流を制御するが、加速も減速も必要とし
ない惰行運転のために電流値を零近くまで絞るとリップ
ル分によって電流の断続が発生し、直流リアクトル12
の電流遮断で過電圧が発生し、コンバータやインバータ
のスイッチ素子を破損する恐れがある。
In the above method, the current of the converter 11 is controlled for speed control. However, if the current value is reduced to near zero for coasting operation which does not require acceleration or deceleration, the current is interrupted due to ripple. And the DC reactor 12
When the current is interrupted, an overvoltage is generated, which may damage the switching elements of the converter and the inverter.

【0023】また、リップル分を低減させてコンバータ
の電流制御範囲(速度制御範囲)を零近くまで拡大する
ためには、直流リアクトル12のインダクタンスを大き
くしてリップル分を抑制する必要があるが、これは直流
リアクトルが大形になってそのコスト・寸法・損失の点
で問題がある。
In order to reduce the ripple component and expand the current control range (speed control range) of the converter to near zero, it is necessary to increase the inductance of the DC reactor 12 to suppress the ripple component. This is problematic in terms of cost, size, and loss due to the large size of the DC reactor.

【0024】本発明の目的は、コンバータの通電電流の
制御により推力を制御する速度制御方式において、コン
バータの電流値を零近くに絞ったときの過電圧の発生を
無くした直流リニアモータを提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a DC linear motor in which a thrust is controlled by controlling a current flowing through a converter and in which no overvoltage is generated when the current value of the converter is reduced to near zero. It is in.

【0025】本発明の他の目的は、速度制御範囲を零ま
で拡大しながら直流リアクトルの小型化を可能にする直
流リニアモータを提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a DC linear motor capable of reducing the size of a DC reactor while expanding the speed control range to zero.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、地上側に配置した電機子コイルと、移動
体に設けられ前記電機子コイルの電流によって推力を発
生する界磁磁石と、直流電流を制御できる電流制御系を
持つコンバータと、このコンバータの出力電流を前記界
磁磁石の位置に応じて電機子コイルの各相に転流するイ
ンバータとを備えた直流リニアモータにおいて、前記移
動体の速度設定値と速度検出値の偏差に応じた速度制御
出力を得る速度制御系と、前記速度制御出力を電流指令
としかつ下限値を制限するリミッタを有して前記コンバ
ータの出力電流を制御する電流制御系と、前記速度制御
出力の増減方向から判定する加速と減速に応じて前記イ
ンバータの転流位相角を電気角零の加速モードと電気角
πの減速モードを電気角π/2の惰行モードを経由して
切り換えかつ前記電流制御系を供給と回生に切り換える
転流位相角選択部とを備えたことを特徴とする直流リニ
アモータ。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an armature coil disposed on the ground side and a field magnet provided on a moving body and generating a thrust by a current of the armature coil. A DC linear motor including a converter having a current control system capable of controlling a DC current, and an inverter that commutates the output current of the converter to each phase of an armature coil according to the position of the field magnet. A speed control system that obtains a speed control output corresponding to a deviation between a speed setting value and a speed detection value of the moving body; and a limiter that uses the speed control output as a current command and limits a lower limit value. A current control system for controlling the speed control output, and a commutation phase angle of the inverter according to acceleration and deceleration determined from the increase / decrease direction of the speed control output. DC linear motor, characterized in that a commutation phase angle selection unit for switching the switching and the current control system via the coasting mode of the air angle [pi / 2 to regeneration and the supply.

【0027】[0027]

【作用】本発明は、直流リニアモータを推力専用とし、
コンバータの通電電流の制御により推力を制御する速度
制御方式において、電流制御系の下限値をリミッタで制
限することにより、コンバータの出力電流を絞ったとき
にリップルによる電流遮断を無くし、過電圧発生を防止
する。
According to the present invention, the DC linear motor is exclusively used for thrust.
By limiting the lower limit value of the current control system with a limiter in the speed control method that controls thrust by controlling the current flowing through the converter, when the output current of the converter is narrowed, current interruption due to ripple is eliminated and overvoltage generation is prevented. I do.

【0028】インバータの運転に惰行モードを設けるこ
とにより、コンバータの出力電流の下限値制限にも速度
制御範囲を零まで拡大する。
By providing the coasting mode for the operation of the inverter, the speed control range is extended to zero even in the lower limit of the output current of the converter.

【0029】コンバータの電流を下限値に制限すること
により、直流リアクトルのインダクタンスを比較的小さ
くした小形化を可能にする。
By limiting the current of the converter to the lower limit value, it is possible to make the DC reactor relatively small and small in inductance.

【0030】加速と減速のモード切り換えは、惰行モー
ドを経由させることにより、リミッタによる出力電流の
非線形変化によるトルクショックを緩和する。
The mode switching between the acceleration and the deceleration is performed through the coasting mode, so that the torque shock due to the nonlinear change of the output current by the limiter is reduced.

【0031】[0031]

【実施例】図1は、本発明の一実施例を示すブロック図
であり、図11と同じ部分は同一符号で示す。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals.

【0032】速度制御系19の演算結果は、電流制御系
13の入力段になるリミッタ22により下限値が制限さ
れて電流制御系13の電流指令にされる。このリミッタ
22の下限値A0は、設定器23により設定される。な
お、リミッタ22は、電流制御系13の出力を制限する
構成でも良い。
The lower limit value of the calculation result of the speed control system 19 is limited by a limiter 22 serving as an input stage of the current control system 13, and the current command is given to the current control system 13. The lower limit value A 0 of the limiter 22 is set by the setting device 23. Note that the limiter 22 may be configured to limit the output of the current control system 13.

【0033】図2は、リミッタ22の制御特性を示し、
速度制御系19からの出力になる加速又は減速の電流指
令が下限値A0以下ではその値A0に制限する。これによ
り、コンバータ11の電流の下限値が値A0に制限され
る。
FIG. 2 shows the control characteristics of the limiter 22.
Current command acceleration or deceleration becomes the output from the speed control system 19 is below the lower limit value A 0 is limited to the value A 0. Accordingly, the lower limit value of the current of the converter 11 is limited to the value A 0.

【0034】次に、転流位相角選択部21Aは、速度制
御系19の速度制御出力の増減に応じた加速と減速を判
定してその運転モードを切り換える他に、設定器23か
らの下限値A0と速度制御出力を比較し、速度制御出力
が下限値A0以下になるときに惰行モードに切り換え
る。
Next, the commutation phase angle selector 21A determines acceleration and deceleration according to the increase / decrease of the speed control output of the speed control system 19, and switches the operation mode. comparing the a 0 and a speed control output switches to coasting mode when the speed control output falls below the lower limit value a 0.

【0035】図3は、転流位相角選択部21Aのモード
選択特性を示し、速度制御系19からの出力に応じて加
速モード(転流位相角0)と減速モード(転流位相角
π)の切り換えを行ったFFインバータ14の制御を行
い、下限値A0以下になるときは惰行モード(転流位相
角π/2)に切り換え、推力を零にする。
FIG. 3 shows the mode selection characteristics of the commutation phase angle selecting section 21A, and the acceleration mode (commutation phase angle 0) and the deceleration mode (commutation phase angle π) according to the output from the speed control system 19. I switched and controls the FF inverter 14 went in, when less than or equal to the lower limit a 0 is switched to coasting mode (commutation phase angle [pi / 2), to zero thrust.

【0036】したがって、本実施例の制御特性は、図4
に示すように、速度制御系19からの速度指令出力が下
限値A0以下にあるときは惰行モードで運転され、コン
バータ11の出力は下限値A0に応じた低い電流出力を
維持し、FFインバータ14はπ/2の転流位相角で運
転されて推力が零になる。
Therefore, the control characteristics of this embodiment are as shown in FIG.
As shown in the figure, when the speed command output from the speed control system 19 is equal to or lower than the lower limit A 0 , the operation is performed in the coasting mode, the output of the converter 11 maintains a low current output corresponding to the lower limit A 0 , The inverter 14 is operated at a commutation phase angle of π / 2, and the thrust becomes zero.

【0037】これにより、コンバータ11の最小電流
は、下限値A0に制限され、コンバータ11の電流が小
さくなり過ぎてリップルによる電流遮断を起こすのを防
止でき、直流リアクトル12による過電圧の発生を無く
すことができる。
As a result, the minimum current of converter 11 is limited to lower limit value A 0, so that it is possible to prevent the current of converter 11 from becoming too small to cause current interruption due to ripples, and to eliminate the occurrence of overvoltage by DC reactor 12. be able to.

【0038】これに伴い、コンバータ11の出力電流に
は比較的大きなリップル分が許容されることから、直流
リアクトル12のインダクタンスを大きくすることを不
要にし、そのコスト・寸法・損失の点で有利となる。
Accordingly, a relatively large amount of ripple is allowed in the output current of converter 11, so that it is not necessary to increase the inductance of DC reactor 12, which is advantageous in terms of cost, size, and loss. Become.

【0039】また、インバータの運転に惰行モードを設
けることにより、コンバータを下限値に制限するも速度
制御範囲を零まで拡大した運転が可能となる。
Also, by providing the coasting mode for the operation of the inverter, it is possible to operate the converter with the speed control range expanded to zero even though the converter is limited to the lower limit.

【0040】図5は、転流位相角選択部21Aのモード
選択フローチャートを示す。転流位相角選択部21A
は、速度制御系19の出力が加速(前回値よりも今回値
が増加)に有るか否かで加速の要否を判定し(ステップ
S1)、減速(前回値よりも今回値が減少)に有るか否
かで減速の要否を判定する(ステップS2)。
FIG. 5 shows a mode selection flowchart of the commutation phase angle selector 21A. Commutation phase angle selector 21A
Determines whether acceleration is necessary (step S1) based on whether the output of the speed control system 19 is accelerating (the current value increases from the previous value) (step S1), and decelerates (the current value decreases from the previous value). The necessity of deceleration is determined based on whether or not there is (step S2).

【0041】ステップS1の判定で加速を必要とすると
き、現在の転流位相角が0かπ/2かπかの制御モード
を判定し(ステップS3)、加速側になる転流位相角0
ではそのままにして加速を続け、惰行になる転流位相角
π/2では加速側に変更(転流位相角0)して加速に切
り換える(ステップS4)。
When acceleration is required in the determination in step S1, a control mode in which the current commutation phase angle is 0, π / 2, or π is determined (step S3), and the commutation phase angle 0 on the acceleration side is determined.
Then, acceleration is continued as it is, and at the commutation phase angle π / 2 where coasting occurs, the acceleration is changed to the acceleration side (commutation phase angle 0) and switched to acceleration (step S4).

【0042】また、減速側になる転流位相角πでは転流
位相角π/2に変更して一旦惰行に切り換え(ステップ
S5)、次回の判定にも加速要では惰行モードから加速
モードに切り換える。
At the commutation phase angle π on the deceleration side, the commutation phase angle is changed to π / 2, and the mode is temporarily switched to coasting (step S5). .

【0043】同様に、ステップS2の判定で減速を必要
とするとき、現在の転流位相角が0かπ/2かπかの制
御モードを判定し(ステップS6)、減速側になる転流
位相角πではそのままにして減速を続け、惰行になる転
流位相角π/2では転流位相角πに変更して減速に切り
換える(ステップS7)。
Similarly, when deceleration is required in the determination in step S2, the control mode in which the current commutation phase angle is 0, π / 2, or π is determined (step S6), and the commutation on the deceleration side is performed. At the phase angle π, deceleration is continued without change, and at the commutation phase angle π / 2 where coasting occurs, the commutation phase angle is changed to π to switch to deceleration (step S7).

【0044】また、加速側になる転流位相角0では転流
位相角π/2に変更して減速に切り換える(ステップS
5)。
At the commutation phase angle 0 on the acceleration side, the commutation phase angle is changed to π / 2 to switch to deceleration (step S).
5).

【0045】従って、本実施例による速度制御は、以下
のようになる。
Therefore, the speed control according to the present embodiment is as follows.

【0046】(1)加速又は定速走行時は、転流位相角
を0radにして最大推力になる転流とし、推力の調整
は電流制御で行う。
(1) At the time of acceleration or running at a constant speed, the commutation phase angle is set to 0 rad so that the maximum thrust is generated, and the thrust is adjusted by current control.

【0047】(2)加速し過ぎて減速しなければならな
いときには転流位相角をπ/2radにして一旦惰行モ
ードで運転し、この惰行モードでは推力を零にして減速
をする。
(2) If the vehicle must be decelerated due to excessive acceleration, the commutation phase angle is set to π / 2 rad, and the vehicle is temporarily operated in the coasting mode. In this coasting mode, the thrust is reduced to zero and the vehicle is decelerated.

【0048】(3)この惰行モードでの減速でもさらに
減速を必要とするときに転流位相角をπradにして最
大制動力になる減速モードに切り換える。このときの制
動力の調整は電流制御で行う。
(3) Even if the deceleration in this coasting mode requires further deceleration, the commutation phase angle is set to πrad and the mode is switched to the deceleration mode in which the maximum braking force is obtained. The adjustment of the braking force at this time is performed by current control.

【0049】(4)減速し過ぎて加速しなければならな
いときには転流位相角をπ/2radにして一旦惰行モ
ードで運転し、この惰行モードでは推力を零にして制動
力の低減、すなわち現状速度の維持をする。
(4) When the vehicle must be accelerated after deceleration too much, the commutation phase angle is set to π / 2 rad and the vehicle is temporarily operated in the coasting mode. In this coasting mode, the thrust is reduced to zero to reduce the braking force, that is, the current speed. To maintain.

【0050】(5)この惰行モードでの現状速度の維持
でも加速を必要とするときに転流位相角を0radにし
て最大推力になる加速モードに切り換える。この時の推
力の調整は電流制御で行う。
(5) Even when maintaining the current speed in the coasting mode, when acceleration is required, the commutation phase angle is set to 0 rad and the mode is switched to the acceleration mode in which the maximum thrust is achieved. The adjustment of the thrust at this time is performed by current control.

【0051】したがって、加速モードから減速モードへ
の切り換え、または減速モードから加速モードへの切り
換えには惰行モードを経由して行われ、コンバータ11
の出力電流出力(モータ出力)に非線形部分が発生する
が、惰行モードを経由することでリニアモータにトルク
ショックが発生するのを緩和することができる。
Therefore, switching from the acceleration mode to the deceleration mode or switching from the deceleration mode to the acceleration mode is performed via the coasting mode.
Although a non-linear portion occurs in the output current output (motor output), the occurrence of torque shock in the linear motor can be reduced by passing through the coasting mode.

【0052】なお、実施例において、加速と減速のモー
ドの切り換えは、先にコンバータの電流を下限値近くに
絞り込む減速又は加速制御を行い、この電流制御だけで
は不足する加速又は減速を必要とするときに転流位相角
選択部21Aが惰行モードを経由してモードを切り換え
るのが好ましい。これにより、モード切り換えによる加
速又は減速は電流を下限値から増加させる変化になり、
モード切り換えに電流の急激な変化を無くして滑らかな
速度制御を得ることができる。
In the embodiment, the switching between the acceleration mode and the deceleration mode is performed by first performing deceleration or acceleration control for narrowing the current of the converter near the lower limit value, and this current control alone requires insufficient acceleration or deceleration. Sometimes, it is preferable that the commutation phase angle selection unit 21A switches the mode via the coasting mode. As a result, acceleration or deceleration due to mode switching is a change that increases the current from the lower limit,
Smooth speed control can be obtained by eliminating a sudden change in current in mode switching.

【0053】また、実速度が設定速度に近づいている
か、離れているかによって加速モード又は減速モードの
切り換えを制限するのが好ましい。この場合は、加速と
減速の切り換えの頻度を少なくし、速度制御を一層滑ら
かにすることができる。
It is preferable to limit the switching between the acceleration mode and the deceleration mode depending on whether the actual speed is approaching or away from the set speed. In this case, the frequency of switching between acceleration and deceleration can be reduced, and the speed control can be further smoothed.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、直流リ
ニアモータを推力専用とし、コンバータの通電電流の制
御により推力を制御する速度制御方式において、電流制
御系の下限値をリミッタで制限するため、コンバータの
出力電流を絞ったときにリップルによる電流遮断を無く
し、過電圧発生を防止することができる。
As described above, according to the present invention, the lower limit value of the current control system is limited by the limiter in the speed control system in which the DC linear motor is dedicated to the thrust and the thrust is controlled by controlling the current supplied to the converter. Therefore, when the output current of the converter is reduced, current interruption due to ripples can be eliminated, and occurrence of overvoltage can be prevented.

【0055】また、コンバータの電流を下限値に制限
し、インバータの運転に惰行モードを設けることによ
り、速度制御範囲を零まで拡大しながら直流リアクトル
のインダクタンスを比較的小さくしてその小形化を図る
ことができる。
Further, by limiting the current of the converter to the lower limit value and providing the coasting mode for the operation of the inverter, the inductance of the DC reactor is made relatively small while the speed control range is expanded to zero, thereby reducing the size. be able to.

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

【図1】本発明の一実施例を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】実施例におけるコンバータの電流制限特性図。FIG. 2 is a diagram showing current limiting characteristics of a converter according to an embodiment.

【図3】実施例におけるインバータの転流位相角特性
図。
FIG. 3 is a diagram showing a commutation phase angle characteristic of an inverter according to an embodiment.

【図4】実施例におけるリニアモータの出力特性図。FIG. 4 is an output characteristic diagram of the linear motor in the embodiment.

【図5】実施例における転流位相角選択部のフローチャ
ート。
FIG. 5 is a flowchart of a commutation phase angle selection unit in the embodiment.

【図6】直流リニアモータの基本構成図。FIG. 6 is a basic configuration diagram of a DC linear motor.

【図7】界磁位置と推力の関係図。FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a field position and a thrust.

【図8】転流位相角と推力の関係図。FIG. 8 is a relationship diagram between a commutation phase angle and thrust.

【図9】従来のブロック図。FIG. 9 is a conventional block diagram.

【図10】直流リニアモータの変形例。FIG. 10 is a modified example of a DC linear motor.

【図11】他の従来例のブロック図。FIG. 11 is a block diagram of another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、15…電機子コイル 2、11…コンバータ 3…FFインバータ 4、16…界磁電磁石 13…電流制御系 14…インバータ 17…位置検出器 18…速度検出器 19…速度制御系 21、21A…転流位相角選択部 22…リミッタ 23…設定器 1, 15 ... Armature coil 2, 11 ... Converter 3 ... FF inverter 4, 16 ... Field magnet 13 ... Current control system 14 ... Inverter 17 ... Position detector 18 ... Speed detector 19 ... Speed control system 21, 21A ... Commutation phase angle selection unit 22: Limiter 23: Setting device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−351275(JP,A) 特開 昭56−125990(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02P 5/00 B60L 13/03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-351275 (JP, A) JP-A-56-125990 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H02P 5/00 B60L 13/03

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 地上側に配置した電機子コイルと、移動
体に設けられ前記電機子コイルの電流によって推力を発
生する界磁磁石と、直流電流を制御できる電流制御系を
持つコンバータと、このコンバータの出力電流を前記界
磁磁石の位置に応じて電機子コイルの各相に転流するイ
ンバータとを備えた直流リニアモータにおいて、 前記移動体の速度設定値と速度検出値の偏差に応じた速
度制御出力を得る速度制御系と、 前記速度制御出力を電流指令としかつ下限値を制限する
リミッタを有して前記コンバータの出力電流を制御する
電流制御系と、 前記速度制御出力の増減方向から判定する加速と減速に
応じて前記インバータの転流位相角を電気角零の加速モ
ードと電気角πの減速モードを電気角π/2の惰行モー
ドを経由して切り換えかつ前記電流制御系を供給と回生
に切り換える転流位相角選択部とを備えたことを特徴と
する直流リニアモータ。
1. A converter having an armature coil disposed on the ground side, a field magnet provided on a moving body and generating a thrust by a current of the armature coil, and a current control system capable of controlling a DC current. A DC linear motor including an inverter that commutates the output current of the converter to each phase of the armature coil in accordance with the position of the field magnet. A speed control system that obtains a speed control output, a current control system that controls the output current of the converter by using a limiter that sets the speed control output as a current command and limits a lower limit, from a direction in which the speed control output increases or decreases. The commutation phase angle of the inverter is switched between an acceleration mode with an electrical angle of zero and a deceleration mode with an electrical angle of π via a coasting mode with an electrical angle of π / 2 according to the determined acceleration and deceleration. DC linear motor, characterized in that a commutation phase angle selection unit for switching the flow control system to the regenerative supply.
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