JPH0715941A

JPH0715941A - コイル系の診断装置

Info

Publication number: JPH0715941A
Application number: JP5185434A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kasahara; 敏夫笠原; 由勝 ▲高▼橋; Yoshikatsu Takahashi
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-01-17

Abstract

(57)【要約】【構成】この診断装置は、診断対象となるコイル系を
構成するいずれかのコイルＡ１、Ｃ１に対し、励磁コイ
ルＸ、Ｙを対向させて励磁する。コイル系には励磁され
たコイルＡ１、Ｃ１により励磁電流が流れる。コイル系
を構成する他のコイルＡ２〜Ｄ２に対向させて検出コイ
ルＺ１〜Ｚ６を配置すれば、誘導によって検出コイルＺ
１〜Ｚ６が励磁される。正常なコイルに対向させた検出
コイルには一定の誘導電流が流れ、断線したコイルに対
向させた検出コイルには誘導電流が流れ断線又はレアシ
ョートが生じる。ヌルフラックス線８Ａ〜８Ｃが断線し
ていれば、その接続回路を通じて励磁電流を受けるコイ
ルには電流が流れない。このような論理に従い、コイル
や接続回路の良否を判定する。【効果】軌道を走行する診断車によって、励磁と検出
と判定を連続的に行わせれば、確実に容易にスピーディ
ーにリニアモータカー浮上案内用のコイル系の診断が行
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特にリニアモータカー
の軌道に設けられた多数の浮上案内コイル及びその接続
回路の良否を判定するために使用されるコイル系の診断
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】リニアモータカーは磁力によって車体を
浮上させ、高速で走行する交通機関として注目され、各
種の方式の開発が行われている。図２に従来のリニアモ
ータカー軌道断面図を示す。図に示すように、軌道１を
走行する台車２には、その両側面に超電導コイル３が取
り付けられている。一方、軌道１には台車２を浮上させ
るための浮上コイル４及び台車２を走行させるための推
進・案内コイル５が設けられている。

【０００３】台車２が走行し浮上コイル４が励磁される
と、その反発力によって台車２が軌道１の上で所定の高
さまで浮上する。この時、推進・案内コイル５が良く知
られたリニアモータの原理により台車２に対し推進力を
与える。上記のような原理で走行するリニアモータカー
は、軌道の中央で一定の高さに浮上して走行することが
必要である。このため台車２が軌道の中央からずれた場
合、その位置をもとへ戻すための案内制御が行われる。

【０００４】図３に、このような目的のために開発され
た浮上案内方式コイル系見取図を示す。この方式では、
軌道の側面に８字状のコイルを配置する。そして、これ
らのコイルに、台車を浮上させかつ軌道の中央を走行す
るように制御する機能を持たせている。即ち、図のよう
に８字状のコイル７は、それぞれその交差部分を相互に
ヌルフラックス線８を用いて接続し閉回路を構成してい
る。このような状態で超電導コイル３が矢印９の方向に
進行すると、８字状のコイル７の上半分と下半分に等し
い量の磁束が鎖交するように、超電導コイル３に対しそ
の上下方向の位置を制御する力が働く。これによって超
電導コイル３は軌道上の一定の高さに保持される。

【０００５】また、超電導コイル３を挟む左右の８字状
のコイル７に鎖交する磁束が等しくなるようにこの超電
導コイル３に対し力が加わる。この力によって、超電導
コイル３は軌道の中央を安定して走行するよう制御され
る。ヌルフラックス線８は、軌道の左右に配置された８
字状のコイル７の励磁電流を相互に流すためのもので、
左右の８字状のコイル７に鎖交する磁束が等しくなった
場合、このヌルフラックス線８を流れる電流が原理的に
ゼロとなる。

【０００６】図４に上記のような浮上案内方式コイル系
の等価回路を示す。図に示すように、４組の８字状のコ
イル７を構成する各コイルをＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、
Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２とした場合、コイルＡ１、Ａ
２、Ｂ１、Ｂ２はそれぞれヌルフラックス線８Ａ、８Ｂ
によって相互に並列接続されている。また、コイルＣ
１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２はヌルフラックス線８Ｂ、８Ｃに
よって相互に並列接続されている。なお、図３の接続で
はヌルフラックス線８Ｂはそれぞれ左右別々に設けられ
ていたが、実際にはこのように共通化されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な構成のコイル系は、リニアモータカーの軌道に沿って
きわめて多数の８字状コイルを配置して構成されること
になる。また、これらのコイル系に故障が生じた場合、
台車２の位置制御が不安定となり、その走行に危険を生
じることになる。従って、コイル系を構成するコイルや
接続回路には高い信頼性が必要となる。また、その保守
管理を確実に行う要求もある。しかしながら、これらの
コイル系の故障の原因として考えられるコイルのレアシ
ョートや、ヌルフラックス回路の断線、短絡等の故障態
様は複雑であって、常にその動作状態をチェックし診断
するための実用的な装置はまだ開発されていない。本発
明は以上の点に着目してなされたもので、簡便にかつ確
実に、軌道上に配置された多数のコイルやその接続回路
の良否を判定することのできるコイル系の診断装置を提
供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のコイル系の診断
装置は、複数のコイルを相互に直並列接続して成るコイ
ル系のいずれかのコイルに対し、励磁コイルを対向させ
て励磁する励磁部と、前記いずれかのコイルの励磁電流
によって他のコイルに流れる電流を、当該他のコイルに
対向させた検出コイルにより検出する検出部と、前記各
検出コイルの出力する検出信号を予め設定されたパター
ンと比較して、前記各コイル及びその接続回路の良否を
判定する診断部とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【０００９】

【作用】この診断装置は、コイル系を構成するいずれか
のコイルに対し励磁コイルを対向させて励磁する。コイ
ル系には励磁されたコイルによる励磁電流が流れる。コ
イル系を構成する他のコイルに対向させて検出コイルを
配置すれば、誘導によって検出コイルが励磁される。正
常なコイルに対向させた検出コイルには一定の誘導電流
が流れ、断線したコイルに対向させた検出コイルには誘
導電流が流れ断線又はレアショートが生じる。ヌルフラ
ックス線が断線していれば、その接続回路を通じて励磁
電流を受けるコイルには電流が流れない。このような論
理に従い、一定のパターンと照合して、コイルや接続回
路の良否を判定する。軌道を走行する診断車によって、
励磁と検出と判定を連続的に行わせれば、確実に容易に
スピーディーにリニアモータカー浮上案内用コイル系の
診断が行える。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図の実施例を用いて詳細に説
明する。図１は本発明のコイル系の診断装置実施例を示
すブロック図である。図において、この装置は先に図４
を用いて説明したと同様の構成のコイル系の診断を行う
ことができるものとする。即ち、このコイル系は、図１
に示すコイルＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｄ
１、Ｄ２から構成され、コイルＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２
は互いにヌルフラックス線８Ａ、８Ｂにより並列接続さ
れており、コイルＣ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２は互いにヌル
フラックス線８Ｂ、８Ｃによって並列接続されている。
またコイルＡ１、Ｃ１やＡ２、Ｃ２、Ｂ１、Ｄ１やＢ
２、Ｄ２は相互に直列接続されており、このような構成
のコイルがリニアモータカーの走行する軌道上に多数配
置されているものとする。

【００１１】ここで、本発明の装置は、励磁部１０と検
出部１１及び診断部１２とから構成される。励磁部１０
には一対の励磁コイルＸ、Ｙが設けられる。これらは互
いに直列に接続されて、電源１０Ａに接続されている。
電源１０Ａはこれらの励磁コイルＸＹに対し、常に一定
の値の互いに逆方向の交流電流を流す構成とされてい
る。また、これらの励磁コイルＸＹは、コイル系を構成
する例えば２個のコイルＡ１とＣ１に、それぞれ対向す
るように配置されるものとする。即ち、これによってコ
イルＡ１、Ｃ１が励磁されて、このコイル系にその励磁
電流が流れる。このコイル系を構成するその他のコイル
Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２には、それぞれこ
れらのコイルに流れる電流を検出するための検出コイル
Ｚ１、Ｚ３、Ｚ５、Ｚ２、Ｚ４、Ｚ６が配置されてい
る。検出部１１はこれらの検出コイルＺ１〜Ｚ６により
構成される。この検出コイルＺ１〜Ｚ６の一方の端子は
接地され、他方の端子はそれぞれ診断部１２の整流用の
ダイオード１３−１〜１３−６を介して検出信号処理部
１４に接続されている。

【００１２】診断部１２は、ダイオード１３−１〜１３
−６と、検出信号処理部１４と、判定部１５、記録部１
６、表示部１７及び警報部１８から構成される。検出信
号処理部１４はダイオード１３−１〜１３−６を介して
入力する検出信号をデジタル信号化し、その内容を解析
処理するコンピュータ等から構成される。判定部１５
は、検出信号処理部１４における処理結果に基づき各コ
イル及びその接続回路の良否を判定するための回路から
構成され、これもコンピュータの一部により構成され
る。記録部１６は判定結果を印刷するためのプリンタ等
から構成される。表示部１７は判定結果を表示するディ
スプレイ等から構成される。警報部１８は判定結果に基
づいて不良部分を発見した場合に係員にその旨を通知す
るブザー等から構成される。

【００１３】図５に図１に示した本発明の装置の励磁部
と検出部の機構図を示す。図１に示したような装置は具
体的にはこの図５に示したような機構によって実現され
る。即ち、この診断車２０には、鉄心２１が搭載され
て、励磁コイルＸが巻回されている。また、その左右の
側面に支持アーム２２、２３、２４が取り付けられてお
り、その先端にそれぞれ検出コイルＺ３、Ｚ１、Ｚ５が
支持固定されている。励磁コイルＸの鉄心２１は、リニ
アモータカーの軌道１の側壁に設けられた１つのコイル
Ａ１に対向するように配置されている。また、その他の
検出コイルＺ１、Ｚ３、Ｚ５もそれぞれその他の診断対
象となるコイルＡ２、Ｂ１、Ｂ２に対向配置されてい
る。なお、図中破線に示したものは推進用のコイルであ
って、この実施例の装置の診断の対象とはされていない
ため、説明を省略する。

【００１４】上記のように、励磁コイルＸはコイル系を
構成する１つのコイル、例えばコイルＡ１を励磁するた
めに所定の位置に配置されるもので、空心コイルを使用
してもよいが、できるだけ大きな励磁電流をコイル系に
流すため、鉄心２１を用い磁束を集中させるようにして
いる。このような構成の励磁コイルＸが診断対象となる
コイルＡ１の側方を通過すると、コイルＡ１には図６に
示すような時間的に増減する励磁電流２６が流れる。こ
の図６に示す波形は横軸に時間、縦軸に電圧をとったも
のである。これによって図１に示したコイル系を構成す
る他のコイルＡ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２には
それぞれ同様の励磁電流が流れる。なお、励磁部１０に
おいては、励磁コイルＸＹを互いに逆極性になるように
結線しているので、診断対象となるコイルＡ１及びＣ１
にはそれぞれ逆極性の電圧が誘導される。従って、ヌル
フラックス線８Ｂが中性線となり、ヌルフラックス線８
Ａ及び８Ｃにそれぞれ互いに反対の電位の電圧が誘起さ
れる。

【００１５】図７に本発明の装置の診断部ブロック図を
示す。図１に示した診断部１２の構成は具体的にはこの
図７に示すようなブロック構成となる。即ち、検出コイ
ルＺ１の出力はダイオード１３−１を経て比較回路２７
に入力する。この比較回路２７には一定の判断基準とな
る電圧に相当する基準値２８が入力するよう構成されて
いる。診断部１２のその他の回路は図に示すように、バ
スライン３１に接続されたプロセッサ３２によって制御
される。このバスライン３１にはリードオンリメモリ
（ＲＯＭ）３３と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
３４と、キーボード３５、ディスプレイ３６及びプリン
タ３７が接続されている。また、バスライン３１には入
出力ポート３８を介して比較回路２７の出力信号が入力
するよう構成されている。入出力ポート３８にはこの他
に、他の検出コイルの出力が同様の比較回路２７を経て
入力するよう接続されているが、ここではその図示は省
略した。また、入出力ポート３８にはブザー３９が接続
されており、コイル系の障害の通知に使用される。

【００１６】上記ＲＯＭ３３はプロセッサ３２の動作プ
ログラムを格納するためのメモリである。また、ＲＡＭ
３４は入出力ポート３８を介して入力する検出信号を記
憶し、さらに判定のための予め設定されたパターン等の
データを記憶するためのメモリである。キーボード３５
は係員がこの装置を動作させるために操作するためのも
のである。また、ディスプレイ３６は判定結果や操作内
容を表示するためのものでプリンタ３７は判定結果等を
出力するためのものである。ここで、例えば図に示した
検出コイルＺ１の出力信号がダイオード１３−１によっ
て整流されると、その出力信号は励磁電流の最大値を最
大とするパルス状のものとなる。これが比較回路２７に
おいて基準値２８と比較される。これによって励磁電流
の最大値が基準値よりも低い場合には“０”、基準値よ
りも高い場合には“１”というデジタルデータが得られ
る。これが入出力ポート３８を介してプロセッサ３２に
読み取られる。全ての検出回路の出力についてこのよう
な処理が実行されると、そのデータはＲＡＭ３４の中に
格納される。

【００１７】ここで、例えばいずれかの検出コイルに対
向した診断の対象となるコイルが断線している場合に
は、そのコイルには励磁電流は流れず、検出コイルの出
力はほぼ“０”となる。従って正常なコイルと断線した
コイルとの判別をすることができる。また、図１に示し
た各コイルの間を接続するための接続回路を構成するヌ
ルフラックス線８Ａ、８Ｂ、８Ｃのいずれかが断線すれ
ば、そのヌルフラックス線に励磁電流を供給されるコイ
ルに電流が流れない。従ってその場合、１つのコイルだ
けでなく、そのコイルと並列接続されたコイルが一挙に
出力のない状態となる。このような論理に基づいて、実
際に図１の実施例で示した６個の検出コイルＺ１〜Ｚ６
の出力信号パターンとして多くの組み合せが考えられる
が、そのパターン毎にコイル系を構成する各コイル及び
接続回路の良否の判断を行うことができる。

【００１８】図８に本発明の装置の判定動作説明図を示
す。この図には、パターンの例を４例だけ示した。実際
には６個の検出コイルによる出力パターンは数十種に及
ぶが、それぞれについてこのような判定結果を予め用意
しておく。そしてそのパターンと実際の検出パターンと
を比較して結論を得るようにする。例えばこの図におい
て、パターン１は診断対象となるコイルＡ２、Ｂ１、Ｂ
２、Ｃ２が励磁され、コイルＤ１、Ｄ２が励磁されない
状態を示している。この場合ヌルフラックス線８Ｃの断
線か、あるいはコイルＤ１、Ｄ２の断線又はレアショー
トと判定することができる。また、パターン２において
は、診断対象となるコイルＡ２が励磁されずその他のコ
イルＢ１、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２は励磁されている。
この場合コイルＡ２が断線であると判定することができ
る。また、パターン３においてはすべてのコイルが励磁
されていない。この場合ヌルフラックス線８Ｂの断線で
あると判断することができる。また、パターン４におい
ては、コイルＡ２、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２が励磁されコイル
Ｂ１、Ｂ２が励磁されていない。この場合ヌルフラック
ス線８Ａの断線かあるいはコイルＢ１、Ｂ２の断線又は
レアショートと判定することができる。

【００１９】上記のような判定をコンピュータ処理によ
って行えば、図５に示したような診断車２０を軌道上を
走行させながら直ちにコイル系の各コイル及びその接続
回路の良否を判定し結果を出力することができる。従っ
て、何らかの故障が発見された場合その場でブザー等を
ならし、再びその付近に配置された各コイルを詳細に点
検し、具体的な修理等を行うこともできる。また、無人
で診断車２０を走行させ、その結果をプリンタ等により
印刷させたり、磁気ディスク装置等を用いてデータを記
憶させ必要な解析を行って保守管理に使用するようにし
てもよい。このようにすれば、コイル系の各部に流れる
電流は、回路のインピーダンスによってそれぞれ大小さ
まざまな値をとり、単なるコイルの断線だけでなく接続
不良等による電気抵抗の増加等も検出することが可能と
なる。なお、この場合の励磁部１０における電源１０Ａ
の周波数は、例えば１００〜１０００Ｈｚ程度とし、診
断車の走行速度を時速２０キロメートル〜５０キロメー
トル程度のものとすれば実用上十分なものとなる。

【００２０】本発明は以上の実施例に限定されない。上
記実施例においてはコイル系の結線を８個のコイルを３
本のヌルフラックス線により接続した例を示したが、多
数のコイルが直並列接続された各種の構成のコイル系に
対し、同様の考え方を用いて本発明を実施することが可
能である。また、診断部における回路のブロック構成や
診断に使用されたパターン及び判定結果等は、コイル系
の結線やその他の状態に応じて各種変更することが可能
である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明した本発明のコイル系の診断装
置は、複数のコイルからなるコイル系のいずれかのコイ
ルに対し励磁コイルを対向させて励磁し、他のコイルに
流れる電流を検出コイルにより検出して、その出力信号
を一定のパターンと比較して各コイル及び接続回路の良
否を判定するようにしたので、多数のコイルを軌道上に
配列したリニアモータカー等のコイル系について、各コ
イルや接続回路の良否を簡単に確実に診断し判定するこ
とが可能となる。これによってコイル系により制御され
るシステムの信頼性を向上させ、また、その保守管理を
容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコイル系の診断装置実施例を示すブロ
ック図である。

【図２】リニアモータカー軌道断面図である。

【図３】浮上案内方式コイル系見取図である。

【図４】浮上案内方式コイル系等価回路である。

【図５】本発明の装置の励磁部と検出コイル機構図であ
る。

【図６】励磁電流波形説明図である。

【図７】本発明の装置の診断部ブロック図である。

【図８】本発明の装置の判定動作説明図である。

【符号の説明】

１０励磁部１１検出部１２診断部Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２診
断対象となるコイルＸＹ励磁コイルＺ１〜Ｚ６検出コイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のコイルを相互に直並列接続して成
るコイル系のいずれかのコイルに対し、励磁コイルを対
向させて励磁する励磁部と、前記いずれかのコイルの励磁電流によって他のコイルに
流れる電流を、当該他のコイルに対向させた検出コイル
により検出する検出部と、前記各検出コイルの出力する検出信号を予め設定された
パターンと比較して、前記各コイル及びその接続回路の良否を判定する診断部
とを備えたことを特徴とするコイル系の診断装置。