JPH05168283A - リニアモータシステムの曲線部の励磁電流位相決定方法 - Google Patents
リニアモータシステムの曲線部の励磁電流位相決定方法Info
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- JPH05168283A JPH05168283A JP3327669A JP32766991A JPH05168283A JP H05168283 A JPH05168283 A JP H05168283A JP 3327669 A JP3327669 A JP 3327669A JP 32766991 A JP32766991 A JP 32766991A JP H05168283 A JPH05168283 A JP H05168283A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 移動子が曲線部を移動する場合の励磁電流指
令の位相を正確に演算する。 【構成】 移動子１がレール３の曲線部にある場合、位
置検出器の出力を計数して得られる位置検出値に、位置
検出器側のレール３の曲率半径と、両レール３の中心線
の曲率半径の比で決まる補正係数を乗じて励磁電流指令
の位相を算出する。
令の位相を正確に演算する。 【構成】 移動子１がレール３の曲線部にある場合、位
置検出器の出力を計数して得られる位置検出値に、位置
検出器側のレール３の曲率半径と、両レール３の中心線
の曲率半径の比で決まる補正係数を乗じて励磁電流指令
の位相を算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動子と、該移動子を
移動可能に支持する、直線部と曲線部とからなる支持機
構と、推力発生機構と、直線部および曲線部において移
動子の位置を検出する増分値型の位置検出器と、直線部
および曲線部においてモータポールを検出するポールセ
ンサと、位置検出器の信号を用いて推力発生機構を制御
する制御装置とから構成される、曲線状に移動可能なリ
ニアモータシステムに関し、特に励磁電流位相の決定方
法に関する。
移動可能に支持する、直線部と曲線部とからなる支持機
構と、推力発生機構と、直線部および曲線部において移
動子の位置を検出する増分値型の位置検出器と、直線部
および曲線部においてモータポールを検出するポールセ
ンサと、位置検出器の信号を用いて推力発生機構を制御
する制御装置とから構成される、曲線状に移動可能なリ
ニアモータシステムに関し、特に励磁電流位相の決定方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】増分値型の位置検出器とポールセンサを
備えたリニアモータシステムにおいて、励磁電流の位相
はポールセンサ信号のＵ相エッジからの位置の変化量か
ら求められる。すなわちモータの１ポールペア分の位置
変化に相当する位置検出値をＰｘとし、Ｕ相エッジから
の位置変化量をΔＸ-uとすると、Ｕ相の正弦波励磁電流
指令は Ｓｉｎ（２π・ΔＸ−ｕ／Ｐｘ）…（１） で与えられる。一般にこの操作はソフトウェアで行われ
ることが多い。
備えたリニアモータシステムにおいて、励磁電流の位相
はポールセンサ信号のＵ相エッジからの位置の変化量か
ら求められる。すなわちモータの１ポールペア分の位置
変化に相当する位置検出値をＰｘとし、Ｕ相エッジから
の位置変化量をΔＸ-uとすると、Ｕ相の正弦波励磁電流
指令は Ｓｉｎ（２π・ΔＸ−ｕ／Ｐｘ）…（１） で与えられる。一般にこの操作はソフトウェアで行われ
ることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところがこのような従
来の方式では、リニアモータの移動子が直線状のみに移
動することを想定しているために、これを移動子が曲線
状にも直線状にも移動可能なシステムに適用すると次の
ような問題が発生する。
来の方式では、リニアモータの移動子が直線状のみに移
動することを想定しているために、これを移動子が曲線
状にも直線状にも移動可能なシステムに適用すると次の
ような問題が発生する。
【０００４】すなわち、位置検出器とポールセンサを同
一場所（リニアモータ本体の中心）に取り付けることは
物理的に不可能であるため、一般的には、位置センサと
ポールセンサを移動子の移動方向に対して横一線上に配
置することになる。このような配置のリニアモータシス
テムで移動子を曲線状に移動させようとすると、図６に
示すように、位置検出器、ポールセンサ、移動子の中心
それぞれが移動する曲線部の曲率半径がｒls，ｒps，ｒ
m と大きく異なるため、従来のように、Ｕ相エッジ入力
時からの、位置検出器の位置検出値により励磁電流指令
の位相を演算すると、それぞれのピッチが異なるので、
励磁電流指令の位相に誤差が生ずる。
一場所（リニアモータ本体の中心）に取り付けることは
物理的に不可能であるため、一般的には、位置センサと
ポールセンサを移動子の移動方向に対して横一線上に配
置することになる。このような配置のリニアモータシス
テムで移動子を曲線状に移動させようとすると、図６に
示すように、位置検出器、ポールセンサ、移動子の中心
それぞれが移動する曲線部の曲率半径がｒls，ｒps，ｒ
m と大きく異なるため、従来のように、Ｕ相エッジ入力
時からの、位置検出器の位置検出値により励磁電流指令
の位相を演算すると、それぞれのピッチが異なるので、
励磁電流指令の位相に誤差が生ずる。
【０００５】なお、図６では移動子は「下から上に向っ
て右回り」であるが、「下から上に向って左回り」の場
合は、位置検出器とポールセンサの曲率半径が「右回
り」の場合と異なるだけで、演算された励磁電流指令の
位相に同様の誤差が発生する。本発明の目的は、曲線部
での励磁電流の位相を正確に演算し、位相ずれを無く
す、リニアモータシステムの曲線部の励磁電流位相決定
方法を提供することである。
て右回り」であるが、「下から上に向って左回り」の場
合は、位置検出器とポールセンサの曲率半径が「右回
り」の場合と異なるだけで、演算された励磁電流指令の
位相に同様の誤差が発生する。本発明の目的は、曲線部
での励磁電流の位相を正確に演算し、位相ずれを無く
す、リニアモータシステムの曲線部の励磁電流位相決定
方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のリニアモータシステムの曲線部の励磁電流
位相決定方法は、支持機構を直線部と曲線部とに領域分
けし、曲線部はさらに曲率半径と、右回りか左回りかに
よって領域分けし、移動子が、曲線部にある場合は、位
置検出器の出力を計数して得られる位置検出値に、当該
領域の、前記位置検出器が移動する側の曲率半径と、支
持機構の中心線の曲率半径の比で決まる補正係数を乗じ
て励磁電流指令の位相を算出するものである。
に、本発明のリニアモータシステムの曲線部の励磁電流
位相決定方法は、支持機構を直線部と曲線部とに領域分
けし、曲線部はさらに曲率半径と、右回りか左回りかに
よって領域分けし、移動子が、曲線部にある場合は、位
置検出器の出力を計数して得られる位置検出値に、当該
領域の、前記位置検出器が移動する側の曲率半径と、支
持機構の中心線の曲率半径の比で決まる補正係数を乗じ
て励磁電流指令の位相を算出するものである。
【０００７】
【作用】本発明は、曲線部をその曲率半径に応じて領域
分けし、曲線部では位置カウンタの位置検出値に領域の
曲率半径に応じた補正を行い、補正値の和からモータピ
ッチと一致する位置情報を得ることで、曲線部での励磁
電流指令の位相ずれを無くすようにしたものである。な
お、直線部、曲線部の領域の判別は、補正を行う前の位
置検出値をもとに簡単に行うことができる。
分けし、曲線部では位置カウンタの位置検出値に領域の
曲率半径に応じた補正を行い、補正値の和からモータピ
ッチと一致する位置情報を得ることで、曲線部での励磁
電流指令の位相ずれを無くすようにしたものである。な
お、直線部、曲線部の領域の判別は、補正を行う前の位
置検出値をもとに簡単に行うことができる。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【０００９】図１（１）は本発明の一実施例を示すリニ
アモータシステムの平面図、図１（２）はその平面図、
図２は制御装置１２のブロック図、図３はレール３の一
例を示す図、図４は位置検出器の基準点からの位置検出
値と領域の関係を示す図、図５は３相の正弦波励磁電流
指令ｉu ，ｉv ，ｉw と３相のポールセンサ信号Ｐu，
Ｐv ，Ｐw の関係を示す図である。
アモータシステムの平面図、図１（２）はその平面図、
図２は制御装置１２のブロック図、図３はレール３の一
例を示す図、図４は位置検出器の基準点からの位置検出
値と領域の関係を示す図、図５は３相の正弦波励磁電流
指令ｉu ，ｉv ，ｉw と３相のポールセンサ信号Ｐu，
Ｐv ，Ｐw の関係を示す図である。
【００１０】本実施例のリニアモータシステムは、図１
に示すように、移動子１と、ローラ、および直線部と曲
線部からなり、移動子１のローラ２が転がることによ
り、移動子１を移動可能に支持する支持機構であるレー
ル３と、推力発生機構を構成する、レール３に沿って配
置されたステータ４および移動子１の下面に配置された
マグネット５と、移動子１の位置を検出する増分型の位
置検出器を構成する位置検出器ヘッド６および位置検出
器スケーラ７と、モータポールの位置を検出するポール
センサを構成するポールセンサヘッド８およびポールセ
ンサターゲット９と、基準位置信号を発生する、移動子
１の側面に設けられたリミットスイッチ１０およびレー
ル４に沿ったある位置に配置されたドッグ１１と、推力
発生機構を制御する制御装置１２（図２）で構成されて
いる。
に示すように、移動子１と、ローラ、および直線部と曲
線部からなり、移動子１のローラ２が転がることによ
り、移動子１を移動可能に支持する支持機構であるレー
ル３と、推力発生機構を構成する、レール３に沿って配
置されたステータ４および移動子１の下面に配置された
マグネット５と、移動子１の位置を検出する増分型の位
置検出器を構成する位置検出器ヘッド６および位置検出
器スケーラ７と、モータポールの位置を検出するポール
センサを構成するポールセンサヘッド８およびポールセ
ンサターゲット９と、基準位置信号を発生する、移動子
１の側面に設けられたリミットスイッチ１０およびレー
ル４に沿ったある位置に配置されたドッグ１１と、推力
発生機構を制御する制御装置１２（図２）で構成されて
いる。
【００１１】ここで、移動子１の移動する領域は、図３
に示すように、直線部である領域Ａと、移動子１の中心
が移動する部分の曲率半径がｒml、位置検出器ヘッド６
が移動する部分の曲率半径がｒs1である領域Ｂと、移動
子１の中心が移動する部分の曲率半径がｒm2、位置検出
器ヘッド６が移動する部分の曲率半径がｒs2である領域
Ｃと、直線部である領域Ｄとからなっている。
に示すように、直線部である領域Ａと、移動子１の中心
が移動する部分の曲率半径がｒml、位置検出器ヘッド６
が移動する部分の曲率半径がｒs1である領域Ｂと、移動
子１の中心が移動する部分の曲率半径がｒm2、位置検出
器ヘッド６が移動する部分の曲率半径がｒs2である領域
Ｃと、直線部である領域Ｄとからなっている。
【００１２】制御装置１２は、位置カウンタ１３、ＬＳ
信号処理回路１４、ＲＯＭ１７、ＣＰＵ１８等で構成さ
れている。
信号処理回路１４、ＲＯＭ１７、ＣＰＵ１８等で構成さ
れている。
【００１３】位置カウンタ１３は位置検出器からＡ相と
Ｂ相の検出信号を入力し、位置検出値を出力する。ＬＳ
信号処理回路１４はポールセンサからＵ相、Ｖ相、Ｗ相
のポールセンサ信号Ｐu ，Ｐv ，Ｐw を入力し、図５に
示すように、ポールセンサ信号Ｐu のエッジ入力の時点
でポールセンサ信号Ｐv 、ポールセンサ信号Ｐw がそれ
ぞれ“０”，“１”であれば割込み信号１５をＣＰＵ１
８に出力する。また、ＬＳ信号処理回路１４はリミット
スイッチ１０から基準点信号ＺＬＳが出力されると、割
込み信号１６をＣＰＵ１８に出力する。ＲＯＭ１７には
基準点からの位置カウンタ１３の位置検出値ＸP1，
ＸP2，ＸP3（領域Ａ，Ｂ，Ｃの終点の位置検出値）、領
域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対する補正係数ＫA （＝１），ＫB
（＝ｒm1／ｒ s1），ＫC （＝ｒm2／ｒs2），ＫD （＝
１）等が格納されている。ＣＰＵ１８は移動子１が現在
どの領域にあるかを判別し、励磁電流指令ｉu ，ｉv ，
ｉw の位相を算出して３相の正弦波の励磁電流指令ｉ
u ，ｉv ，ｉw をマグネット５のコイルに通電する。
Ｂ相の検出信号を入力し、位置検出値を出力する。ＬＳ
信号処理回路１４はポールセンサからＵ相、Ｖ相、Ｗ相
のポールセンサ信号Ｐu ，Ｐv ，Ｐw を入力し、図５に
示すように、ポールセンサ信号Ｐu のエッジ入力の時点
でポールセンサ信号Ｐv 、ポールセンサ信号Ｐw がそれ
ぞれ“０”，“１”であれば割込み信号１５をＣＰＵ１
８に出力する。また、ＬＳ信号処理回路１４はリミット
スイッチ１０から基準点信号ＺＬＳが出力されると、割
込み信号１６をＣＰＵ１８に出力する。ＲＯＭ１７には
基準点からの位置カウンタ１３の位置検出値ＸP1，
ＸP2，ＸP3（領域Ａ，Ｂ，Ｃの終点の位置検出値）、領
域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対する補正係数ＫA （＝１），ＫB
（＝ｒm1／ｒ s1），ＫC （＝ｒm2／ｒs2），ＫD （＝
１）等が格納されている。ＣＰＵ１８は移動子１が現在
どの領域にあるかを判別し、励磁電流指令ｉu ，ｉv ，
ｉw の位相を算出して３相の正弦波の励磁電流指令ｉ
u ，ｉv ，ｉw をマグネット５のコイルに通電する。
【００１４】まず、領域の判定は次のように行う。
【００１５】リミットスイッチ１０がドック１１と対向
する位置にきて基準点信号ＺＬＳがＬＳ信号処理回路１
４に入力されて割込み信号１６が発生すると、ＣＰＵ１
８はその時点の位置カウンタ１３の位置検出値ＸS0を内
部に記憶する。そして、その後位置カウンタ１３から入
力された位置検出値ＸS が、ＸS ≦ＸP1ならば領域Ａ、
ＸP1＜ＸS ≦ＸP2ならば領域Ｂ、ＸP2＜ＸS ≦ＸP3なら
ば領域Ｃ，Ｘps＜Ｘsならば領域Ｄと判定する。
する位置にきて基準点信号ＺＬＳがＬＳ信号処理回路１
４に入力されて割込み信号１６が発生すると、ＣＰＵ１
８はその時点の位置カウンタ１３の位置検出値ＸS0を内
部に記憶する。そして、その後位置カウンタ１３から入
力された位置検出値ＸS が、ＸS ≦ＸP1ならば領域Ａ、
ＸP1＜ＸS ≦ＸP2ならば領域Ｂ、ＸP2＜ＸS ≦ＸP3なら
ば領域Ｃ，Ｘps＜Ｘsならば領域Ｄと判定する。
【００１６】次に、励磁電流指令ｉu ，ｉv ，ｉw の位
相は次のように算出される。
相は次のように算出される。
【００１７】（１）移動子１が領域Ａにある場合 Ｕ相のポールセンサ信号ＰU の最も新しいエッジ入力が
あったときの位置カウンタ１３の値をＸuin 、直線領域
でのポールペアピッチをＸmp、現在の位置サンプリング
時までの各サンプリング毎の位置の変化量をΔＸ1 ，Δ
Ｘ2 ，・・・・，ΔＸk とすると、励磁電流指令の位相は
あったときの位置カウンタ１３の値をＸuin 、直線領域
でのポールペアピッチをＸmp、現在の位置サンプリング
時までの各サンプリング毎の位置の変化量をΔＸ1 ，Δ
Ｘ2 ，・・・・，ΔＸk とすると、励磁電流指令の位相は
【００１８】
【化１】 で与えられる。ここで、ＫA ＝１であるから、（１）式
と同じである。
と同じである。
【００１９】（２）移動子１が領域Ｂにある場合 この場合励磁電流指令の位相は
【００２０】
【化２】 で与えられる。
【００２１】ここで、ＸmBは移動子１が領域Ｂにある時
に各サンプリング毎の位置の変化量であることを示す。
すなわちｍは領域Ｂにおいて、位置のサンプリングがｍ
回行われたことを示す。Ｘuin は領域Ａから領域Ｂへ移
動する時の領域Ａでの最後のＵ相ポールセンサ信号Ｐu
のエッジ入力時の位置カウンタ１３の値である。また、
ΔＸnAはＵ相ポールセンサ信号Ｐu のエッジ入力後の領
域Ａにおける各サンプリング毎の位置の変化量を示して
いる。
に各サンプリング毎の位置の変化量であることを示す。
すなわちｍは領域Ｂにおいて、位置のサンプリングがｍ
回行われたことを示す。Ｘuin は領域Ａから領域Ｂへ移
動する時の領域Ａでの最後のＵ相ポールセンサ信号Ｐu
のエッジ入力時の位置カウンタ１３の値である。また、
ΔＸnAはＵ相ポールセンサ信号Ｐu のエッジ入力後の領
域Ａにおける各サンプリング毎の位置の変化量を示して
いる。
【００２２】移動子１が領域Ｃ、領域Ｄにある場合も、
励磁電流指令の位相は同様にして算出される。
励磁電流指令の位相は同様にして算出される。
【００２３】以上のように励磁電流指令の位相の演算を
行うことで、移動子１が領域Ａから領域Ｂ、さらに領域
Ｃ、すなわち直線部から曲線部に移動しても、励磁電流
指令の位相の演算に誤差が生じない。
行うことで、移動子１が領域Ａから領域Ｂ、さらに領域
Ｃ、すなわち直線部から曲線部に移動しても、励磁電流
指令の位相の演算に誤差が生じない。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、移動子が
曲線部を移動する場合、位置カウンタの位置検出値に当
該曲線部の曲率半径に応じて励磁電流指令の位相を補正
することにより、曲線部における、励磁電流指令の位相
とモータ位相とのずれを無くすことが可能となり、した
がってモータ推力を最大に発生させることが可能となる
効果がある。
曲線部を移動する場合、位置カウンタの位置検出値に当
該曲線部の曲率半径に応じて励磁電流指令の位相を補正
することにより、曲線部における、励磁電流指令の位相
とモータ位相とのずれを無くすことが可能となり、した
がってモータ推力を最大に発生させることが可能となる
効果がある。
【図１】本発明の一実施例のリニアモータシステムの平
面図と側面図である。
面図と側面図である。
【図２】制御装置１２のブロック図である。
【図３】移動子１が移動する領域を示す図である。
【図４】位置カウンタ１３の基準点からの位置検出値と
領域の関係を示す図である。
領域の関係を示す図である。
【図５】ポールセンサ信号Ｐu ，Ｐv ，Ｐw と励磁電流
指令ｉu ，ｉv ，ｉw の関係を示す図である。
指令ｉu ，ｉv ，ｉw の関係を示す図である。
【図６】移動子に対する位置検出ヘッド、ポールセンサ
ヘッドの配置を示す図である。
ヘッドの配置を示す図である。
【符号の説明】 １ 移動子 ２ ローラ ３ レール ４ ステータ ５ マグネット ６ 位置検出器ヘッド ７ 位置検出器スケーラ ８ ポールセンサヘッド ９ ポールセンサターゲット １０ リミットスイッチ １１ ドッグ １２ 制御装置 １３ 位置カウンタ １４ ＬＳ信号処理回路 １５，１６ 割込み信号 １７ ＲＯＭ １８ ＣＰＵ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 正人 東京都新宿区西新宿１丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 平 武 東京都新宿区西新宿１丁目25番１号 大成 建設株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 移動子と、該移動子を移動可能に支持す
る、直線部と曲線部からなる支持機構と、推力発生機構
と、前記直線部および曲線部において、前記移動子の位
置を検出する増分値型の位置検出器と、前記直線部およ
び曲線部においてモータポールを検出するポールセンサ
と、前記位置検出器の信号を用いて前記推力発生機構を
制御する制御装置とから構成される、移動子が曲線状に
移動可能なリニアモータシステムにおいて、 前記支持機構を直線部と曲線部とに領域分けし、曲線部
はさらに曲率半径と、右回りか左回りかによって領域分
けし、 前記移動子が、曲線部にある場合は、前記位置検出器の
出力を計数して得られる位置検出値に、当該領域の、前
記位置検出器が移動する側の曲率半径と、支持機構の中
心線の曲率半径の比で決まる補正係数を乗じて励磁電流
指令の位相を算出する、リニアモータシステムの曲線部
の励磁電流位相決定方法。 - 【請求項２】 直線部領域ではＵ相のポールセンサ信号
のエッジにより正弦波励磁電流指令のリセットを行う
が、曲線部領域では前記位置検出器の前回サンプリング
時からの増分値に補正係数を乗じたものの和の値から励
磁電流位相を算出し、Ｕ相のポールセンサ信号のエッジ
によっては前記リセット動作は行わない請求項１に記載
の励磁電流位相決定方法。 - 【請求項３】 前記移動子が基準点を通過した時の、位
置カウンタの位置検出値を記憶し、前記位置カウンタの
現在の位置検出値と基準点における位置検出値の差によ
って、前記移動子が現在どの領域にあるかを判別する請
求項１または２に記載の励磁電流位相決定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3327669A JPH05168283A (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | リニアモータシステムの曲線部の励磁電流位相決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3327669A JPH05168283A (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | リニアモータシステムの曲線部の励磁電流位相決定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05168283A true JPH05168283A (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=18201651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3327669A Pending JPH05168283A (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | リニアモータシステムの曲線部の励磁電流位相決定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05168283A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100728078B1 (ko) * | 2005-08-11 | 2007-06-13 | 주식회사 신성이엔지 | 자속 선형전동기 및 그 제어방법 |
| WO2012056842A1 (ja) * | 2010-10-26 | 2012-05-03 | 村田機械株式会社 | 離散配置リニアモータシステム |
| WO2013014990A1 (ja) * | 2011-07-22 | 2013-01-31 | 村田機械株式会社 | 移動体システムと移動体の走行制御方法 |
| JP2017005819A (ja) * | 2015-06-05 | 2017-01-05 | 株式会社安川電機 | リニアモータ及びリニアモータ製造方法 |
| WO2020115786A1 (ja) * | 2018-12-03 | 2020-06-11 | 株式会社Ｆｕｊｉ | 搬送装置 |
-
1991
- 1991-12-11 JP JP3327669A patent/JPH05168283A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100728078B1 (ko) * | 2005-08-11 | 2007-06-13 | 주식회사 신성이엔지 | 자속 선형전동기 및 그 제어방법 |
| EP2634913A4 (en) * | 2010-10-26 | 2017-02-22 | Murata Machinery, Ltd. | Distributed linear motor system |
| CN103181073A (zh) * | 2010-10-26 | 2013-06-26 | 村田机械株式会社 | 离散配置线性电动机 |
| JPWO2012056842A1 (ja) * | 2010-10-26 | 2014-03-20 | 村田機械株式会社 | 離散配置リニアモータシステム |
| US8796959B2 (en) | 2010-10-26 | 2014-08-05 | Murata Machinery, Ltd. | Discontinuous linear motor system |
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