JP3075770B2 - 電磁駆動システム - Google Patents
電磁駆動システムInfo
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- motor
- drive system
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
- H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/12—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using detecting coils using the machine windings as detecting coil
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- Brushless Motors (AREA)
- Control Of Linear Motors (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、第１モータ部分が第２
モータ部分に対して動けるように配置され、第２モータ
部分は第１コイルを具えており且つ第１モータ部分はそ
の第１コイル内に磁界を発生するために磁気回路を具え
ており、それらモータ部分の一方が他方のモータ部分の
少なくとも二つのコイルに電磁結合を有する短絡巻線を
具えており、その短絡巻線と前記二つのコイルの少なく
とも一つとの間の電磁結合が第２モータ部分に対する第
１モータ部分の位置に依存している電磁駆動システムに
関するものである。
モータ部分に対して動けるように配置され、第２モータ
部分は第１コイルを具えており且つ第１モータ部分はそ
の第１コイル内に磁界を発生するために磁気回路を具え
ており、それらモータ部分の一方が他方のモータ部分の
少なくとも二つのコイルに電磁結合を有する短絡巻線を
具えており、その短絡巻線と前記二つのコイルの少なく
とも一つとの間の電磁結合が第２モータ部分に対する第
１モータ部分の位置に依存している電磁駆動システムに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種類の駆動システムは米国特許第46
16153 号から既知である。その従来技術の駆動システム
では、モータ部分が相互に摺動できるように配置された
二つの同軸円筒形本体により構成されている。この内側
円筒形本体は周りに勵磁コイルと短絡巻線とが配置され
た管から成る第１モータ部分を構成している。外側円筒
形本体は勵磁コイル内に放射方向の磁界を発生する磁気
回路を具えている。この第２モータ部分は更に前記短絡
巻線に対して同軸的に配置され且つ短絡巻線への位置依
存電磁結合を有する二つの検出コイルを含んでいる。
16153 号から既知である。その従来技術の駆動システム
では、モータ部分が相互に摺動できるように配置された
二つの同軸円筒形本体により構成されている。この内側
円筒形本体は周りに勵磁コイルと短絡巻線とが配置され
た管から成る第１モータ部分を構成している。外側円筒
形本体は勵磁コイル内に放射方向の磁界を発生する磁気
回路を具えている。この第２モータ部分は更に前記短絡
巻線に対して同軸的に配置され且つ短絡巻線への位置依
存電磁結合を有する二つの検出コイルを含んでいる。
【０００３】高周波検出信号を検出コイル内へ導入する
場合には、第２モータ部分に対する第１モータ部分の位
置はその検出コイルを横切る信号から得ることができ
る。この方法においては、作り付けの位置検出器を有す
るモータが実現されている。しかしながら、この従来技
術の駆動システムの欠点は、位置検出に必要な構成要素
が相対的に多くの空間を占めるので、例えば電子静止画
像と共に用いられるような、例えば小型化された可搬式
記録システムのような、非常に小さい寸法を有すること
が望まれる応用に対しては、この駆動システムはあまり
適しないことである。
場合には、第２モータ部分に対する第１モータ部分の位
置はその検出コイルを横切る信号から得ることができ
る。この方法においては、作り付けの位置検出器を有す
るモータが実現されている。しかしながら、この従来技
術の駆動システムの欠点は、位置検出に必要な構成要素
が相対的に多くの空間を占めるので、例えば電子静止画
像と共に用いられるような、例えば小型化された可搬式
記録システムのような、非常に小さい寸法を有すること
が望まれる応用に対しては、この駆動システムはあまり
適しないことである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】小型化にもっと適した
本明細書の冒頭に述べた駆動システムを提供することが
本発明の目的である。
本明細書の冒頭に述べた駆動システムを提供することが
本発明の目的である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によるとこの目的
は、駆動システムが、前記短絡巻線は第２モータ部分に
より囲まれ、且つ磁気回路がその短絡巻線へ電磁的に結
合されたコイル内に磁界を発生するために配設されてい
ることを特徴とすることにより達成される。
は、駆動システムが、前記短絡巻線は第２モータ部分に
より囲まれ、且つ磁気回路がその短絡巻線へ電磁的に結
合されたコイル内に磁界を発生するために配設されてい
ることを特徴とすることにより達成される。
【０００６】このようにすると、モータを勵磁するため
にも、また位置検出のためにも、コイルを用い得るよう
にすることができる。コイルのこの二重の使用によっ
て、コイルをもっと効率的に用いることができ、それが
コイルに対して必要な空間を小さくすることを意味す
る。この駆動システムの一実施例は、第２モータ部分が
前記短絡巻線に電磁的に結合された３個の勵磁コイルを
具え、これら３個の勵磁コイルのうちの第１コイルと第
２コイルとがそれら３個の勵磁コイルのうちの第３コイ
ルに対して対称に位置決めされており、且つ磁気回路が
これら３個の勵磁コイル内に磁界を発生するために配設
されていることを特徴とする。
にも、また位置検出のためにも、コイルを用い得るよう
にすることができる。コイルのこの二重の使用によっ
て、コイルをもっと効率的に用いることができ、それが
コイルに対して必要な空間を小さくすることを意味す
る。この駆動システムの一実施例は、第２モータ部分が
前記短絡巻線に電磁的に結合された３個の勵磁コイルを
具え、これら３個の勵磁コイルのうちの第１コイルと第
２コイルとがそれら３個の勵磁コイルのうちの第３コイ
ルに対して対称に位置決めされており、且つ磁気回路が
これら３個の勵磁コイル内に磁界を発生するために配設
されていることを特徴とする。
【０００７】この実施例は差動検出によって位置を正確
に検出することを可能にする。そのような差動検出が実
現されている駆動システムの一実施例は、勵磁コイル内
に勵磁電流を発生するための勵磁回路と、第３勵磁コイ
ルの勵磁電流に高周波検出信号を重畳するための回路、
及び第１と第２勵磁コイル内に生じる信号間の差に基づ
き前記検出信号により起こされる第２モータ部分に対す
る第１モータ部分の位置を表示する位置信号を得るため
の検出回路とを特徴とする。
に検出することを可能にする。そのような差動検出が実
現されている駆動システムの一実施例は、勵磁コイル内
に勵磁電流を発生するための勵磁回路と、第３勵磁コイ
ルの勵磁電流に高周波検出信号を重畳するための回路、
及び第１と第２勵磁コイル内に生じる信号間の差に基づ
き前記検出信号により起こされる第２モータ部分に対す
る第１モータ部分の位置を表示する位置信号を得るため
の検出回路とを特徴とする。
【０００８】その単純さが高度に魅力的であり且つ差動
位置検出を有する一実施例は、勵磁コイルは並列に接続
され、この駆動システムが高周波検出信号が重畳された
勵磁電流により勵磁コイルの並列回路に給電するための
電流源と、第１及び第２勵磁コイル内の電流を検出する
ための検出回路、及びこれらの電流の間の差から位置信
号を得るための回路とを具えていることを特徴とする。
位置検出を有する一実施例は、勵磁コイルは並列に接続
され、この駆動システムが高周波検出信号が重畳された
勵磁電流により勵磁コイルの並列回路に給電するための
電流源と、第１及び第２勵磁コイル内の電流を検出する
ための検出回路、及びこれらの電流の間の差から位置信
号を得るための回路とを具えていることを特徴とする。
【０００９】この実施例においては、差動検出によって
電流源により第１及び第２コイル内へ直接導入された高
周波検出信号が検出の結果に影響を有しないと言う事実
が有利に用いられている。それ故に、共通の電流源から
３個の全部の勵磁コイルに給電することが可能となる。
電流源により第１及び第２コイル内へ直接導入された高
周波検出信号が検出の結果に影響を有しないと言う事実
が有利に用いられている。それ故に、共通の電流源から
３個の全部の勵磁コイルに給電することが可能となる。
【００１０】本発明は回転モータとリニアモータとの両
方に適用することができる。リニアモータを具えている
駆動システムのその単純な構造に対して魅力のある一実
施例は、前記勵磁コイルが互いに背中合わせに配置され
且つ共通軸を有して本質的に円筒形であり、第１モータ
部分は円筒形であり且つ前記勵磁コイルの共通軸と平行
な方向に前記勵磁コイル内で摺動できるように配置され
ており、且つ磁気回路が勵磁コイル内に放射方向磁界を
発生するために配設されていることを特徴とする。
方に適用することができる。リニアモータを具えている
駆動システムのその単純な構造に対して魅力のある一実
施例は、前記勵磁コイルが互いに背中合わせに配置され
且つ共通軸を有して本質的に円筒形であり、第１モータ
部分は円筒形であり且つ前記勵磁コイルの共通軸と平行
な方向に前記勵磁コイル内で摺動できるように配置され
ており、且つ磁気回路が勵磁コイル内に放射方向磁界を
発生するために配設されていることを特徴とする。
【００１１】この駆動システムの別の実施例は、前記短
絡巻線が非導磁性で導電材料から成るバスにより形成さ
れており、該バスは第２モータ部分により囲まれており
且つ該バスが磁気回路を囲んでいることを特徴とする。
絡巻線が非導磁性で導電材料から成るバスにより形成さ
れており、該バスは第２モータ部分により囲まれており
且つ該バスが磁気回路を囲んでいることを特徴とする。
【００１２】このバスの使用が二重の目的、言い換える
と、短絡巻線の形成と磁気回路の包括とを達成する。
と、短絡巻線の形成と磁気回路の包括とを達成する。
【００１３】磁気回路の極端に単純な構造が、前記磁気
回路が第２モータ部分の軸と平行な共通軸を有する互い
に背中合わせに配置された円筒形の永久磁石を具えてお
り、該磁石の磁極は円筒の両端に置かれ、そこでは磁石
の二つの対向する円筒端部が同じ極性を有していること
を特徴とする一実施例において得ることができる。
回路が第２モータ部分の軸と平行な共通軸を有する互い
に背中合わせに配置された円筒形の永久磁石を具えてお
り、該磁石の磁極は円筒の両端に置かれ、そこでは磁石
の二つの対向する円筒端部が同じ極性を有していること
を特徴とする一実施例において得ることができる。
【００１４】円筒磁石の極の間の距離を十分小さく選ん
だ場合には、第２モータ部分内の導磁路は十分高い磁界
を発生するためには必要でない。第２モータ部分内の導
磁路を省略することが、第１と第２モータ部分の間の粘
着力が無いと言う付加的な利点を有するので、モータ部
分の単純な支承を満足し得る。モータの位置検出が電子
的に変換される無ブラシ直流モータの整流時を決定する
ために用いることができるとはいえ、本発明は位置サー
ボシステムに用いるために抜群に適している。これが実
現される一実施例は、このシステムが、前記位置信号と
第２モータ部分に対する第１モータ部分の所望の位置を
指示する基準信号と、に応答して勵磁電流を制御するた
めの制御回路を具えていることを特徴とする。
だ場合には、第２モータ部分内の導磁路は十分高い磁界
を発生するためには必要でない。第２モータ部分内の導
磁路を省略することが、第１と第２モータ部分の間の粘
着力が無いと言う付加的な利点を有するので、モータ部
分の単純な支承を満足し得る。モータの位置検出が電子
的に変換される無ブラシ直流モータの整流時を決定する
ために用いることができるとはいえ、本発明は位置サー
ボシステムに用いるために抜群に適している。これが実
現される一実施例は、このシステムが、前記位置信号と
第２モータ部分に対する第１モータ部分の所望の位置を
指示する基準信号と、に応答して勵磁電流を制御するた
めの制御回路を具えていることを特徴とする。
【００１５】
【実施例】以下、本発明による駆動システムの４つの実
施例を示す図１〜４を参照して、本発明を更に詳細に説
明する。
施例を示す図１〜４を参照して、本発明を更に詳細に説
明する。
【００１６】図１は、この駆動システムの断面図を示す
図1aとこの駆動システムの一部を切除した斜視図を示す
図1bとによって、本発明による駆動システムの第１実施
例を示している。図示の実施例は、互いに内側に配置さ
れた二つの円筒形本体の形態を有し、運動軸３に沿って
相互に動けるように配置された、第１モータ部分１と第
２モータ部分２とを具えている、リニアモータに関する
ものである。ここに表示された実施例においては、各モ
ータ部分は丸い円筒形形状を有している。しかしなが
ら、丸くない筒形断面を有する、例えば矩形断面を有す
る、筒形も適している。第２モータ部分２は互いに背中
合わせに置かれ、且つ第１モータ部分１に対して同軸的
に配置された、３個の円筒形の勵磁コイルを具えてい
る。第１モータ部分１はこれらコイル４，５及び６内に
放射方向に向けられた磁界を発生するために磁気回路を
具えている。そのような磁気回路は互いに背中合わせに
置かれてその軸が運動軸３と一致している二つの円筒形
永久磁石７と８とからなっている。この円筒の端部に磁
気伝導性板９，10及び11が置かれている。磁石７と８と
の磁極が円筒の両端部に置かれている。磁石７と８との
対向する極が同じ極性を有するので、放射方向に向けら
れた磁界が板９，10及び11に対向して置かれているコイ
ル４，５及び６の部分に発生する。図解のために、発生
した磁界の磁力線が図1aに点線によって表示してある。
この磁気回路は、電気的には伝導性で磁気的には非伝導
性の材料、例えばアルミニウム，銅あるいは真鍮製の円
筒形バス12内に含まれている。勵磁コイルが勵磁され、
コイル４及び６内の電流の方向がコイル５内の電流の方
向と対向している場合には、ローレンツ力が第１モータ
部分と第２モータ部分との間に及ぼされるので、それら
は相互に対して動き得る。それに加えて、コイル５の勵
磁電流に高周波検出電流が重畳されている場合には、バ
スがコイル５に電磁的に結合された短絡巻線として動作
するので、バス12に交流電流が発生する。この交流電流
はそのバス表面にわたって均等に分布される。コイル４
と６ともこのバス12に電磁的に結合されているので、バ
ス12内の交流電流の結果としてコイル４と６との中に交
流電圧が発生する。この交流電圧の力は関連するコイル
に対向するバス表面の大きさにほとんど直接比例してい
る。これは、発生した交流電圧の力が第２モータ部分２
に対する第１モータ部分１の位置を表示することを意味
する。これらコイル内に発生した交流電圧から、第２モ
ータ部分に対する第１モータ部分の位置を表示する位置
信号を、極端に単純な様式で得ることができる。
図1aとこの駆動システムの一部を切除した斜視図を示す
図1bとによって、本発明による駆動システムの第１実施
例を示している。図示の実施例は、互いに内側に配置さ
れた二つの円筒形本体の形態を有し、運動軸３に沿って
相互に動けるように配置された、第１モータ部分１と第
２モータ部分２とを具えている、リニアモータに関する
ものである。ここに表示された実施例においては、各モ
ータ部分は丸い円筒形形状を有している。しかしなが
ら、丸くない筒形断面を有する、例えば矩形断面を有す
る、筒形も適している。第２モータ部分２は互いに背中
合わせに置かれ、且つ第１モータ部分１に対して同軸的
に配置された、３個の円筒形の勵磁コイルを具えてい
る。第１モータ部分１はこれらコイル４，５及び６内に
放射方向に向けられた磁界を発生するために磁気回路を
具えている。そのような磁気回路は互いに背中合わせに
置かれてその軸が運動軸３と一致している二つの円筒形
永久磁石７と８とからなっている。この円筒の端部に磁
気伝導性板９，10及び11が置かれている。磁石７と８と
の磁極が円筒の両端部に置かれている。磁石７と８との
対向する極が同じ極性を有するので、放射方向に向けら
れた磁界が板９，10及び11に対向して置かれているコイ
ル４，５及び６の部分に発生する。図解のために、発生
した磁界の磁力線が図1aに点線によって表示してある。
この磁気回路は、電気的には伝導性で磁気的には非伝導
性の材料、例えばアルミニウム，銅あるいは真鍮製の円
筒形バス12内に含まれている。勵磁コイルが勵磁され、
コイル４及び６内の電流の方向がコイル５内の電流の方
向と対向している場合には、ローレンツ力が第１モータ
部分と第２モータ部分との間に及ぼされるので、それら
は相互に対して動き得る。それに加えて、コイル５の勵
磁電流に高周波検出電流が重畳されている場合には、バ
スがコイル５に電磁的に結合された短絡巻線として動作
するので、バス12に交流電流が発生する。この交流電流
はそのバス表面にわたって均等に分布される。コイル４
と６ともこのバス12に電磁的に結合されているので、バ
ス12内の交流電流の結果としてコイル４と６との中に交
流電圧が発生する。この交流電圧の力は関連するコイル
に対向するバス表面の大きさにほとんど直接比例してい
る。これは、発生した交流電圧の力が第２モータ部分２
に対する第１モータ部分１の位置を表示することを意味
する。これらコイル内に発生した交流電圧から、第２モ
ータ部分に対する第１モータ部分の位置を表示する位置
信号を、極端に単純な様式で得ることができる。
【００１７】位置信号が極端に単純な様式で得られる駆
動システムの一実施例を図２に表示する。この図におい
ては、勵磁コイル４，５及び６が並列に接続され、高周
波検出信号が重畳された勵磁電流により、単一の電圧−
電流変換器20から勵磁されている。それによって発振器
22から発生している高周波電圧が所望の勵磁電流を表す
制御電圧Ｖs へ加えられる加算器回路21が検出信号を重
畳するために使用されている。加算器回路21の電圧信号
が、その電圧信号を勵磁電流に変換し、この電流を勵磁
コイル４，５及び６の並列回路へ印加する、電圧−電流
変換器20の入力端子へ印加される。コイル４と６とを通
る電流はそれぞれ電流検出器24と23とによって検出され
る。差動増幅器25によって、二つの検出された電流の間
の差が決定される。コイル５に対するコイル４と６との
対称な位置のために、二つの検出された電流の間の差は
第２モータ部分２に対する第１モータ部分１の位置を表
す交流電流成分を単に具えている。この点において、差
動電流成分の振幅が、コイル４に対向して置かれたバス
表面がコイル６に対向して置かれたバス表面に等しい位
置に一致する中心位置からのモータ位置偏差を表示す
る。差動電流成分の位相が偏差の方向を表す。それ故
に、位置の方向と大きさとの両方を指示している位置信
号が、差動増幅器25により供給される差信号と、移相器
ψを介して発振器22により供給される高周波信号と、が
印加されることができる同期検出器26によって容易に得
られる。位置信号Ｖp を同期検出器26の出力端子から求
めることができる。このモータの動作範囲における場合
には、短絡巻線12と中央コイル５との間の電磁結合は二
つのモータ部分の相互位置と外側モータコイル４と６と
の間の電磁結合の度合いとには無関係であり、且つ短絡
巻線はモータ部分の相互偏移に対して線型関係を有し、
位置信号Ｖp の力と相互に対するモータ部分の位置との
間の関係は実質的に線型であるので、位置信号はモータ
部分の相互位置を制御するための位置サーボにおける位
置検出器信号として直ちに適している。この点で、差動
増幅器27内で、位置信号Ｖp を所望の位置を指示する信
号Ｖg と比較することができる。見出された差を表示す
る差動増幅器27の出力信号が、この信号の関数として信
号Ｖs を得る制御回路Ｒへ印加されるので、所望の位置
と実際の位置との間の差が零と殆ど等しく保たれる。
動システムの一実施例を図２に表示する。この図におい
ては、勵磁コイル４，５及び６が並列に接続され、高周
波検出信号が重畳された勵磁電流により、単一の電圧−
電流変換器20から勵磁されている。それによって発振器
22から発生している高周波電圧が所望の勵磁電流を表す
制御電圧Ｖs へ加えられる加算器回路21が検出信号を重
畳するために使用されている。加算器回路21の電圧信号
が、その電圧信号を勵磁電流に変換し、この電流を勵磁
コイル４，５及び６の並列回路へ印加する、電圧−電流
変換器20の入力端子へ印加される。コイル４と６とを通
る電流はそれぞれ電流検出器24と23とによって検出され
る。差動増幅器25によって、二つの検出された電流の間
の差が決定される。コイル５に対するコイル４と６との
対称な位置のために、二つの検出された電流の間の差は
第２モータ部分２に対する第１モータ部分１の位置を表
す交流電流成分を単に具えている。この点において、差
動電流成分の振幅が、コイル４に対向して置かれたバス
表面がコイル６に対向して置かれたバス表面に等しい位
置に一致する中心位置からのモータ位置偏差を表示す
る。差動電流成分の位相が偏差の方向を表す。それ故
に、位置の方向と大きさとの両方を指示している位置信
号が、差動増幅器25により供給される差信号と、移相器
ψを介して発振器22により供給される高周波信号と、が
印加されることができる同期検出器26によって容易に得
られる。位置信号Ｖp を同期検出器26の出力端子から求
めることができる。このモータの動作範囲における場合
には、短絡巻線12と中央コイル５との間の電磁結合は二
つのモータ部分の相互位置と外側モータコイル４と６と
の間の電磁結合の度合いとには無関係であり、且つ短絡
巻線はモータ部分の相互偏移に対して線型関係を有し、
位置信号Ｖp の力と相互に対するモータ部分の位置との
間の関係は実質的に線型であるので、位置信号はモータ
部分の相互位置を制御するための位置サーボにおける位
置検出器信号として直ちに適している。この点で、差動
増幅器27内で、位置信号Ｖp を所望の位置を指示する信
号Ｖg と比較することができる。見出された差を表示す
る差動増幅器27の出力信号が、この信号の関数として信
号Ｖs を得る制御回路Ｒへ印加されるので、所望の位置
と実際の位置との間の差が零と殆ど等しく保たれる。
【００１８】ここまでに説明した実施例においては、バ
ス12が短絡巻線になる。そのような短絡巻線は、しかし
ながら、第１モータ部分の周りに巻かれた円筒形コイル
によって形成されてもよい。モータ構造の頑強性がバス
の形態での短絡巻線の結果として増強されるので、バス
の形態の短絡巻線の方が好ましい。
ス12が短絡巻線になる。そのような短絡巻線は、しかし
ながら、第１モータ部分の周りに巻かれた円筒形コイル
によって形成されてもよい。モータ構造の頑強性がバス
の形態での短絡巻線の結果として増強されるので、バス
の形態の短絡巻線の方が好ましい。
【００１９】本発明が３個の勵磁コイルを具えている駆
動システムに制限されるものではないことは注目される
べきである。本発明は２個の勵磁コイルあるいは３個よ
り多い勵磁コイルが短絡巻線へ電磁的に結合された態様
にも同様に適用することができる。
動システムに制限されるものではないことは注目される
べきである。本発明は２個の勵磁コイルあるいは３個よ
り多い勵磁コイルが短絡巻線へ電磁的に結合された態様
にも同様に適用することができる。
【００２０】第２モータ部分内に、第１モータ部分内の
短絡巻線へ電磁的に結合されている二つのコイルを具え
ているモータは、例えば図１に示された態様ではある
が、そこから例えばコイル４と磁石７とが省略された態
様により構成されてもよい。かくして、そのような実施
例は図３に示したようにコイル５と６とを勵磁して位置
信号を得るための勵磁回路を具えている。この実施例で
は、コイル６は電圧−電流変換器30によって勵磁され
る。コイル５は低域通過フィルター31を通って電圧−電
流変換器32によって勵磁される。発振器回路34が高周波
検出電流を高域通過フィルター33を介してコイル５へ導
入する。コイル６内の電流が電流検出器35によって検出
される。この電流検出器35は検出された電流に比例する
信号電圧を発生する普通の種類のものの一つである。高
域通過フィルター36においてこの信号電圧が整流器37へ
印加される。
短絡巻線へ電磁的に結合されている二つのコイルを具え
ているモータは、例えば図１に示された態様ではある
が、そこから例えばコイル４と磁石７とが省略された態
様により構成されてもよい。かくして、そのような実施
例は図３に示したようにコイル５と６とを勵磁して位置
信号を得るための勵磁回路を具えている。この実施例で
は、コイル６は電圧−電流変換器30によって勵磁され
る。コイル５は低域通過フィルター31を通って電圧−電
流変換器32によって勵磁される。発振器回路34が高周波
検出電流を高域通過フィルター33を介してコイル５へ導
入する。コイル６内の電流が電流検出器35によって検出
される。この電流検出器35は検出された電流に比例する
信号電圧を発生する普通の種類のものの一つである。高
域通過フィルター36においてこの信号電圧が整流器37へ
印加される。
【００２１】高域通過フィルター36の出力端子におい
て、交流電圧がコイル６とバス12との間の電磁結合の量
により決定される振幅を有して発生される。この結合は
第２モータ部分に対する第１モータ部分の位置に依存し
ているので、フィルター36の出力端子における交流電圧
の振幅はこの位置を表示するであろう。この交流電圧が
一旦整流器37により整流されると、その直流電圧レベル
がモータ位置を指示する信号を整流器37の出力端子から
求めることができる。この信号は位置信号Ｖp として用
いることができる。位置サーボシステムに適用された場
合には、信号Ｖg と一緒にこの信号Ｖp が、信号Ｖg と
Ｖp とから電圧−電流変換器30と32とに対する制御電圧
を得る回路38へ印加され得る。
て、交流電圧がコイル６とバス12との間の電磁結合の量
により決定される振幅を有して発生される。この結合は
第２モータ部分に対する第１モータ部分の位置に依存し
ているので、フィルター36の出力端子における交流電圧
の振幅はこの位置を表示するであろう。この交流電圧が
一旦整流器37により整流されると、その直流電圧レベル
がモータ位置を指示する信号を整流器37の出力端子から
求めることができる。この信号は位置信号Ｖp として用
いることができる。位置サーボシステムに適用された場
合には、信号Ｖg と一緒にこの信号Ｖp が、信号Ｖg と
Ｖp とから電圧−電流変換器30と32とに対する制御電圧
を得る回路38へ印加され得る。
【００２２】ここまでに説明した駆動システムの態様は
リニアモータである。しかし、本発明は回転モータにも
同様に関連している。回転モータ62の形態での駆動シス
テムの一実施例を図４に表示する。回転モータ62は永久
磁石材料からなる円筒形のロータ41を具えており、その
ロータは強磁性ステータ42の周りに回転できるように配
置されている。ロータ41とステータ42との間の角度はΘ
で表されいる。このステータ42は、互いに対して60°だ
け角度的に移動され、且つ磁極片状の端部を有する６個
のステータ歯50, …，55を具えている。ステータ歯50,
…，55の磁極片状の端部に対向して、ロータ円周の上に
平等に分布された４個のＮ磁極43, 45,47, 49と、４個
のＳ磁極44, 46, 48, 63が存在している。ステータ歯5
0, …，55がそれぞれステータコイル56, …, 61のコア
を形成している。対向して配置されたステータ歯のコイ
ルが直列に接続されている。ステータ42内でステータ歯
50,51及び55の磁極片状端部に対向して、短絡巻線64が
配置されており、その短絡巻線はコイル56, 57及び61の
うちの一つに電磁的に結合されており、且つその短絡巻
線内には角Θの特定の範囲内で短絡巻線64とコイル56と
の間の磁気結合は角Θと無関係であり、且つ短絡巻線64
とコイル56及び61との間の電磁結合は実質的にΘに直接
的に比例する。
リニアモータである。しかし、本発明は回転モータにも
同様に関連している。回転モータ62の形態での駆動シス
テムの一実施例を図４に表示する。回転モータ62は永久
磁石材料からなる円筒形のロータ41を具えており、その
ロータは強磁性ステータ42の周りに回転できるように配
置されている。ロータ41とステータ42との間の角度はΘ
で表されいる。このステータ42は、互いに対して60°だ
け角度的に移動され、且つ磁極片状の端部を有する６個
のステータ歯50, …，55を具えている。ステータ歯50,
…，55の磁極片状の端部に対向して、ロータ円周の上に
平等に分布された４個のＮ磁極43, 45,47, 49と、４個
のＳ磁極44, 46, 48, 63が存在している。ステータ歯5
0, …，55がそれぞれステータコイル56, …, 61のコア
を形成している。対向して配置されたステータ歯のコイ
ルが直列に接続されている。ステータ42内でステータ歯
50,51及び55の磁極片状端部に対向して、短絡巻線64が
配置されており、その短絡巻線はコイル56, 57及び61の
うちの一つに電磁的に結合されており、且つその短絡巻
線内には角Θの特定の範囲内で短絡巻線64とコイル56と
の間の磁気結合は角Θと無関係であり、且つ短絡巻線64
とコイル56及び61との間の電磁結合は実質的にΘに直接
的に比例する。
【００２３】このモータ62の３組の直列接続されたコイ
ルは、図２に示した回路によって勵磁されてもよい。こ
の角を表す位置信号は図２に示した回路によって同様に
得ることができる。
ルは、図２に示した回路によって勵磁されてもよい。こ
の角を表す位置信号は図２に示した回路によって同様に
得ることができる。
【図１】図１は本発明による駆動システムの第１実施例
を示すもので、図1aによりこの駆動システムの断面図
を、図1bによりこの駆動システムの一部を除去した斜視
図を示している。
を示すもので、図1aによりこの駆動システムの断面図
を、図1bによりこの駆動システムの一部を除去した斜視
図を示している。
【図２】図２は極端に単純な様式で位置信号を得ること
ができる駆動システムの一実施例を示している。
ができる駆動システムの一実施例を示している。
【図３】図３は、図２に示した実施例に示した態様では
あるが、そこからコイル４と磁石７とを省略した実施例
を示している。
あるが、そこからコイル４と磁石７とを省略した実施例
を示している。
【図４】図４は回転モータの形態での本発明による駆動
システムの一実施例を示している。
システムの一実施例を示している。
１ 第１モータ部分 ２ 第２モータ部分 ３ 運動軸 ４，５，６ 勵磁コイル ７，８ 円筒形永久磁石 ９，10, 11 磁気伝導性板 12 バス 20, 30, 32 電圧−電流変換器 21 加算器回路 22 発振器 23, 24, 35 電流検出器 25, 27 差動増幅器 26 同期検出器 31 低域通過フィルター 33，36 高域通過フィルター 34 発振器回路 37 整流器 38 制御電圧を得るための回路 41 円筒形のロータ 42 強磁性ステータ 43, 45, 47, 49 Ｎ磁極 44, 46, 48, 63 Ｓ磁極 50〜55 ステータ歯 56〜61 ステータコイル 62 回転モータ Ｒ 制御回路 ψ 移相器 Ｖg 所望位置を示す信号 Ｖp 位置信号 Ｖs 制御電圧
フロントページの続き (73)特許権者 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔ ｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (72)発明者 ペテル フムプレー デ ラ ランベレ イ オランダ国 5621 ベーアー アインド ーフェンフルーネバウツウェッハ１ (56)参考文献 特開 昭60−183960（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−132064（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 41/00 H02K 33/00 H02K 29/00
Claims (8)
- 【請求項１】 第１モータ部分が第２モータ部分に対し
て動けるように配置され、第２モータ部分は励磁手段を
具えており、且つ第１モータ部分は前記励磁手段内に磁
界を発生するために磁気回路を具えている電気モータを
具えている電磁駆動システムであって、前記のモータは
更に前記励磁手段に対する電磁結合を有する短絡巻線を
具えている電磁駆動システムにおいて、 前記第２モータ部分が少なくとも２個の励磁コイルを具
えること、及び前記短絡巻線が前記第１モータ部分の一
部を形成し、前記短絡巻線と前記励磁巻線のうちの少な
くとも１個との間の電磁結合が第２モータ部分に対する
第１モータ部分の位置に依存しており、且つ前記短絡巻
線は非導磁性、導電性材料のバスにより形成されてお
り、該バスは前記第２モータ部分により囲まれ、且つ該
バスが前記磁気回路を囲んでいることを特徴とする電磁
駆動システム。 - 【請求項２】 第２モータ部分が前記短絡巻線に電磁的
に結合された３個の勵磁コイルを具え、これら３個の勵
磁コイルのうちの第１コイルと第２コイルとがそれら３
個の勵磁コイルのうちの第３コイルに対して対称に位置
決めされており、且つ磁気回路がこれら３個の勵磁コイ
ル内に磁界を発生するために配設されていることを特徴
とする請求項１記載の電磁駆動システム。 - 【請求項３】 前記勵磁コイルが互いに背中合わせに配
置され、且つ共通軸を有して本質的に円筒形であり、第
１モータ部分は円筒形であり、且つ前記勵磁コイルの共
通軸と平行な方向に前記勵磁コイル内で摺動できるよう
に配置されており、且つ磁気回路が勵磁コイル内に放射
方向磁界を発生するために配設されていることを特徴と
する請求項１または２記載の電磁駆動システム。 - 【請求項４】 前記磁気回路が第２モータ部分の軸と平
行な共通軸を有する互いに背中合わせに配置された円筒
形の永久磁石を具えており、該磁石の磁極は円筒の両端
に置かれ、そこでは磁石の二つの対向する円筒端部が同
じ極性を有していることを特徴とする請求項３記載の電
磁駆動システム。 - 【請求項５】 第２モータ部分では磁気回路の二つの対
向する極により発生した磁界を誘導するための導磁路が
省略されていることを特徴とする請求項３または４のい
ずれか一項記載の電磁駆動システム。 - 【請求項６】 勵磁コイル内に勵磁電流を発生するため
の勵磁回路と、第３勵磁コイルの勵磁電流に高周波検出
信号を重畳するための回路、及び第１と第２勵磁コイル
内に生じる信号間の差に基づき前記検出信号により起こ
される第２モータ部分に対する第１モータ部分の位置を
表示する位置信号を得るための検出回路と、を特徴とす
る請求項２〜４のいずれか一項記載の電磁駆動システ
ム。 - 【請求項７】 勵磁コイルは並列に接続され、この駆動
システムが高周波検出信号が重畳された勵磁電流により
勵磁コイルの並列回路に給電するための電流源と、第１
及び第２勵磁コイル内の電流を検出するための検出回
路、及びこれらの電流の間の差から位置信号を得るため
の回路と、を具えていることを特徴とする請求項６記載
の電磁駆動システム。 - 【請求項８】 このシステムが、前記位置信号と第２モ
ータ部分に対する第１モータ部分の所望の位置を指示す
る基準信号と、に応答して勵磁電流を制御するための制
御回路を具えていることを特徴とする請求項７記載の電
磁駆動システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9001126A NL9001126A (nl) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | Elektromagnetisch aandrijfsysteem. |
| NL9001126 | 1990-05-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04229069A JPH04229069A (ja) | 1992-08-18 |
| JP3075770B2 true JP3075770B2 (ja) | 2000-08-14 |
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ID=19857091
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| EP0580117A3 (en) * | 1992-07-20 | 1994-08-24 | Tdk Corp | Moving magnet-type actuator |
| JP2596857Y2 (ja) * | 1993-06-07 | 1999-06-21 | ティーディーケイ株式会社 | 可動磁石式アクチュエータ |
| EP0605903B1 (en) * | 1993-01-07 | 1997-06-11 | TDK Corporation | Movable magnet type pump |
| MY120887A (en) * | 1995-06-08 | 2005-12-30 | Sony Corp | Rotation position detecting device and motor device. |
| GB2305518B (en) * | 1995-09-26 | 1999-11-03 | Custom Dev Ltd | Electronic actuator position control |
| DE19605413A1 (de) * | 1996-02-14 | 1996-07-11 | Schinkoethe Wolfgang Prof Dr I | Gleichstromlinearmotor mit integriertem Wegmeßsystem |
| US5754026A (en) * | 1997-04-04 | 1998-05-19 | Ford Global Technologies, Inc. | Induction motor control method |
| GB9721747D0 (en) * | 1997-10-15 | 1997-12-10 | Denne Phillip R M | Electromagnetic apparatus for producing linear motion |
| CA2310024A1 (en) * | 1997-10-15 | 1999-04-22 | Phillip Raymond Michael Denne | A linear electromagnetic machine |
| DE19748647C2 (de) * | 1997-11-04 | 2001-09-27 | Festo Ag & Co | Elektromagnetisches Antriebssystem mit integrierter Wegsignalerzeugung |
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| DE10229689A1 (de) * | 2002-06-27 | 2004-01-22 | Universität Stuttgart | Verfahren zur integrierten Wegmessung in Gleichstromlinearmotoren mit alternierender Anordnung von Permanent-Magneten und Flussführungsteilen |
| DE10229687A1 (de) * | 2002-06-27 | 2004-01-22 | Universität Stuttgart | Verfahren zur integrierten Wegmessung in Gleichstromlinearmotoren unter Ausnutzung von Flussdichteänderungen im magnetbehafteten Teilsystem |
| DE102006036289B4 (de) * | 2006-08-03 | 2010-04-08 | Siemens Ag | Motorsystem sowie Verfahren zum Betreiben eines Motorsystems |
| DE102006036288B4 (de) * | 2006-08-03 | 2009-02-12 | Siemens Ag | Synchronmotor, geberloses Motorsystem, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines geberlosen Motorsystems mit einem Synchronmotor |
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| DE102010003625A1 (de) * | 2010-04-01 | 2011-10-06 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Linearmotor für einen Linearverdichter |
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|---|---|---|---|---|
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| DE3033684A1 (de) * | 1980-09-08 | 1982-04-29 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Kolbenpumpe mit elektromagnetischem antrieb |
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| JPS60183960A (ja) * | 1984-02-29 | 1985-09-19 | Oak Giken Kk | 電磁アクチユエ−タ |
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1991
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |