JPH04317504A - リニアシンクロナスモータ式車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、地上側に一次側の推
進コイルを軌道に沿って配置し、車両側に上記推進コイ
ルに対向する界磁極を搭載して車両を駆動制御するリニ
アシンクロナスモータ式車両の制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】この種リニアシンクロナスモータ（以下
ＬＳＭと称す）はその推進コイルの励磁の方式により、
いわゆる自制式ＬＳＭと他制式ＬＳＭとに分類される。 前者の自制式ＬＳＭは、いわゆるサイリスタモータのよ
うに推進コイルと界磁極との相対位置を検出してその結
果に基づいて励磁を行うもので、起動から加速および減
速から停止まで確実に同期するため効率も良く安定した
運転特性が得られるという利点がある。しかし、反面、
上記した相対位置を検出するための装置が必要で、例え
ばその被検出体を軌道の全線に亙って配置する必要があ
り設備費や保守費が膨大になる等の欠点を有している。 これに対し、後者の他制式ＬＳＭは、上記方式のような
位置検出は行わず、備え付けの発振器の周波数に対応し
て励磁を行うもので、位置検出のための設備は不要とな
るが、一般に制御の安定性が劣り基本的な点で問題があ
る。

【０００３】図２は以上の点を改善するべく検討された
いわば準自制式とも言えるもので、例えば特開昭５７−
９５１９５号公報に開示されたリニアシンクロナスモー
タ式車両の制御装置を示すブロック図である。図におい
て、１は速度パターン信号２を発生する速度パターン発
生器、３は速度パターン信号２と後述する実速度信号４
とから必要な推力を演算しこの推力に相当する電流波高
値指令５を出力する推力演算器、６は電流波高値指令５
と後述する位相信号７とを乗算して正弦波電流パターン
８を出力する掛算器、９は正弦波電流パターン８に従っ
た３相電流１０を出力する電力変換器、１１は地上側に
軌道に沿って配置された推進コイルで、実際には各区間
に分割されており、それぞれに設けられた電力変換器９
から３相電流１０が供給される。１２は電力変換器９の
電圧電流出力信号１３からＬＳＭの位相を演算し位相信
号７として出力する位相演算器、１４は位相信号７から
速度を演算し実速度信号４として出力する速度演算器、
１５は界磁極を搭載した車両である。

【０００４】次に動作について説明する。ＬＳＭの速度
制御を行うためには電流波高値と位相とを制御すること
が必要となる。図２において、推力演算器３には速度パ
ターン信号２と実速度信号４とが入力され、両信号が一
致するように動作して電流波高値指令５が出力される。 更に、これに位相信号７を乗算して正弦波電流パターン
８を求め、電力変換器９で電力増幅し推進コイル１１に
３相電流１０を流すことによって車両１５を走行させる
ことができる。

【０００５】ここで、位相信号７は、いわゆる自制式Ｌ
ＳＭでは軌道に沿って設置された例えば光学式、検出コ
イル式等の位置検知装置の検出信号から作成されるが、
この図２の場合には、電力変換器９の電圧電流出力信号
１３を基に位相演算器１２により演算で求められる。位
相演算器１２は電圧電流出力信号１３から推進コイル１
１の誘起電圧を求めこの誘起電圧から位相信号７を検出
する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のリニアシンクロ
ナスモータ式車両の制御装置は以上のように構成されて
いるので、車両の位置検知のための膨大な設備が不要と
なる利点はあるが、位相信号を電力変換器の出力信号か
ら求めているので、特に車両の起動、停止動作時等の低
速域においては出力信号のレベルが低く、正確な位相検
出が困難になるという問題点があった。この発明は以上
のような問題点を解消するためになされたもので、位置
検知装置を必要とすることなく、しかも車両の低速域に
おいても正確な位相信号を得ることができるリニアシン
クロナスモータ式車両の制御装置を実現せんとするもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るリニアシ
ンクロナスモータ式車両の制御装置は、車両速度が所定
の設定値以下では、加速度または減速度を一定とし、こ
の加速度または減速度から位相信号を演算するとともに
この位相信号と車重信号と上記加速度または減速度とか
ら推力指令を演算するようにしたものである。

【０００８】

【作用】例えば、車両の起動動作の場合について説明す
ると、先ず、通常の速度パターンに替わって一定の加速
度が設定指令される。加速度一定で制御されるので、走
行距離従って車両位置（位相）は経過時間の二乗に比例
することになり、位相信号は上記比例項に初期値を加え
た形で演算により求められる。そして、推力指令は上記
演算で得られた位相信号、別途求められる車重信号およ
び上記加速度から演算され、この推力指令に基づき車両
が起動そして加速する。車両速度が一定以上になると本
来の速度パターン信号に基づく制御に移行し、位相信号
は電力変換器の出力信号から演算により求められる。

【０００９】

【実施例】図１はこの発明の一実施例によるリニアシン
クロナスモータ式車両の制御装置を示すブロック図であ
る。図において、１〜１５は従来と同一のもので個々の
説明は省略する。１６は所定の設定値（例えば５ｋｍ／
ｈ）以下の速度域でそれぞれ一定値に設定される加速度
αまたは減速度βを発生する加速度設定器、１７は加速
度α（または減速度β）から位相信号を演算する位相演
算器、１８は上記設定速度で動作する切換スイッチ、１
９は車両１５から受信した無線信号から車重信号２０を
検出して推力演算器３へ送出する受信器である。

【００１０】次に動作について説明する。先ず、車両の
起動時の動作について説明する。このとき、切換スイッ
チ１８の可動電極は位相演算器１７側にある。そして、
加速度設定器１６により一定の加速度αが設定され、こ
の加速度αから位相演算器１７は下式に従って位相信号
７を演算する。

【００１１】

【数１】 ここで、θ：位相 υ：速度 ｔ：時間 ｌ：ＬＳＭ１周期で進む距離（界磁コイル極ピッチ×２
） θ＋０：位相初期値

【００１２】また、この加速度αおよび受信器１９から
の車重信号２０が推力演算器３に入力され、下式に従っ
て推力が演算される。

【数２】 ここで、　　Ｆａ　：推力 Ｍ　　：車重 ＦＲ：走行抵抗 ＦＧ：勾配抵抗 なお、走行抵抗ＦＲは車両速度および車両位置、勾配抵
抗ＦＧは車両位置からそれぞれ決定されるデータである
。

【００１３】上記で演算された推力指令に相当する電流
波高値指令５と位相演算器１７から切換スイッチ１８を
介して得られた位相信号７とは掛算器６により正弦波電
流パターン８となり、更に電力変換器９を経て推進コイ
ル１１に３相電流１０が供給される。これにより車両１
５は次第に加速する。

【００１４】そして、車両速度が一定の設定値を越える
と切換スイッチ１８はその可動電極が位相演算器１２側
に切り換わり、従来と同様、位相演算器１２が位相信号
７を演算して出力する。推力演算器３も速度パターン発
生器１からの速度パターン信号２に基づき本来の制御動
作を行い車両１５は更に加速を進める。なお、上記低速
域の制御は、別系統の位相演算器１７から位相信号を求
める点で他制式と言えるが、低速域で演算した位相は、
車両の加速度から求めたものであるので、位相演算器１
２で求めたものと基本的に一致しており、大きな位相変
化、推力変化は発生しない。

【００１５】次に減速して停止する場合の動作について
説明する。車両速度が設定速度以下となると、切換スイ
ッチ１８はその可動電極が再び位相演算器１２側から位
相演算器１７側に切り換わる。同時に加速度設定器１６
は一定の減速度βを発生し、これを基に、位相演算器１
７は下式に従い位相信号７を演算する。

【００１６】

【数３】 ここで、θ＋０：切換時の位相 υ＋０：切換時の速度

【００１７】また、推力演算器３は下式に従い推力（ブ
レーキ）を演算する。

【数４】 ここで、Ｆｂ　：ブレーキ力 切換スイッチ１８切換後は、再び他制式となるが切換前
の演算値を初期値として制御を開始するので推力変動も
なく、車両１５は円滑に減速し停止することができる。

【００１８】なお、この発明は、前述した自制制御方式
を主制御系とし、その位置検知装置の異常時のために図
２に示す回路をバックアック制御系として用いる場合等
にも同様に適用することができ同等の効果を奏する。

【００１９】

【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、車両の低速域においても正確な位相検出が可能と
なり円滑な乗心地が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるリニアシンクロナス
モータ式車両の制御装置を示すブロック図である。

【図２】従来のリニアシンクロナスモータ式車両の制御
装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

１　　速度パターン発生器 ２　　速度パターン信号 ３　　推力演算器 ７　　位相信号 ９　　電力変換器 １０　　３相電流 １１　　推進コイル １２，１７　　位相演算器 １３　　電圧電流出力信号 １５　　車両 １６　　加速度設定器 １８　　切換スイッチ ２０　　車重信号 α　　加速度 β　　減速度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　地上側に一次側の推進コイルを軌道に
   沿って配置し、車両側に上記推進コイルに対向する界磁
   極を搭載し、車両位置に相当する位相信号と速度パター
   ン信号とから推力指令を演算し、この推力指令に応じた
   電流を電力変換器を介して上記推進コイルへ供給して車
   両を駆動制御するものであって上記位相信号を上記電力
   変換器の電圧電流出力から検出するようにしたリニアシ
   ンクロナスモータ式車両の制御装置において、車両速度
   が所定の設定値以下では、加速度または減速度を一定と
   し、この加速度または減速度から位相信号を演算すると
   ともにこの位相信号と車重信号と上記加速度または減速
   度とから上記推力指令を演算するようにしたことを特徴
   とするリニアシンクロナスモータ式車両の制御装置。