JP3551344B2 - 独立駆動同期電動機の電磁力バランス方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、同期電動機のベクトル制御における同一の負荷につながれた同期電動機の電磁力バランス方法に係り、特に独立駆動リニアモータの推力バランス方法関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、同期電動機のベクトル制御は、位置検出器（レゾルバやパルス発生器）により界磁極位置を検出し、界磁極位置と同期した位相の正弦波電流の振幅および位相の制御を行い電磁力制御を行うものである。
一般に、発生電磁力Ｆは印加する電流の大きさＩに比例する。
Ｆ＝Ｋ_m ・Ｉ・cos （δ） …………………………………………（１式）
但し、Ｋ_m は正の定数であり、同期電動機に固有の定数である。また、δは発生電磁力が最大になる電流位相からのずれの量、つまりずれの位相値である。
通常、δ＝０°である。
さらに電流Ｉは、電磁力指令の値Ｉ_r に比例する。
Ｉ＝Ｋ_a ・Ｉ_r …………………………………………（２式）
ここに、Ｋ_a は正の定数であり、アンプに固有の定数である。
（１式），（２式）より、発生電磁力Ｆは電磁力指令の値Ｉ_r に比例する。
Ｆ＝Ｋ・Ｉ_r ・cos （δ） …………………………………………（３式）
但し、 Ｋ＝Ｋ_m ・Ｋ_a …………………………………………（４式）
である。比例定数Ｋは同期電動機とアンプが決まると、一義的に決まる定数である。
【０００３】
発生電磁力は、直動形の同期電動機の場合は発生推力であり、回転形の同期電動機の場合は発生トルクである。
また、電磁力指令の値は、直動形の同期電動機の場合は推力指令の値であり、回転形の同期電動機の場合はトルク指令の値である。
以下、直動形の同期電動機の説明を行う。同一の負荷につながれた２台以上の同期電動機を別々のアンプを用いて同一方向に駆動するとき、発生推力に差がある場合運転精度に悪い影響を与える。
従来では、同一の推力指令の値に対して、同期電動機の発生推力に差がないように、同期電動機に固有の定数Ｋ_m を同期電動機によらず一定になるように、さらにまたアンプに固有の定数Ｋ_a をアンプによらず一定になるようにしていた［以下、これを『従来例』という］。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来例において、同期電動機に固有の定数Ｋ_m を一定にするためには、同期電動機に使用する永久磁石による界磁極の大きさを一定にする必要がある。
界磁極の大きさは、永久磁石の特性、特にエネルギー積と密接な関係があり、これを管理するために、永久磁石を選別して使用していた。
また、アンプに固有の定数Ｋ_a を一定にするためには、アンプの特性を一定にする必要がある。
そのために、アンプに使用する素子を選別して特性を揃えたり、可変抵抗器等を使用して特性を調整していた。
永久磁石を選別、素子の選別、アンプの調整等が必要であり、製作コストを上げる原因になっていた。しかも、複数の同期電動機とそれらの駆動用アンプの各々の特性を厳密にそろえることはできなかった。精密位置決めをするために同一負荷につながった複数の同期電動機を独立駆動する場合、同期電動機の特性や駆動用アンプの特性が厳密にそろっていないため、負荷のヨーイングにつながり負荷を精密に制御できなかった。
ここにおいて本発明は、従来例の欠点を克服し、同期電動機とアンプから成る各組み相互間の比例定数Ｋ_i のばらつきを、電流位相のずれ量δ_i を調整して吸収する独立駆動同期電動機の電磁力バランス方法を提供することを目的する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、比例定数Ｋ_i のばらつきを電流位相のずれの位相値δ_i を調整することにより吸収して、電磁力指令（各組共通の推力・トルク指令）の値Ｉ_r と発生推力Ｆ_i との関係を一定にすることにより、独立駆動の複数個の同期電動機の電磁力（推力・トルク）をバランスさせる方法としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、電磁力指令の値に比例して印加する電流の大きさと同期電動機の界磁極位置に対応した前記電流の位相とを決定して前記同期電動機を制御する同期電動機駆動用のアンプと、同期電動機との組合せによって決まる発生電磁力Ｆ _ｉ と前記電磁力指令Ｉ _ｒ の比Ｆ _ｉ ／Ｉ _ｒ を比例定数Ｋ _ｉ とし、前記印加する電流の位相を発生電磁力最大になる電流位相からずらすことによって、複数組の前記比例定数Ｋ _ｉ をそれぞれ同一にする独立駆動同期電動機の電磁力バランス方法において、
前記同期電動機と前記アンプとの組合せが持つ前記比例定数Ｋ _ｉ は、同一極性の異なる２つの第１及び第２の電磁力指令の値Ｉ _ｒ−１ ，Ｉ _ｒ−２ による加速度Ａ _ｉ−１ ，Ａ _ｉ−２ の差から求めることを特徴とする独立駆動同期電動機の電磁力バランス方法としたものであり、これにより各組みの比例定数Ｋ _ｉ のばらつきを消すことができるという作用を有する。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の発明は、ｉ番目の前記アンプと前記同期電動機の組みに対し、前記電磁力指令である第１の発生推力指令Ｉ _ｒ−１ （＞０）を与えそのときの第１の前記加速度Ａ _ｉ−１ で、このときの前記発生電磁力の第１の推力Ｆ _ｉ−１ ＝Ｋ _ｉ ・Ｉ _ｒ−１ とし、第２の推力指令Ｉ _ｒ−２ （＞０，≠Ｉ _ｒ−１ ）を与えそのときの第２の前記加速度Ａ _ｉ−２ で、そのときの前記発生電磁力の第２の発生推力Ｆ _ｉ−２ ＝Ｋ _ｉ ・Ｉ _ｒ−２ とし、外乱による一定推力をＦ _ｄ 、負荷の重量をＭとして、発生推力と加速度の関係を
A _ｉ−１ ＝（Ｆ _ｉ−１ −Ｆ _d ）／Ｍ， Ａ _ｉ−２ ＝（Ｆ _ｉ−２ −Ｆ _ｄ ）／Ｍ
と演算し、２つの加速度の差ΔＡ _i を
ΔＡ _ｉ ＝ A _ｉ−２ −Ａ _ｉ−１ ＝（Ｆ _ｉ−２ −Ｆ _ｉ−１ ）／Ｍ＝Ｋ _ｉ ・ ( Ｉ _ｒ−２ −Ｉ _ｒ−１ ) ／Ｍ のようにして求め、前記外乱による一定推力Ｆ _d を打ち消すことを特徴とする請求項１記載の独立駆動同期電動機の電磁力バランス方法としたものであり、請求項１と同じく比例定数Ｋ _ｉ を特定可能となる。
【０００８】
本発明の請求項３に記載の発明は、電磁力指令の値に比例して印加する電流の大きさと同期電動機の界磁極位置に対応した前記電流の位相とを決定して前記同期電動機を制御する同期電動機駆動用のアンプと、同期電動機との組合せによって決まる発生電磁力Ｆ _ｉ と前記電磁力指令Ｉ _ｒ の比Ｆ _ｉ ／Ｉ _ｒ を比例定数Ｋ _ｉ とし、前記印加する電流の位相を発生電磁力最大になる電流位相からずらすことによって、複数組の前記比例定数Ｋ _ｉ をそれぞれ同一にする独立駆動同期電動機の電磁力バランス方法において、
一組の前記同期電動機と前記アンプとの組合せに与える前記電流の位相のずらす位相量δ _i は、最小の比例定数Ｋ _min を電流の位相のずれ量を求めたい前記同期電動機と前記アンプの組の前記比例定数Ｋ _i で除算したものの逆余弦関数 cos ^{− 1} （Ｋ _min ／Ｋ _i ）で与えることを特徴とする独立駆動同期電動機の電磁力バランス方法としたものであり、これにより外乱を打ち消すことができるという作用を有する。
【０００９】
本発明の請求項４に記載の発明は、最小の加速度の差ΔＡ _i をΔＡ _min 、最小の前記比例定数Ｋ _i をＫ _min 、両者の比をＢ _i ＝ΔＡ _min ／ΔＡ _i ＝Ｋ _min ／Ｋ _i （ただし、ｉ＝１，２，…，ｎ）、最小の加速度を与える前記同期電動機と前記アンプの組みの記号をｊ とし、ｉ＝ｊのときにＢ _i ＝１、ｉ≠ｊのときにＢ _i ≦１で、前記電流の位相ずれ量をδ _i ＝ cos ^{− 1} （Ｂ _i ）として、推力指令Ｉ _r に対するｉ番目の前記同期電動機と前記アンプの組みによる発生推力Ｆ _i を
Ｆ _i ＝Ｋ _i ・Ｉ _r ・ cos （δ _i ）＝Ｋ _i ・Ｉ _r ・Ｂ _i ＝Ｋ _min ・Ｉ _r
として導出し、前記比例定数Ｋ _i によらず前記発生推力Ｆ _i を一定とすることを特徴とする請求項３記載の独立駆動同期電動機の電磁力バランス方法としたものであり、請求項３と同様にこの演算の手法から外乱の影響を除去可能となるという作用を有する。
【００１０】
本発明の請求項５に記載の発明は、直動形の前記同期電動機における前記発生電磁力である前記発生推力を、回転形の前記同期電動機の発生電磁力である発生トルクに置き換えて、独立駆動回転形同期電動機の前記発生トルクのバランスを行うことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の独立駆動同期電動機の電磁力バランス方法としたものであり、リニアモータのみならず回転形の一般の回転形同期電動機の独立駆動にも適用され得るという作用を有する。
【００１１】
（実施の形態１）
以下、本発明の各具体例を図面に基づいて説明する。なお、各図面において、同一符号は同一もしくは相当部材を表す。
図３は、本発明による独立駆動同期電動機（リニアモータ）の推力バランス方法が適用される同一負荷につながれた同期電動機の駆動装置の回路構成を表すブロック図である。
図３において、上位コントローラ１はNo.1アンプ２₁ 〜No.nアンプ２_n に推力指令（その値）Ｉ_r1〜Ｉ_rnおよび位相のずれ（量）δ₁ 〜δ_n を与える。
No.1アンプ２₁ 〜No.nアンプ２_n は、No.1位置検出器５₁ 〜No.n位置検出器５_n の位置情報を基に、それぞれNo.1同期電動機３₁ 〜No.n同期電動機３n を公知のベクトル制御で駆動する。
ここで、本発明におけるアンプとは、同期電動機を駆動する制御信号に基づく電力増幅手段であり、例えばリニアアンプとかＰＷＭ［パルス幅変調器］などを包括していう。
【００１２】
No.1同期電動機３₁ 〜No.n同期電動機３n は、連結した共通の同一負荷４を独立に駆動する。負荷４につながれたNo.1位置検出器５₁ 〜No.n位置検出器５_n は負荷４の位置、すなわちNo.1同期電動機３₁ 〜No.n同期電動機３n の移動子の位置を検出する。
なお、アンプ，同期電動機および位置検出器の各記号（それに付加しているサフィクス）に示すｎは２以上の整数とする。
【００１３】
図４は、図３に対応する本発明における上位コントローラの動作を示す機能ブロック図である。
図４における101 はNo.1位置検出器５₁ 〜No.n位置検出器５_n の位置情報の時間差分（微分）で負荷４の速度を演算し、さらにその速度の時間差分（微分）で負荷４の加速度を演算する。
対象となるアンプと同期電動機の組みは、推力指令が何番目の組みに対して与えられたものかで分かる。
【００１４】
推力指令発生器102 は、推力指令Ｉ_r を出力する。
位相ずれ量δ_i を求めるための2 つの推力指令Ｉ_ｒ−１、Ｉ_ｒ−２ を出力し、また位相ずれ量δ_i の演算後は制御に応じた推力指令を生成する。
位相ずれ量δ_i 検出器103 は加速度情報を基に、各アンプと同期電動機の組の比例定数Ｋ_i との最小の比例定数Ｋ_min との比を求める。
そして、それぞれのアンプと同期電動機の組みに対する位相のずれ量δ_i を決定する。
【００１５】
（実施の形態２）
図５は、位置検出器５を１個設け、それでNo.1同期電動機３₁ 〜No.n同期電動機３n の移動子の位置を検出する場合の他の実施の形態を示す回路構成ブロック図である。
位置検出器５からの同一位置情報が、それぞれ上位コントローラ１及びNo.1アンプ２₁ 〜No.nアンプ２_n に共通に与えられ、推力のバランスが図られる。
図６は、図５に対応する本発明における上位コントローラの動作を示す機能ブロック図である。
加速度演算器の101 の位置の入力情報が１つである以外は、図４と同じである。
【００１６】
次に、これら実施の形態１及び実施の形態２などに共通して適用される理論として、位相のずれ量δ_i を決定する原理を一般的に説明する。
ｉ番目のアンプと同期電動機の組みに対し、推力指令Ｉ_r （＞０）を与える。その時の加速度Ａ_ｉ−１とする。このときの、発生推力Ｆ_ｉ−１は
Ｆ_ｉ−１ ＝Ｋ_i ・Ｉ_ｒ−１…………………………………………（５式）
となる。
同様に、推力指令Ｉ_ｒ−２（＞０，≠Ｉ_ｒ−１）を与える。その時の加速度Ａ_ｉ−２とする。
そのときの、発生推力Ｆ_ｉ−２はまた
Ｆ_ｉ−２ ＝Ｋ_i ・Ｉ_ｒ−２…………………………………………（６式）
となる。
【００１７】
外乱による推力をＦ_d （一定）、負荷４の重量をＭとすると、発生推力と加速度の関係は次のようになる。
Ａ_ｉ−１ ＝（Ｆ_ｉ−１−Ｆ_ｄ ）／Ｍ…………………………………………（７式）
Ａ_ｉ−２ ＝（Ｆ_ｉ−２−Ｆ_ｄ ）／Ｍ…………………………………………（８式）
ここで、外乱による推力をＦ_d を打ち消すために２つの加速度の差ΔＡ_i を求める。なお、この外乱とは負荷４の傾き等に基づく、時間的に不変な恒常的な重力よる外乱を意味し、所謂過度的なものは含まない。
ΔＡ_ｉ ＝Ａ_ｉ−２−A_ｉ−１
＝（Ｆ_ｉ−２ −Ｆ_ｉ−１）／Ｍ
＝Ｋ_i ・( Ｉ_ｒ−２−Ｉ_ｒ−１ )／Ｍ …………………………（９式）
【００１８】
ところで加速度の差ΔＡ_i は比例定数Ｋ_i に比例する。よって最小の比例定数Ｋ_i を見けることは、最小の加速度の差ΔＡ_i を見つけることと等価である。
いま、最小の加速度の差ΔＡ_i をΔＡ_min とし、最小の比例定数Ｋ_i をＫ_minとする。
また、両者の比をＢ_i と定義する。つまり
Ｂ_i ＝ΔＡ_min ／ΔＡ_i
＝Ｋ_min ／Ｋ_i …………………………………………（１０式）
但し、ｉ＝１，２，…，ｎである。
【００１９】
そして、最小の加速度を与えるアンプと同期電動機の組みの記号（それに付加しているサフィクス）をｊとすれば、ｉ＝ｊのときにＢ_i ＝１であり、ｉ≠ｊのときにＢ_i ≦１である。
ここで、電流の位相ずれ（量）δ_i を次の（１１式）のように定義する。
δ_i ＝cos ^−１（Ｂ_i ） …………………………………………（１１式）
すると、推力指令（値）Ｉ_r に対するｉ番目のアンプと同期電動機の組みによる発生推力Ｆ_i は、次の（１２式）で与えられる。
Ｆ_i ＝Ｋ_i ・Ｉ_r ・cos （δ_i ）……………………………………（１２式）
上式を変形すると、
Ｆ_i ＝Ｋ_i ・Ｉ_r ・Ｂ_i
＝Ｋ_i ・Ｉ_r ・Ｋ_min ／Ｋ_i
＝Ｋ_min ・Ｉ_r ………………………………………（１３式）
となり、比例定数Ｋ_i によらず一定となる。
【００２０】
次に、本発明の各実施の形態において共通した電流のずれ（量）δ_i を決定する方法を、図１のフローチャートを参照しながら説明する。
（処理１１） 各アンプと同期電動機の組みの番号ｉに対し、推力指令Ｉ_ｒ−１とＩ_ｒ−２における加速度Ａ_i-1 とＡ_i-2 を測定する。
このとき、他のアンプに対する推力指令は、推力を発生させずフリーな状態にしておく。そして処理１２へ進む。
（処理１２） 後述の方法で、最小の比例定数Ｋ_min が得られるアンプと同期電動機の組みの番号ｊを求める。次の処理１３に進む。
（処理１３） 各アンプと同期電動機の組みの番号ｉに対し、加速度の比Ｂ_iを演算する。
そして、位相のずれδ_i を決定する。処理を完了する。
【００２１】
図２は、先の最小の比例定数Ｋ_min が得られるアンプと同期電動機の組みの番号を求める手段を説明する流れ図である。各ステップを図の流れに沿って説明する。
（ステップ２１） 最小の加速度の差ΔＡ_min ＝ΔＡ₁ とする。
また、最小の比例定数Ｋ_min の組番号ｊ＝１とする。ステップ２２へ進む。
（ステップ２２） 組番号ｉ＝２とする。ステップ２３へ進む。
（ステップ２３） 加速度の差の比Ｂ_i （＝ΔＡ_min ／ΔＡ_i ）を計算する。それからステップ２４へ進む。
【００２２】
（ステップ２４） 加速度の差の比Ｂ_i の大きさを判定する。Ｂ_i ＞１の場合はステップ２５に進む。Ｂ_i ≦１のときはステップ２７へ進む。
（ステップ２５） 最小の加速度の差ΔＡ_min を更新する。ΔＡ_min ＝ΔＡ_i とする。ステップ２６へ進む。
（ステップ２６） 最小の加速度の差ΔＡ_min の組番号ｊを更新し、ｊ＝ｉとする。後、ステップ２７へ進む。
【００２３】
（ステップ２７） さらに、組番号ｉを更新し、ｉ＝ｉ＋１とする。ステップ２８へ進む。
（ステップ２８） 組番号ｉを判定する。ｉ＞ｎの場合、すなわち、全てのアンプと同期電動機の組ｎをチェックしたとき、本処理を終了する。
ｉ≦ｎの場合、すなわち、全部の組をチエックしていないとき、ステップ２３へ戻り、それ以下のステップを繰り返し処理する。
【００２４】
（実施の形態３）
以上の説明は主として、直動形の同期電動機の推力のバランス方法について行ったが、回転形の同期電動機についても、直動形の推力を回転形のトルクに置き換えることにより、同様な独立駆動回転形同期電動機のトルクのバランス方法が得られる。
【００２５】
（実施の形態４）
さらにまた、直動形の同期電動機の発生推力が検出できる場合、例えば力のセンサ（歪み計、レーザ光などによる変位検出）等による発生推力情報から、加速度による前記演算を発生推力に基づく演算機構を用いて、位相のずれ（量）δ_iを導出することから、独立駆動直動形の同期電動機の推力のバランス方法が得られる。
勿論、このことは回転形の同期電動機についてもについても同様に実施可能で、力のセンサ等による発生トルク情報から、加速度による前記演算を発生トルクに基づく演算機構を用いて、位相のずれδ_i を導出することができる独立駆動回転形の同期電動機のトルクのバランス方法が得られる。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は同期電動機の発生電磁力に係る比例定数のばらつきを、電流位相のずれを調整することによって吸収できるので、同期電動機の界磁極を構成する永久磁石及び電動機を駆動するアンプの構成素子等の煩瑣な選別を無くすことができ、個別駆動の同期電動機の組合せから成る設備装置の製作コストを大幅に下げるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態を示すフローチャート
【図２】図１における最小の比例定数Ｋ_ｍｉｎ の組番号ｊを求める方法を表す流れ図
【図３】本発明が適用される同一負荷につながれた同期電動機の駆動装置の一つの実施の形態における回路構成を示すブロック図
【図４】図３における上位コントローラの処理を示す機能ブロック図
【図５】本発明が適用される同一負荷につながれた同期電動機の駆動装置の他の実施の形態における回路構成を示すブロック図
【図６】図５における上位コントローラの処理を示す機能ブロック図
【符号の説明】
１ 上位コントローラ
２_１ 〜２_ｎ アンプ［但し、ｉ＝１，２，…，ｎである。以下同様］
３_１ 〜３_ｎ 同期電動機
４ 負荷
５，５_１ 〜５_ｎ 位置検出器
１０１ 加速度演算器
１０２ 推力指令発生器
１０３ 位置ずれ量δ_ｉ 演算器
Ａ_ｉ−１ ，Ａ_ｉ−２ アンプと同期電動機の組の第１の加速度，第２の加速度
ΔＡ_ｉ ２つの加速度の差（例えばＡ_ｉ−２ −Ａ_ｉ−１ ）
Ｂ_ｉ ２つの加速度の比（例えばΔＡ_ｍｉｎ ／ΔＡ_ｉ ＝ｃｏｓ δ_ｉ ）
Ｆ_ｉ 推力指令Ｉ_ｒ に対するｉ番目のアンプと同期電動機の組による発生推力
Ｆ_ｄ 外乱による推力［負荷等の傾きから重力による恒常的な外乱の推力］
Ｆ_ｉ−１ ，Ｆ_ｉ−２ アンプと同期電動機の組の第１の発生推力，第２の発生推力
Ｉ_ｒ 推力指令（その値）
Ｉ_ｒ−１，Ｉ_ｒ−２ アンプに対する第１の推力指令_， 第２の推力指令
Ｋ 各アンプと同期電動機の組における同一の比例定数
Ｋ_ｉ 任意のアンプと同期電動機の組の比例定数
Ｋ_ｍｉｎ 最小の比例定数
Ｍ 負荷４の重量
δ_１ 〜δ_ｎ 電流の位相のずれ量
δ_ｉ 任意のアンプと同期電動機の組の電流の位相ずれ量

Claims (5)

1. 電磁力指令の値に比例して印加する電流の大きさと同期電動機の界磁極位置に対応した前記電流の位相とを決定して前記同期電動機を制御する同期電動機駆動用のアンプと、同期電動機との組合せによって決まる発生電磁力Ｆ _ｉ と前記電磁力指令Ｉ _ｒ の比Ｆ _ｉ ／Ｉ _ｒ を比例定数Ｋ _ｉ とし、前記印加する電流の位相を発生電磁力最大になる電流位相からずらすことによって、複数組の前記比例定数Ｋ _ｉ をそれぞれ同一にする独立駆動同期電動機の電磁力バランス方法において、
   前記同期電動機と前記アンプとの組合せが持つ前記比例定数Ｋ_ｉは、同一極性の異なる２つの第１及び第２の電磁力指令の値Ｉ_ｒ−１，Ｉ_ｒ−２による加速度Ａ_ｉ−１，Ａ_ｉ−２の差から求めることを特徴とする独立駆動同期電動機の電磁力バランス方法。
2. ｉ番目の前記アンプと前記同期電動機の組みに対し、前記電磁力指令である第１の推力指令Ｉ_ｒ−１（＞０）を与えそのときの第１の前記加速度Ａ_ｉ−１で、このときの前記発生電磁力の第１の発生推力Ｆ_ｉ−１＝Ｋ_ｉ・Ｉ_ｒ−１とし、第２の推力指令Ｉ_ｒ−２（＞０，≠Ｉ_ｒ−１）を与えそのときの第２の前記加速度Ａ_ｉ−２で、そのときの前記発生電磁力の第２の発生推力Ｆ_ｉ−２＝Ｋ_ｉ・Ｉ_ｒ−２とし、外乱による一定推力をＦ_ｄ、負荷の重量をＭとして、発生推力と加速度の関係を
   A_ｉ−１ ＝（Ｆ_ｉ−１ −Ｆ_d ）／Ｍ， Ａ_ｉ−２ ＝（Ｆ_ｉ−２ −Ｆ_ｄ ）／Ｍ
   と演算し、２つの加速度の差ΔＡ_i を
   ΔＡ_ｉ ＝A_ｉ−２−Ａ_ｉ−１ ＝（Ｆ_ｉ−２ −Ｆ_ｉ−１）／Ｍ＝Ｋ_ｉ・( Ｉ_ｒ−２ −Ｉ_ｒ−１)／Ｍ のようにして求め、前記外乱による一定推力Ｆ_dを打ち消すことを特徴とする請求項１記載の独立駆動同期電動機の電磁力バランス方法。
3. 電磁力指令の値に比例して印加する電流の大きさと同期電動機の界磁極位置に対応した前記電流の位相とを決定して前記同期電動機を制御する同期電動機駆動用のアンプと、同期電動機との組合せによって決まる発生電磁力Ｆ _ｉ と前記電磁力指令Ｉ _ｒ の比Ｆ _ｉ ／Ｉ _ｒ を比例定数Ｋ _ｉ とし、前記印加する電流の位相を発生電磁力最大になる電流位相からずらすことによって、複数組の前記比例定数Ｋ _ｉ をそれぞれ同一にする独立駆動同期電動機の電磁力バランス方法において、
   一組の前記同期電動機と前記アンプとの組合せに与える前記電流の位相のずらす位相量δ_i は、最小の比例定数Ｋ_minを電流の位相のずれ量を求めたい前記同期電動機と前記アンプの組の前記比例定数Ｋ_i で除算したものの逆余弦関数cos ^{− 1}（Ｋ_min ／Ｋ_i ）で与えることを特徴とする独立駆動同期電動機の電磁力バランス方法。
4. 最小の加速度の差ΔＡ_i をΔＡ_min 、最小の前記比例定数Ｋ_iをＫ_min 、両者の比をＢ_i ＝ΔＡ_min ／ΔＡ_i ＝Ｋ_min ／Ｋ_i （ただし、ｉ＝１，２，…，ｎ）、最小の加速度を与える前記同期電動機と前記アンプの組みの記号をｊとし、ｉ＝ｊのときにＢ_i ＝１、ｉ≠ｊのときにＢ_i≦１で、前記電流の位相ずれ量をδ_i ＝cos ^{− 1}（Ｂ_i ）として、推力指令Ｉ_r に対するｉ番目の前記同期電動機と前記アンプの組みによる発生推力Ｆ_i を
   Ｆ_i ＝Ｋ_i ・Ｉ_r ・cos （δ_i ）＝Ｋ_i ・Ｉ_r ・Ｂ_i ＝Ｋ_min ・Ｉ_r
   として導出し、前記比例定数Ｋ_i によらず前記発生推力Ｆ_i を一定とすることを特徴とする請求項３記載の独立駆動同期電動機の電磁力バランス方法。
5. 直動形の前記同期電動機における前記発生電磁力である前記発生推力を、回転形の前記同期電動機の発生電磁力である発生トルクに置き換えて、独立駆動回転形同期電動機の前記発生トルクのバランスを行うことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の独立駆動同期電動機の電磁力バランス方法。

Images