JPH05304757A - リニアモータ - Google Patents
リニアモータInfo
- Publication number
- JPH05304757A JPH05304757A JP10504092A JP10504092A JPH05304757A JP H05304757 A JPH05304757 A JP H05304757A JP 10504092 A JP10504092 A JP 10504092A JP 10504092 A JP10504092 A JP 10504092A JP H05304757 A JPH05304757 A JP H05304757A
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- JP
- Japan
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- coils
- coil
- primary side
- linear motor
- phase
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 リニアモータの一次側に生じる端効果により
ギャップ中の磁束密度の分布が不均一となって推力リッ
プルが生じるのを防止する。 【構成】 一次側を構成するコア群５に沿って並ぶコイ
ル９の両端に補償コイル１３を新たに設けるか、又は本
来のコイルにおける左端に位置する特定相のコイルの量
を毎極毎相スロット数の１／２に減少させるとともに減
少させた略１／２のコイルを右端に配置してこの両端の
コイルを補償コイルとして兼用し、これら両端の補償コ
イルを流れる循環電流の方向が相互に反対となるように
閉回路を設ける。
ギャップ中の磁束密度の分布が不均一となって推力リッ
プルが生じるのを防止する。 【構成】 一次側を構成するコア群５に沿って並ぶコイ
ル９の両端に補償コイル１３を新たに設けるか、又は本
来のコイルにおける左端に位置する特定相のコイルの量
を毎極毎相スロット数の１／２に減少させるとともに減
少させた略１／２のコイルを右端に配置してこの両端の
コイルを補償コイルとして兼用し、これら両端の補償コ
イルを流れる循環電流の方向が相互に反対となるように
閉回路を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はリニアモータに関し、推
力リップルの発生を抑制したものである。
力リップルの発生を抑制したものである。
【０００２】
【従来の技術】円筒状リニアモータの構造を図３に示
す。
す。
【０００３】リニアモータは一次側１と二次側２とに大
きく分かれ、一次側に対して二次側が長い長二次形の構
造となっている。そして、二次側が固定子、一次側が可
動子となり、これらの間にはエアギャップ３が形成され
る。なお、一次側が固定子、二次側が可動子になる場合
もある。
きく分かれ、一次側に対して二次側が長い長二次形の構
造となっている。そして、二次側が固定子、一次側が可
動子となり、これらの間にはエアギャップ３が形成され
る。なお、一次側が固定子、二次側が可動子になる場合
もある。
【０００４】一次側１は、図４，図５（ａ）に示すよう
に磁性体からなる薄板状のコア板４を積層したコア群５
を円に沿って放射状に例えば４つに並べるとともにリン
グ状の一対のフランジ６で挾み、複数の通しボルト７と
図示しないナットとで結合したものである。コア板４
は、長さ方向へ複数のスロット８を設けることで歯１３
を有する櫛状に形成される。フランジ６内には回転自在
に車輪１２が設けられる。そして、スロット８内には二
次側２を囲繞するコイル９（図５（ｂ）参照）が収容さ
れる。
に磁性体からなる薄板状のコア板４を積層したコア群５
を円に沿って放射状に例えば４つに並べるとともにリン
グ状の一対のフランジ６で挾み、複数の通しボルト７と
図示しないナットとで結合したものである。コア板４
は、長さ方向へ複数のスロット８を設けることで歯１３
を有する櫛状に形成される。フランジ６内には回転自在
に車輪１２が設けられる。そして、スロット８内には二
次側２を囲繞するコイル９（図５（ｂ）参照）が収容さ
れる。
【０００５】一方、二次側２は、丸棒状の磁性導体１０
の外周面を非磁性導体１１で被って形成されている。
の外周面を非磁性導体１１で被って形成されている。
【０００６】各コア群５のスロット８に収容するコイル
９の配置を図に示す。図６（ａ）は同一相のコイルが連
続して並ぶことがなく毎極毎相スロット数であるｑがｑ
＝１であってＵ，Ｗ，Ｖ相のコイルを４極設けた場合を
示し、図６（ｂ）は同一相のコイルが連続して２個並び
（ｑ＝２）コイルを２極設けた場合を示し、図６（ｃ）
は同一相のコイルが連続して３個並び（ｑ＝３）コイル
を２極設けた場合を示すものである。Ｕ，Ｗ，Ｖの上に
バーを付したコイルは電流の方向が逆向きとなるように
接続したものである。図のように左端よりＵ相を配置し
た場合の終端はＶ相になる。
９の配置を図に示す。図６（ａ）は同一相のコイルが連
続して並ぶことがなく毎極毎相スロット数であるｑがｑ
＝１であってＵ，Ｗ，Ｖ相のコイルを４極設けた場合を
示し、図６（ｂ）は同一相のコイルが連続して２個並び
（ｑ＝２）コイルを２極設けた場合を示し、図６（ｃ）
は同一相のコイルが連続して３個並び（ｑ＝３）コイル
を２極設けた場合を示すものである。Ｕ，Ｗ，Ｖの上に
バーを付したコイルは電流の方向が逆向きとなるように
接続したものである。図のように左端よりＵ相を配置し
た場合の終端はＶ相になる。
【０００７】ところで、リニアモータは回転式のモータ
と異なって一次側の端部に端効果が生じるという問題が
ある。例えば周波数が６ＨZで１００Ａの電流を流し同
期速度がＳ＝０であって毎極毎相スロット数がｑ＝２の
リニアモータにおけるギャップ中の磁束密度分布は図７
に示すようになる。図のように二次側に対して一次側が
相対的に移動する方向（左方向）を基準として一次側の
左側である前部では密度が小さく後部では大きく不均衡
となり、このため各相のコイルの電圧が不均衡となる。
各相の誘起電圧が不均衡になると、三相平衡電流が流れ
たとしても発生する推力の中には図２（ｂ）に示すよう
に周波数ｆの２倍の推力リップルＦが生じる。このため
リニアモータをエレベータ等に適用したときに乗り心地
が悪くなる。
と異なって一次側の端部に端効果が生じるという問題が
ある。例えば周波数が６ＨZで１００Ａの電流を流し同
期速度がＳ＝０であって毎極毎相スロット数がｑ＝２の
リニアモータにおけるギャップ中の磁束密度分布は図７
に示すようになる。図のように二次側に対して一次側が
相対的に移動する方向（左方向）を基準として一次側の
左側である前部では密度が小さく後部では大きく不均衡
となり、このため各相のコイルの電圧が不均衡となる。
各相の誘起電圧が不均衡になると、三相平衡電流が流れ
たとしても発生する推力の中には図２（ｂ）に示すよう
に周波数ｆの２倍の推力リップルＦが生じる。このため
リニアモータをエレベータ等に適用したときに乗り心地
が悪くなる。
【０００８】この問題を解決するため、図８（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示す構成のリニアモータが考えられ
る。図８（ａ）は毎極毎相スロット数がｑ＝１であって
４極の場合のリニアモータのコイルの配置を示したもの
であり、図６（ａ）のリニアモータを改良したものであ
る。図８（ｂ）は毎極毎相スロット数がｑ＝２であって
２極の場合のリニアモータのコイルの配置を示したもの
であり、図６（ｂ）のリニアモータを改良したものであ
る。図８（ｃ）は毎極毎相スロット数がｑ＝３であって
２極の場合のリニアモータのコイルの配置を示したもの
であり、図６（ｃ）のリニアモータを改良したものであ
る。
（ｂ），（ｃ）に示す構成のリニアモータが考えられ
る。図８（ａ）は毎極毎相スロット数がｑ＝１であって
４極の場合のリニアモータのコイルの配置を示したもの
であり、図６（ａ）のリニアモータを改良したものであ
る。図８（ｂ）は毎極毎相スロット数がｑ＝２であって
２極の場合のリニアモータのコイルの配置を示したもの
であり、図６（ｂ）のリニアモータを改良したものであ
る。図８（ｃ）は毎極毎相スロット数がｑ＝３であって
２極の場合のリニアモータのコイルの配置を示したもの
であり、図６（ｃ）のリニアモータを改良したものであ
る。
【０００９】いずれも図中の左端のＵ相における毎極毎
相スロット数ｑの１／２のコイルを右端へ移動したもの
であり、図８（ｂ）に示すようにｑが偶数の場合はコイ
ルの配置がひとつずつ左へずれるためスロットの数に変
動はないが、図８（ａ），（ｃ）に示すようにｑが奇数
の場合は１／２ターンコイル９ａを保持するために一次
側の右端に補助部材５ａが夫々設けられる。
相スロット数ｑの１／２のコイルを右端へ移動したもの
であり、図８（ｂ）に示すようにｑが偶数の場合はコイ
ルの配置がひとつずつ左へずれるためスロットの数に変
動はないが、図８（ａ），（ｃ）に示すようにｑが奇数
の場合は１／２ターンコイル９ａを保持するために一次
側の右端に補助部材５ａが夫々設けられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図８
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すようにコイルの配置を構
成しても、エアギャップ中の磁束密度分布の不均衡と推
力リップルの発生はある程度抑制できるものの十分とは
いえない。
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すようにコイルの配置を構
成しても、エアギャップ中の磁束密度分布の不均衡と推
力リップルの発生はある程度抑制できるものの十分とは
いえない。
【００１１】そこで本発明は、斯る課題を解決したリニ
アモータを提供することを目的とする。
アモータを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】斯る目的を達成するため
の本発明の構成は、薄板にスロットを形成した櫛状のコ
ア板を積層してなる一次側と、一次側の夫々のスロット
内に設けられたコイルと、当該コイルとの間にエアギャ
ップを介して具えられた二次側とで構成されるリニアモ
ータにおいて、二次側に対して相対的に移動する方向を
基準にしたときに一次側の前端及び後端に補償コイルを
設け、双方の補償コイルに相対的に方向が反対の循環電
流が流れるようにしたことを特徴とし、あるいは二次側
に対して相対的に移動する方向を基準にしたときに一次
側の前端に位置する特定相のコイルの量を毎極毎相スロ
ット数の略１／２に減少させるとともに減少させた略１
／２のコイルを一次側の後端に配置し、一次側の両端の
コイルを相互に並列に接続したコイルユニットを当該コ
イルユニットと同一相の他のコイルに直列に接続したこ
とを特徴とする。
の本発明の構成は、薄板にスロットを形成した櫛状のコ
ア板を積層してなる一次側と、一次側の夫々のスロット
内に設けられたコイルと、当該コイルとの間にエアギャ
ップを介して具えられた二次側とで構成されるリニアモ
ータにおいて、二次側に対して相対的に移動する方向を
基準にしたときに一次側の前端及び後端に補償コイルを
設け、双方の補償コイルに相対的に方向が反対の循環電
流が流れるようにしたことを特徴とし、あるいは二次側
に対して相対的に移動する方向を基準にしたときに一次
側の前端に位置する特定相のコイルの量を毎極毎相スロ
ット数の略１／２に減少させるとともに減少させた略１
／２のコイルを一次側の後端に配置し、一次側の両端の
コイルを相互に並列に接続したコイルユニットを当該コ
イルユニットと同一相の他のコイルに直列に接続したこ
とを特徴とする。
【００１３】
【作用】エアギャップ中の磁束密度分布に応じて各コイ
ルに誘起される電圧が異なるため、これを補償するよう
な循環電流が両端の補償コイルに流れ、その結果、磁束
密度が均一に分布し、各相のコイルに誘起される電圧が
平衡して推力リップルの発生が抑制される。
ルに誘起される電圧が異なるため、これを補償するよう
な循環電流が両端の補償コイルに流れ、その結果、磁束
密度が均一に分布し、各相のコイルに誘起される電圧が
平衡して推力リップルの発生が抑制される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。なお、本実施例は従来のリニアモータ
の一部を改良したものなので、従来と同一部分には同一
符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明す
る。一次側の端部に端効果が生じることにより、一次側
の前端の磁束は減少し、後端の磁束は増加する。このた
め、本発明は一次側の前端の磁束を増加させる一方、後
端の磁束を減少させるように補償コイルを設けて調整す
るものである。
詳細に説明する。なお、本実施例は従来のリニアモータ
の一部を改良したものなので、従来と同一部分には同一
符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明す
る。一次側の端部に端効果が生じることにより、一次側
の前端の磁束は減少し、後端の磁束は増加する。このた
め、本発明は一次側の前端の磁束を増加させる一方、後
端の磁束を減少させるように補償コイルを設けて調整す
るものである。
【００１５】（ａ）実施例１ 本発明によるリニアモータの実施例１を図１（ａ）に示
す。図のようにコア群５のスロット８内に並ぶコイル９
の両端に補償コイル１３，１３が設けられ、双方の補償
コイル１３，１３は相互に電流の流れる方向が逆になる
ように閉回路に配線される。これは一次側１が走行する
方向を基準にして前端（図中の左端）の磁束密度を大き
くする一方、後端の磁束密度を小さくするために設けた
ものである。図１（ａ）中のコイル９の配置は図６
（ａ）〜（ｃ）に示すいずれの構成であってもよい。な
お、補償コイル１３，１３を設けた分だけリニアモータ
の一次側１は長くなる斯かる構成のリニアモータによれ
ば、エアギャップ中の磁束密度の分布に応じて各コイル
９に誘起される電圧が異なるため、これを補償するよう
な循環電流が補償コイル１３，１３に流れ、その結果エ
アギャップ中の磁束密度は略均一に分布する。その結
果、各相のコイルに誘起される電圧が平衡して推力リッ
プルの発生が抑制される。
す。図のようにコア群５のスロット８内に並ぶコイル９
の両端に補償コイル１３，１３が設けられ、双方の補償
コイル１３，１３は相互に電流の流れる方向が逆になる
ように閉回路に配線される。これは一次側１が走行する
方向を基準にして前端（図中の左端）の磁束密度を大き
くする一方、後端の磁束密度を小さくするために設けた
ものである。図１（ａ）中のコイル９の配置は図６
（ａ）〜（ｃ）に示すいずれの構成であってもよい。な
お、補償コイル１３，１３を設けた分だけリニアモータ
の一次側１は長くなる斯かる構成のリニアモータによれ
ば、エアギャップ中の磁束密度の分布に応じて各コイル
９に誘起される電圧が異なるため、これを補償するよう
な循環電流が補償コイル１３，１３に流れ、その結果エ
アギャップ中の磁束密度は略均一に分布する。その結
果、各相のコイルに誘起される電圧が平衡して推力リッ
プルの発生が抑制される。
【００１６】（ｂ）実施例２ 実施例１は本来設けるコイルとは別個に補償コイルを設
けたものであるが、実施例２は本来のコイルに補償コイ
ルを兼用させたものである。
けたものであるが、実施例２は本来のコイルに補償コイ
ルを兼用させたものである。
【００１７】図１（ｂ）に示すコア群５は図６（ｂ）に
示す状態から図８（ｂ）に示すように左端のＵ相のコイ
ル９のひとつを右端へ移動し、これによってできた両端
のＵ相のコイル９が補償コイルの機能をもつようにした
ものである。両端のＵ相のコイル９に循環電流が流れる
ように図１（ａ）と同様にＵ相のコイル９どうしが並列
に接続されてコイルユニットを形成し、このコイルユニ
ットが他のＵ相のコイル９に対して直列に接続されてい
る。
示す状態から図８（ｂ）に示すように左端のＵ相のコイ
ル９のひとつを右端へ移動し、これによってできた両端
のＵ相のコイル９が補償コイルの機能をもつようにした
ものである。両端のＵ相のコイル９に循環電流が流れる
ように図１（ａ）と同様にＵ相のコイル９どうしが並列
に接続されてコイルユニットを形成し、このコイルユニ
ットが他のＵ相のコイル９に対して直列に接続されてい
る。
【００１８】斯かる構成のリニアモータにおいても実施
例１と同様にエアギャップ中の磁束密度分布を補償する
循環電流が両端のＵ相のコイル９に流れエアギャップ中
の磁束密度が略均一に分布して推力リップルの発生が抑
制されることになる。本実施例においては新たに補償コ
イルを追加しないことから、実施例１の場合に比べて一
次側１の長さが小さくなる。
例１と同様にエアギャップ中の磁束密度分布を補償する
循環電流が両端のＵ相のコイル９に流れエアギャップ中
の磁束密度が略均一に分布して推力リップルの発生が抑
制されることになる。本実施例においては新たに補償コ
イルを追加しないことから、実施例１の場合に比べて一
次側１の長さが小さくなる。
【００１９】図１（ａ），（ｂ）の構成に係るリニアモ
ータを駆動し、二次側に加わる推力をロードセルによっ
て測定したときの値を図２（ａ）に示す。従来では図２
（ｂ）に示すように、推力の大きさに対して約１６％の
推力リップルを生じていたが、本発明に係るリニアモー
タでは推力リップルが半減する。また、推力リップルの
周波数が大きくなり、エレベータにリニアモータを適用
したときの乗心地を大幅に改善できる。
ータを駆動し、二次側に加わる推力をロードセルによっ
て測定したときの値を図２（ａ）に示す。従来では図２
（ｂ）に示すように、推力の大きさに対して約１６％の
推力リップルを生じていたが、本発明に係るリニアモー
タでは推力リップルが半減する。また、推力リップルの
周波数が大きくなり、エレベータにリニアモータを適用
したときの乗心地を大幅に改善できる。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明からわかるように、本発明に
よるリニアモータによれば以下の効果がある。
よるリニアモータによれば以下の効果がある。
【００２１】請求項１，２に記載の発明によれば一次側
の両端に補償コイルを具えたので、ギャップ中の磁束密
度の分布が均一になり、各相のコイルに誘起される電圧
が平衡して推力リップルの発生が抑制される。
の両端に補償コイルを具えたので、ギャップ中の磁束密
度の分布が均一になり、各相のコイルに誘起される電圧
が平衡して推力リップルの発生が抑制される。
【００２２】請求項２に記載の発明によれば本来用いら
れるコイルを補償コイルとして兼用することから、別個
に補償コイルを設ける必要がない。従って、一次側の長
さに変更が生じずほとんど設計変更することなく推力リ
ップルの発生を抑制できる。
れるコイルを補償コイルとして兼用することから、別個
に補償コイルを設ける必要がない。従って、一次側の長
さに変更が生じずほとんど設計変更することなく推力リ
ップルの発生を抑制できる。
【図１】本発明に係るリニアモータにおけるコイルの配
置に係り、図１（ａ）は実施例１の構成図、図１（ｂ）
は実施例２の構成図。
置に係り、図１（ａ）は実施例１の構成図、図１（ｂ）
は実施例２の構成図。
【図２】リニアモータの推力変化を示すもので、図２
（ａ）は本発明に係るリニアモータのグラフ、図２
（ｂ）は従来のリニアモータのグラフ。
（ａ）は本発明に係るリニアモータのグラフ、図２
（ｂ）は従来のリニアモータのグラフ。
【図３】リニアモータの構成に係り、図３（ａ）は正面
図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ矢視図。
図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ矢視図。
【図４】リニアモータの斜視図。
【図５】リニアモータに係り、図５（ａ）はコア群の斜
視図、図５（ｂ）はコイルの斜視図。
視図、図５（ｂ）はコイルの斜視図。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は従来のリニアモータにお
けるコイルの配置を示す構成図。
けるコイルの配置を示す構成図。
【図７】従来のリニアモータにおけるエアギャップ中で
の磁束密度を示すグラフ。
の磁束密度を示すグラフ。
【図８】図８（ａ）〜（ｃ）は改良案に係るリニアモー
タにおけるコイルの配置を示す構成図。
タにおけるコイルの配置を示す構成図。
１…一次側、２…二次側、３…エアギャップ、４…コア
板、５…コア群、８…スロット、９…コイル、１３…補
償コイル。
板、５…コア群、８…スロット、９…コイル、１３…補
償コイル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 興梠 恵一 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 川口 雅行 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内
Claims (2)
- 【請求項１】 薄板にスロットを形成した櫛状のコア板
を積層してなる一次側と、一次側の夫々のスロット内に
設けられたコイルと、当該コイルとの間にエアギャップ
を介して具えられた二次側とで構成されるリニアモータ
において、 二次側に対して相対的に移動する方向を基準にしたとき
に一次側の前端及び後端に補償コイルを設け、双方の補
償コイルに相対的に方向が反対の循環電流が流れるよう
にしたことを特徴とするリニアモータ。 - 【請求項２】 薄板にスロットを形成した櫛状のコア板
を積層してなる一次側と、一次側の夫々のスロット内に
設けられたコイルと、当該コイルとの間にエアギャップ
を介して具えられた二次側とで構成されるリニアモータ
において、 二次側に対して相対的に移動する方向を基準にしたとき
に一次側の前端に位置する特定相のコイルの量を毎極毎
相スロット数の略１／２に減少させるとともに減少させ
た略１／２のコイルを一次側の後端に配置し、一次側の
両端のコイルを相互に並列に接続したコイルユニットを
当該コイルユニットと同一相の他のコイルに直列に接続
したことを特徴とするリニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10504092A JPH05304757A (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | リニアモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10504092A JPH05304757A (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | リニアモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05304757A true JPH05304757A (ja) | 1993-11-16 |
Family
ID=14396897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10504092A Pending JPH05304757A (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | リニアモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05304757A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102361388A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-02-22 | 哈尔滨工业大学 | 推力波动主动补偿型直线永磁同步电机 |
| CN107681866A (zh) * | 2016-12-23 | 2018-02-09 | 庞巴迪运输有限公司 | 具有降低端部效应的线性感应电动机 |
-
1992
- 1992-04-24 JP JP10504092A patent/JPH05304757A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102361388A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-02-22 | 哈尔滨工业大学 | 推力波动主动补偿型直线永磁同步电机 |
| CN107681866A (zh) * | 2016-12-23 | 2018-02-09 | 庞巴迪运输有限公司 | 具有降低端部效应的线性感应电动机 |
| CN107681866B (zh) * | 2016-12-23 | 2021-06-15 | 庞巴迪运输有限公司 | 具有降低端部效应的线性感应电动机 |
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