JPH088789B2 - Vibration type linear motor - Google Patents
Vibration type linear motorInfo
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- JPH088789B2 JPH088789B2 JP61201464A JP20146486A JPH088789B2 JP H088789 B2 JPH088789 B2 JP H088789B2 JP 61201464 A JP61201464 A JP 61201464A JP 20146486 A JP20146486 A JP 20146486A JP H088789 B2 JPH088789 B2 JP H088789B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は振動式圧縮機等のフリーピストン形機械に適
用される振動式リニアモータに係り、特にストロークや
振動中心位置を制御するに好適なセンシング方法及び制
御方法に関する。The present invention relates to a vibration type linear motor applied to a free piston type machine such as a vibration type compressor, and is particularly suitable for controlling a stroke and a vibration center position. The present invention relates to a sensing method and a control method.
振動式リニアモータを適用したフリーピストン形機械
の例としてスターリング冷凍機に関する公知技術を用い
説明する。As an example of a free piston type machine to which a vibration type linear motor is applied, a publicly known technique regarding a Stirling refrigerator will be described.
本公知例はムービングマグネット形のリニアモータを
用い、可動部の永久磁石に依つて形成された磁界に対
し、固定されたコイルに交番電流を流しコイルに作用す
る軸方向の力を永久磁石側の反力として取り出し加振す
る構造となつている。本例より明らかなように、振動体
の挙動を監視あるいは制御情報として用いる場合、差動
トランスのように振動変位を電圧信号に直接変換する方
法がとられている。また振動変位を軸方向変位として直
接測定できない構造の場合、振動変位を軸方向に形成さ
れたテーパ体とギヤツプサンサ等の非接触変位測定手段
との間のすきまの変化としてとり出す方法もとられてい
る。This known example uses a moving magnet type linear motor and applies an alternating current to a fixed coil to apply an axial force acting on the coil to a magnetic field formed by a permanent magnet of a movable part on the permanent magnet side. The structure is such that it is extracted as a reaction force and vibrated. As is clear from this example, when the behavior of the vibrating body is used as monitoring or control information, a method of directly converting the vibration displacement into a voltage signal like a differential transformer is adopted. In the case of a structure in which the vibration displacement cannot be directly measured as the axial displacement, the method of extracting the vibration displacement as the change in the clearance between the taper body formed in the axial direction and the non-contact displacement measuring means such as the gear gussa is also taken. There is.
他の方法としては、コイル部への交番電流を直接検知
し、電流→推力→変位の関係で振動挙動を求める方法も
とられる。As another method, there is a method of directly detecting an alternating current to the coil portion and obtaining a vibration behavior in the relation of current → thrust → displacement.
上述の従来の装置を示す一例としては、フイリツプ
ス.テクニカル.レビユー.1985年4月Vol.42,No.1があ
る。As an example showing the above-mentioned conventional device, the Philipps. technical. Revue. There is Vol.42, No.1 in April 1985.
しかしながら、前記従来技術は次の点について配慮が
されていなかつた。すなわち、リニアモータ近傍に差動
トランスやギヤツプセンサを設けた場合、モータ部で形
成される磁界によつて測定器出力が影響を受け高精度の
測定が期待できない。また測定器出力を直接、制御情報
として用いる場合、前記した磁界の影響が出力に外乱と
して乗る等、誤制御の原因となる。さらにギヤツプセン
サによる径方向変位を軸方向変位に置き換える方法で
は、軸受部等での径方向の動きをひろつてしまうため測
定値の信頼性が甚だ低い。However, the prior art has not considered the following points. That is, when a differential transformer or a gear sensor is provided in the vicinity of the linear motor, the output of the measuring instrument is affected by the magnetic field formed in the motor section, and high-precision measurement cannot be expected. Further, when the output of the measuring device is directly used as the control information, the influence of the above-mentioned magnetic field may cause an erroneous control such that the output is disturbed. Furthermore, in the method of replacing the radial displacement by the gear sensor with the axial displacement, the movement of the bearing portion in the radial direction is spread, and thus the reliability of the measured value is extremely low.
一方、磁界の影響を避けるためモータとセンサ部の距
離を離すことは機構を大きくすることになり、特に小形
化が要求される所での適用には困難が伴う。On the other hand, in order to avoid the influence of the magnetic field, increasing the distance between the motor and the sensor part increases the size of the mechanism, and it is difficult to apply it especially where miniaturization is required.
コイルへの供給交番電流を測定し振動挙動を求める方
法は間接的ではあるが高精度が期待できる。しかしなが
ら電流→力の変換過程で磁束密度に関する情報が必要で
あり、直流コイルによる励磁の場合は電流情報で磁束密
度を求めることもできるが、永久磁石励磁の場合は直接
磁束密度を測定する必要がある。Although the method of measuring the alternating current supplied to the coil and determining the vibration behavior is indirect, high accuracy can be expected. However, information on the magnetic flux density is necessary in the process of converting current to force, and it is possible to obtain the magnetic flux density from the current information in the case of excitation by a DC coil, but it is necessary to directly measure the magnetic flux density in the case of permanent magnet excitation. is there.
本発明の目的はリニアモータの振動変位を測定する際
に問題となる磁界の影響を積極的に利用し、機構を大き
くすることなく高精度の測定ができるようにすること、
さらには改善された測定信号を用いモータの振動に関す
るパラメータである振幅や振動中心位置を制御できる振
動式リニアモータを提案することにある。An object of the present invention is to positively utilize the influence of a magnetic field, which is a problem when measuring the vibration displacement of a linear motor, so that highly accurate measurement can be performed without enlarging the mechanism.
Another object of the present invention is to propose an oscillating linear motor that can control the amplitude and oscillating center position, which are parameters related to oscillating the motor, by using the improved measurement signal.
〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するため、本発明は、永久磁石により
与えられた静磁界の中に可動コイルが置かれ、この可動
コイルに交番電流が流れるように構成された振動式リニ
アモータにおいて、前記静磁界の影響下にある磁束密度
を測定する磁束密度測定手段と、この磁束密度測定手段
の出力に基づいてこのリニアモータの振幅及び振動中心
位置を演算する演算手段と、この演算された振幅とこの
目標値との偏差に応じて前記可動コイルに供給する交番
電流の交流成分を調整する振幅制御手段と、前記演算さ
れた振動中心位置とこの目標値との偏差に応じて前記可
動コイルに供給する交番電流の直流成分を調整する振動
中心位置制御手段とを備えたものである。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention is configured such that a movable coil is placed in a static magnetic field given by a permanent magnet, and an alternating current flows through the movable coil. In a vibrating linear motor, magnetic flux density measuring means for measuring the magnetic flux density under the influence of the static magnetic field, and computing means for computing the amplitude and vibration center position of the linear motor based on the output of the magnetic flux density measuring means. And amplitude control means for adjusting the AC component of the alternating current supplied to the movable coil according to the deviation between the calculated amplitude and the target value, and the deviation between the calculated vibration center position and the target value. And a vibration center position control means for adjusting the DC component of the alternating current supplied to the movable coil.
また別の一面では、直流コイルにより与えられた静磁
界の中に可動コイルが置かれ、この可動コイルに交番電
流が流れるように構成された振動式リニアモータにおい
て、前記静磁界の影響下にある磁束密度を測定する磁束
密度測定手段と、この磁束密度測定手段の出力に基づい
てこのリニアモータの振幅及び振動中心位置を演算する
演算手段と、この演算された振幅とこの目標値との偏差
に応じて前記可動コイルに供給する交流電流を調整する
振幅制御手段と、前記演算された振動中心位置とこの目
標値との偏差に応じて前記直流コイルに供給する直流電
流を調整する振動中心位置制御手段とを備えたものであ
る。In another aspect, in a vibrating linear motor in which a movable coil is placed in a static magnetic field given by a direct current coil, and an alternating current flows through the movable coil, it is under the influence of the static magnetic field. The magnetic flux density measuring means for measuring the magnetic flux density, the calculating means for calculating the amplitude and vibration center position of the linear motor based on the output of the magnetic flux density measuring means, and the deviation between the calculated amplitude and the target value Amplitude control means for adjusting the alternating current supplied to the movable coil according to the above, and vibration center position control for adjusting the direct current supplied to the DC coil according to the deviation between the calculated vibration center position and the target value. And means.
前述の如く、本発明はリニアモータ部の磁束密度を積
極的に用いてモータの振動特性を把握し、振幅、振動中
心位置制御を行うものである。磁界が存在する場の中に
置かれたコイルに電流が流れる場合、コイルに力が作用
する。この力にたいし、振動計を前もって解析しておけ
ば振動の挙動、すなわち振幅や振動中心位置をしること
ができる。力に関する情報を磁束密度から得られるよう
にすれば測定精度に影響をおよぼす大きな因子をを考慮
することなく振動特性を把握することができる一方、得
られた測定値を直接制御情報として用いることができ
る。As described above, the present invention positively uses the magnetic flux density of the linear motor section to grasp the vibration characteristics of the motor and control the amplitude and the vibration center position. When an electric current flows through a coil placed in a field in the presence of a magnetic field, a force acts on the coil. With respect to this force, if the vibrometer is analyzed in advance, the behavior of vibration, that is, the amplitude and the vibration center position can be obtained. If the information about the force can be obtained from the magnetic flux density, the vibration characteristics can be grasped without considering the large factors that affect the measurement accuracy, while the obtained measured value can be used directly as the control information. it can.
つぎに、永久磁石を用いた振動式リニアモータを例に
とり説明する。振動式リニアモータの空隙部には永久磁
石により磁界が形成される。この時の磁束密度をBgとす
るが、永久磁石の消磁を考慮すればBgは経時的には顕著
ではないが小さくなる傾向にある。この空隙磁界の中
に、円周長さl、巻数Nのコイルがおかれ、電流Iが流
されたとすればコイルに作用する力Fは式(1)とな
る。Next, a vibration type linear motor using a permanent magnet will be described as an example. A magnetic field is formed by a permanent magnet in the space of the vibration linear motor. The magnetic flux density at this time is Bg, but if the demagnetization of the permanent magnet is taken into consideration, Bg tends to be small, though not remarkable over time. If a coil having a circumferential length of 1 and a number of turns of N is placed in this air gap magnetic field and a current I is passed, the force F acting on the coil is given by equation (1).
F=NlI(Bg+Bg*) ……(1) ここでBg*はコイルに流れる電流Iにより励磁される
磁束密度であり、直流の場合は流れる方向により正負符
号のいずれかを取る。このときのBg*は式(2)により
表わされる。F = NlI (Bg + Bg * ) (1) Here, Bg * is the magnetic flux density excited by the current I flowing in the coil, and in the case of direct current, it takes either a positive or negative sign depending on the flowing direction. Bg * at this time is represented by the equation (2).
ここでμg:空隙部の透磁率 一方、交番電流が流れる場合はBg*は式(3)で表わ
される。 Here, μg: Permeability of voids On the other hand, when alternating current flows, Bg * is expressed by equation (3).
ここで:周波数 S:磁束部面積 Er:リアクタンス電圧 リアクタンス電圧は供給電圧および電流実効値E0,I0
とコイル直流抵抗Rを用いると式(4)となり式(4)
を用い式(3)を書き換えると式(5)となる。 Where: Frequency S: Area of magnetic flux part Er: Reactance voltage Reactance voltage is the supply voltage and effective current value E 0 , I 0
Using the coil DC resistance R and Equation (4) gives Equation (4)
Equation (3) can be rewritten using Equation (5).
いま交番電流を流しリニアモータを加振する場合を考
えている。加振時の変位をxとすれば運動方程式は式
(6)で表わされる。 We are now considering the case where an alternating current is passed and the linear motor is excited. The equation of motion is expressed by equation (6), where x is the displacement during vibration.
m+c+kx=F(t) ……(6) ここでm:振動系の質量 c:粘性係数 k:支持系のばね定数 すなわち加振力F(t)は式(1)で与えられるから
式(6)を解きx maxを求めれば振幅を求めることがで
きる。一方、磁束密度Bg+Bg*を直接測定すれば磁束密
度の情報のみならず、その交流成分から測定値の片振幅
がBg*になることがわかり、供給電流が正弦波、三角波
等の特性が前もつてわかつていれば、式(5)より実効
値I0のみならず実際の電流変化IもわかりF(t)を求
めることができる。m + c + kx = F (t) (6) where, m is the mass of the vibration system, c is the viscosity coefficient, k is the spring constant of the support system, that is, the exciting force F (t) is given by the formula (1). ) To find x max, the amplitude can be found. On the other hand, if the magnetic flux density Bg + Bg * is directly measured, not only the information on the magnetic flux density but also the one-sided amplitude of the measured value becomes Bg * from its AC component, and the supply current has characteristics such as sine wave and triangular wave. If it is known, not only the effective value I 0 but also the actual current change I can be known from the equation (5) and F (t) can be obtained.
また、F(t)は式(1)から明らかなように、F
(t)=0に対し一方に|Imax|×(Bg+Bg*)と|Imax|
×(Bg−Bg*)の差による影響分だけ中心位置がずれた
交番特性となる。したがつて初期に設定した中心位置に
対し、Δxだけずれて振動することになる。いまΔxを
算出する方法について解析してみる。磁束密度に変化が
ないものとすれば力F0(t)は式(7)となる。Further, F (t) is F (t), as is clear from the equation (1).
For (t) = 0, | Imax | × (Bg + Bg * ) and | Imax |
The alternating characteristic has the center position shifted by the amount affected by the difference of × (Bg-Bg * ). Therefore, the center position initially set is displaced by Δx and vibrates. Now let's analyze how to calculate Δx. If there is no change in the magnetic flux density, the force F 0 (t) is given by equation (7).
F0(t)=NlIBg ……(7) 一方、磁束密度に変化がある場合でも、平均値は供給
電流の直流成分が0の場合、 {(Bg+Bg*max)+(Bg−Bg*max)}/2=Bg となることにより、力F(t)の振幅は式(7)と等し
くなる。F 0 (t) = NlIBg (7) On the other hand, even if the magnetic flux density changes, the average value is {(Bg + Bg * max) + (Bg−Bg * max) when the DC component of the supply current is 0. } / 2 = Bg, so that the amplitude of the force F (t) becomes equal to the expression (7).
磁束密度に変化がない場合の振動変位x0は、式(7)
を用い式(6)を書き換えれば、式(8)より得られ
る。The vibration displacement x 0 when there is no change in the magnetic flux density is given by equation (7)
By rewriting the equation (6) using, the equation (8) is obtained.
m0+c0+kx0=F0(t) ……(8) 式(6)で得られた変位より振動の中心は(x max+x
min)/2となり、磁束密度の変化がない場合の変位を式
(8)にて算出し振動の中心を求めると(x0max+x0mi
n)/2となるからΔxは式(9)で表わされる。m 0 + c 0 + kx 0 = F 0 (t) (8) From the displacement obtained by equation (6), the center of vibration is (x max + x
min) / 2, the displacement when there is no change in the magnetic flux density is calculated using equation (8) and the center of vibration is calculated as (x 0 max + x 0 mi
Since n) / 2, Δx is expressed by equation (9).
Δx=(xmax+xmin)/2 −(x0max+x0min)/2 ……(9) すなわち磁束密度を直接測定すれば、振動振幅のみな
らず、初期設定に対する振動中心位置の変化も把握する
ことができる。 Δx = (x max + x min ) / 2 - (x 0max + x 0min) / 2 ...... (9) ie by measuring the magnetic flux density directly, not the vibration amplitude but also to grasp the change in the vibration center position with respect to the initial setting be able to.
以上より、磁束密度に関する情報により電流値を制御
し、振動式リニアモータの振幅を制御することができ
る。一方、式(5)において供給電流Iが直流成分を有
する交番電流であればIが正の場合と負の場合では励磁
される磁束密度Bg*のピーク値は正負側で異なつた値と
なる。すなわち式(1)で示した力を求める式の中で|I
max・Bg+Bg*)max|と|Imin・Bg+Bg*)min|が等しく
なるように直流成分を決めれば、初期設定時の振動中心
を保つた状態でのモータ駆動が可能となる。言い換える
なら時速密度の情報により供給電流の直流成分を制御
し、振動式リニアモータの振動中心位置を制御すること
ができる。また、供給電流すなわち振動周波数により磁
束密度は変動するから、磁束密度の変動周波数によりモ
ータの振動周波数を把握できる。As described above, the current value can be controlled by the information on the magnetic flux density, and the amplitude of the vibration linear motor can be controlled. On the other hand, in the equation (5), if the supply current I is an alternating current having a DC component, the peak value of the excited magnetic flux density Bg * will be different on the positive and negative sides when I is positive and when it is negative. That is, in the formula for calculating the force shown in formula (1), | I
If the DC component is determined so that max · Bg + Bg * ) max | and | Imin · Bg + Bg * ) min | are equal, it becomes possible to drive the motor while maintaining the center of vibration at the initial setting. In other words, it is possible to control the direct current component of the supply current based on the information of the hourly velocity density and control the vibration center position of the vibration type linear motor. Further, since the magnetic flux density changes depending on the supply current, that is, the vibration frequency, the vibration frequency of the motor can be grasped from the fluctuation frequency of the magnetic flux density.
以下、本発明の実施例を説明する。第1図は本発明の
基本的内容を示す流れ図であり、前記した計算式を纏め
たものである。先ず振動式リニアモータにおけるコイル
周辺空隙の磁束密度を測定する。磁束密度測定手段とし
ては通常、ホール効果を適用した素子が用いられる。測
定手段からの信号より直流成分である静磁束密度Bgと交
流成分である動磁束密度Bg*を求める。Bg*の変化ある
いは振幅がわかれば交流コイルに供給される電流並びに
電圧を演算することができる。次に磁束密度に関する情
報と演算した電流値よりモータ推力F(t)を算出する
ことができ、本算出値を用いて振動系の運動方程式より
モータの振幅xと振動中心位置xcを求める。また、これ
と並行して推力の変化から直流成分を除いたものに運動
方程式を適用し、設定時の中心位置x0cを求めておく。
すなわち本値は時束密度変動がない場合の振動中心位置
であり初期設定値となる。Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is a flow chart showing the basic contents of the present invention, which is a compilation of the above-mentioned calculation formulas. First, the magnetic flux density in the air gap around the coil in the vibration type linear motor is measured. An element to which the Hall effect is applied is usually used as the magnetic flux density measuring means. The static magnetic flux density Bg, which is a DC component, and the dynamic magnetic flux density Bg * , which is an AC component, are obtained from the signal from the measuring means. If the change or amplitude of Bg * is known, the current and voltage supplied to the AC coil can be calculated. Next, the motor thrust F (t) can be calculated from the information on the magnetic flux density and the calculated current value, and the calculated value is used to find the motor amplitude x and the vibration center position x c from the equation of motion of the vibration system. In parallel with this, the equation of motion is applied to the one obtained by removing the DC component from the change in thrust, and the center position x 0c at the time of setting is obtained.
That is, this value is the center position of the vibration when there is no fluctuation in the temporal flux density, and is the initial setting value.
次にΔx=xc−x0cを求めるがこれは初期設定からの
振動中心位置のずれになる。演算したxおよびΔxに対
し、設定目標値x*,εΔ*との比較を行うが、振幅の
場合には許容値εx*に関しても前もって設定してお
く。先ず、中心位置のずれであるが、許容値内であれば
制御は必要ないが、許容値からはずれた場合は、モータ
への供給電圧もしくは電流の直流成分を変化させる。変
化の方法は前記式(1),(5)より明らかなように、
設定値より数式で定義される正側にずれている場合は負
側に直流成分補正を,負側にずれている場合は正側に直
流成分補正をしてやれば良い。1ステツプ当りの補正量
は偏差εΔ*より逆算した相当電流もしくは電圧量の1/
10程度に設定しておけば充分と考えられるが、本値は制
御対象となるリニアモータにより経験的に決定されるべ
きものである。Next, Δx = x c −x 0c is calculated, which is the deviation of the vibration center position from the initial setting. The calculated x and Δx are compared with set target values x * and εΔ * , but in the case of amplitude, the allowable value εx * is also set in advance. First, regarding the deviation of the center position, control is not necessary if it is within the allowable value, but if it deviates from the allowable value, the DC component of the voltage or current supplied to the motor is changed. As is clear from the above equations (1) and (5), the method of change is
If it deviates from the set value to the positive side defined by the mathematical formula, the DC component may be corrected to the negative side, and if it deviates to the negative side, the DC component may be corrected to the positive side. The correction amount per step is 1 / the equivalent current or voltage amount calculated back from the deviation εΔ *.
It is considered sufficient to set it to about 10, but this value should be empirically determined by the linear motor to be controlled.
振幅に関して同様に式(1),(5)から明らかなよ
うに、供給電流もしくは電圧の交流成分を増減させてや
れば良い。すなわち振幅が設定仕様値より大きい場合は
電流もしくは電圧の交流成分を小さくすれば良く、逆に
目標値より小さい場合は電圧,電流の交流成分を増加さ
せれば良い。Similarly, regarding the amplitude, as is clear from the equations (1) and (5), the supply current or the AC component of the voltage may be increased or decreased. That is, if the amplitude is larger than the set specification value, the AC component of the current or voltage may be reduced, and conversely, if it is smaller than the target value, the AC component of the voltage or current may be increased.
第2図はコイル可動形の振動式リニアモータに磁束密
度測定手段を設けた例である。磁界は永久磁石2により
与えられており、磁束はヨーク3およびコイルが置かれ
る空隙部を通りループを作る。本例では漏れ磁束がなく
永久磁石2に沿つた空隙で磁束密度が一定であるとした
ため磁束密度測定手段を一ケ所しか設けていない。しか
し、コイル1が可動する空隙内で磁束密度が変化する場
合には、数ケ所に分けて測定し、各々得られた磁束密度
情報に対し加重平均をとる等の処理が必要である。FIG. 2 shows an example in which a magnetic flux density measuring means is provided in a coil movable vibrating linear motor. The magnetic field is provided by the permanent magnet 2 and the magnetic flux forms a loop through the air gap in which the yoke 3 and the coil are placed. In this example, since there is no leakage flux and the magnetic flux density is constant in the air gap along the permanent magnet 2, only one magnetic flux density measuring means is provided. However, when the magnetic flux density changes in the air gap in which the coil 1 is movable, it is necessary to measure the magnetic flux density at several points and take a weighted average of the obtained magnetic flux density information.
第3図は磁束密度を検出する手段の一例としてホール
素子5を示したものである。素子に制御電流Icをかけた
場合、素子5に対し矢印方向に作用する磁束密度Bは素
子5の端子電圧VHとして求められる。この時のBとVHの
関係は式(10)で表わされる。FIG. 3 shows the Hall element 5 as an example of means for detecting the magnetic flux density. When the control current I c is applied to the element, the magnetic flux density B acting on the element 5 in the arrow direction is obtained as the terminal voltage V H of the element 5. The relationship between B and V H at this time is expressed by equation (10).
ここでRH:ホール係数 第4図はホール素子を用いた場合の出力および演算,
制御を行う場合に求められる出力波形を示したものであ
る。素子からの出力VHは式(10)でBgに変換される。こ
の時の交流成分よりBg*が得られる。BgおよびBg*に関
する情報よりF(t)が演算でき、さらにF(t)をも
とにして運動方程式を解くことにより変位波形を得るこ
とができる。F(t)およびxはVHと同周期であるが、
振動系の粘性抵抗等により同位相であるとは限らない。
しかしながら振幅と周期情報だけにより本発明に示した
測定系あるいは制御系は達成できる。 Where R H : Hall coefficient Fig. 4 shows the output and calculation when a Hall element is used,
It shows the output waveform required when performing control. The output V H from the device is converted to Bg in equation (10). Bg * is obtained from the AC component at this time. F (t) can be calculated from the information on Bg and Bg *, and the displacement waveform can be obtained by solving the equation of motion based on F (t). F (t) and x have the same period as V H ,
The phases are not always the same due to viscous resistance of the vibration system.
However, the measurement system or control system shown in the present invention can be achieved only by the amplitude and period information.
第5図は直流コイル7により磁界が形成されている可
動コイル形の振動式リニアモータに関する制御例であ
る。磁束密度測定手段4からの信号は演算部8に導かれ
推力,変位が求められる。演算部からの情報は比較部9
に導かれ、ここで測定値との比較が行われる。すなわち
振動中心位置と振幅に関し、設定値に対して許容偏差内
か偏差外かの情報を次の制御部10に送る。FIG. 5 is an example of control relating to a moving coil type vibration linear motor in which a magnetic field is formed by the DC coil 7. The signal from the magnetic flux density measuring means 4 is guided to the calculating part 8 to obtain the thrust and the displacement. Information from the calculation unit is the comparison unit 9
Where the comparison with the measured values is made. That is, regarding the vibration center position and the amplitude, information about whether the deviation is within the allowable deviation or outside the deviation is sent to the next control unit 10.
制御部10では比較部9からの情報により、交流電源11
の電圧もしくは電流に関する値,交流成分の制御、並び
に直流電源12の電圧もしくは電流値の制御を行う。これ
により振動式リニアモータの振幅,振動中心位置を設定
値に合わせることができる。さらに演算部8では磁束密
度の測定信号より波形の周期Δtを求め、1/Δtより周
波数を得ることができる。In the control unit 10, the AC power supply 11
Of the voltage or current, control of the AC component, and control of the voltage or current value of the DC power supply 12. This allows the amplitude and vibration center position of the vibration linear motor to be adjusted to the set values. Further, the calculation unit 8 can obtain the period Δt of the waveform from the measurement signal of the magnetic flux density and obtain the frequency from 1 / Δt.
以上のように、本発明によれば、磁界の中に置かれた
コイルに電流を流すことにより振動する振動式リニアモ
ータにおいて、コイルが置かれる空隙部の磁束密度を測
定し、この測定結果から振幅や振動周波数等の振動特性
を把握しているので、磁束の影響を受けない振動特性を
把握することができる。さらに、測定した磁束密度を制
御情報とすることにより、機器の小形化や検出値の精
度,信頼性を向上させる際に問題となる変位測定手段を
有することなく、振幅や振動中心位置の制御が可能とな
る。As described above, according to the present invention, in a vibration type linear motor that vibrates by passing a current through a coil placed in a magnetic field, the magnetic flux density of a void portion in which the coil is placed is measured, and from this measurement result, Since the vibration characteristics such as the amplitude and the vibration frequency are grasped, it is possible to grasp the vibration characteristics not influenced by the magnetic flux. Further, by using the measured magnetic flux density as the control information, the amplitude and the vibration center position can be controlled without having a displacement measuring means which is a problem when downsizing the equipment and improving the accuracy and reliability of the detected value. It will be possible.
第1図は本発明の実施例の制御流れ図、第2図は発明
の対象とした振動式リニアモータの一例を示したもので
ある。第3図は磁束密度測定手段の一例としてホール素
子の配線構成である。第4図は測定,制御をする際の波
形情報,出力波形の例であり、第5図は直流コイルによ
り磁界が形成される場合の可動コイル形振動式モータに
関する制御ブロツク図である。 1……可動コイル、2……永久磁石、3……ヨーク、4
……磁束密度測定手段、5……ホール素子、8……演算
部、9……比較部、10……制御部。FIG. 1 shows a control flow chart of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an example of a vibration type linear motor as an object of the present invention. FIG. 3 shows the wiring structure of the Hall element as an example of the magnetic flux density measuring means. FIG. 4 is an example of waveform information and output waveform at the time of measurement and control, and FIG. 5 is a control block diagram relating to a moving coil type vibration motor when a magnetic field is formed by a DC coil. 1 ... Moving coil, 2 ... Permanent magnet, 3 ... Yoke, 4
...... Magnetic flux density measuring means, 5 …… Hall element, 8 …… Calculator, 9 …… Comparison, 10 …… Control.
Claims (2)
動コイルが置かれ、この可動コイルに交番電流が流れる
ように構成された振動式リニアモータにおいて、前記静
磁界の影響下にある磁束密度を測定する磁束密度測定手
段と、この磁束密度測定手段の出力に基づいてこのリニ
アモータの振幅及び振動中心位置を演算する演算手段
と、この演算された振幅とこの目標値との偏差に応じて
前記可動コイルに供給する交番電流の交流成分を調整す
る振幅制御手段と、前記演算された振動中心位置とこの
目標値との偏差に応じて前記可動コイルに供給する交番
電流の直流成分を調整する振動中心位置制御手段とを備
えた振動式リニアモータ。1. A vibrating linear motor in which a moving coil is placed in a static magnetic field given by a permanent magnet, and an alternating current flows through the moving coil, the magnetic flux being influenced by the static magnetic field. Depending on the magnetic flux density measuring means for measuring the density, the calculating means for calculating the amplitude and the vibration center position of the linear motor based on the output of the magnetic flux density measuring means, and the deviation between the calculated amplitude and the target value. Amplitude control means for adjusting the AC component of the alternating current supplied to the movable coil, and adjusting the DC component of the alternating current supplied to the movable coil according to the deviation between the calculated vibration center position and this target value. A vibration type linear motor having a vibration center position control means.
可動コイルが置かれ、この可動コイルに交番電流が流れ
るように構成された振動式リニアモータにおいて、前記
静磁界の影響下にある磁束密度を測定する磁束密度測定
手段と、この磁束密度測定手段の出力に基づいてこのリ
ニアモータの振幅及び振動中心位置を演算する演算手段
と、この演算された振幅とこの目標値との偏差に応じて
前記可動コイルに供給する交流電流を調整する振幅制御
手段と、前記演算された振動中心位置とこの目標値との
偏差に応じて前記直流コイルに供給する直流電流を調整
する振動中心位置制御手段とを備えた振動式リニアモー
タ。2. A vibrating linear motor in which a movable coil is placed in a static magnetic field given by a DC coil, and an alternating current flows through the movable coil, the magnetic flux being influenced by the static magnetic field. Depending on the magnetic flux density measuring means for measuring the density, the calculating means for calculating the amplitude and the vibration center position of the linear motor based on the output of the magnetic flux density measuring means, and the deviation between the calculated amplitude and the target value. Amplitude control means for adjusting the alternating current supplied to the movable coil by means of a vibration center position control means for adjusting the direct current supplied to the direct current coil in accordance with the deviation between the calculated vibration center position and the target value. Vibration type linear motor with and.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61201464A JPH088789B2 (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Vibration type linear motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61201464A JPH088789B2 (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Vibration type linear motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6359786A JPS6359786A (en) | 1988-03-15 |
JPH088789B2 true JPH088789B2 (en) | 1996-01-29 |
Family
ID=16441520
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61201464A Expired - Lifetime JPH088789B2 (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Vibration type linear motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH088789B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8226583B2 (en) * | 2006-12-13 | 2012-07-24 | Hill-Rom Services, Pte. Ltd. | Efficient high frequency chest wall oscillation system |
JP6192305B2 (en) * | 2013-02-05 | 2017-09-06 | 株式会社サンエス | Permanent magnet type electromagnetic drive |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56129185U (en) * | 1980-03-03 | 1981-10-01 | ||
JPS58192483A (en) * | 1982-05-04 | 1983-11-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Control system for multipolar linear motor |
JPS60183960A (en) * | 1984-02-29 | 1985-09-19 | Oak Giken Kk | Electromagnetic actuator |
-
1986
- 1986-08-29 JP JP61201464A patent/JPH088789B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6359786A (en) | 1988-03-15 |
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