JPH09275694A - リニアモータの電機子コイル通電回路 - Google Patents
リニアモータの電機子コイル通電回路Info
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- JPH09275694A JPH09275694A JP8079864A JP7986496A JPH09275694A JP H09275694 A JPH09275694 A JP H09275694A JP 8079864 A JP8079864 A JP 8079864A JP 7986496 A JP7986496 A JP 7986496A JP H09275694 A JPH09275694 A JP H09275694A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/06—Linear motors
- H02P25/062—Linear motors of the induction type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 界磁マグネットの磁束分布における最大振幅
値が変動しても該最大振幅の変動の影響を減少させるこ
とができ、また、リニアモータを三相駆動するときには
その推力の変動を軽減することができるリニアモータの
電機子コイル通電回路を提供する。 【解決手段】 ホール素子ｈｕの出力Ｖ1 、Ｖ2 を基準
出力電圧Ｖ0 と比較するコンパレータ１０ｕ、１１ｕに
入力し、該コンパレータの出力Ｖ3 、Ｖ4 を正弦波発生
回路２０ｕ、２１ｕに入力し、該正弦波発生回路の出力
Ｖ5 、Ｖ6 を基準出力電圧Ｖ0 を重畳するためのオフセ
ット回路３０ｕ、３１ｕに入力し、該オフセット回路の
出力Ｖ7 、Ｖ8 を差動増幅器４ｕに入力し、該差動増幅
器の出力Ｖ9 を電機子コイルＬｕに印加する。他の電機
子コイルＬV 、ＬW にも同様に電圧印加する。
値が変動しても該最大振幅の変動の影響を減少させるこ
とができ、また、リニアモータを三相駆動するときには
その推力の変動を軽減することができるリニアモータの
電機子コイル通電回路を提供する。 【解決手段】 ホール素子ｈｕの出力Ｖ1 、Ｖ2 を基準
出力電圧Ｖ0 と比較するコンパレータ１０ｕ、１１ｕに
入力し、該コンパレータの出力Ｖ3 、Ｖ4 を正弦波発生
回路２０ｕ、２１ｕに入力し、該正弦波発生回路の出力
Ｖ5 、Ｖ6 を基準出力電圧Ｖ0 を重畳するためのオフセ
ット回路３０ｕ、３１ｕに入力し、該オフセット回路の
出力Ｖ7 、Ｖ8 を差動増幅器４ｕに入力し、該差動増幅
器の出力Ｖ9 を電機子コイルＬｕに印加する。他の電機
子コイルＬV 、ＬW にも同様に電圧印加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータの電
機子コイル通電回路、特にホール素子を利用した電機子
コイル通電回路に関する。
機子コイル通電回路、特にホール素子を利用した電機子
コイル通電回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日、リニアモータは種々のタイプのも
のが開発され、各種機器に応用されている。リニアモー
タは、通常、推進用（駆動用）界磁マグネットを有する
部分と、該界磁マグネットに臨む電機子コイルを有する
部分を含み、これらの部分のうち一方を固定子、他方を
可動子として可動子を推進させる。
のが開発され、各種機器に応用されている。リニアモー
タは、通常、推進用（駆動用）界磁マグネットを有する
部分と、該界磁マグネットに臨む電機子コイルを有する
部分を含み、これらの部分のうち一方を固定子、他方を
可動子として可動子を推進させる。
【０００３】このようなリニアモータを各種機器に適用
する場合、可動子が固定子に対して、相対的にどの位置
にあっても一定の推力の発生が望まれることが多々あ
る。例えば、複写機等に搭載される画像読み取り装置の
光学系部品を搭載したスライダの駆動手段として、リニ
アモータを使用する場合がそうである。可動子と固定子
とが相対的にどの位置関係にあっても一定の推力を発生
させるリニアモータの駆動方式として、一般的に、三相
駆動と呼ばれる駆動方式が知られている。この駆動方式
は、次のような方法でリニアモータを駆動するものであ
る。
する場合、可動子が固定子に対して、相対的にどの位置
にあっても一定の推力の発生が望まれることが多々あ
る。例えば、複写機等に搭載される画像読み取り装置の
光学系部品を搭載したスライダの駆動手段として、リニ
アモータを使用する場合がそうである。可動子と固定子
とが相対的にどの位置関係にあっても一定の推力を発生
させるリニアモータの駆動方式として、一般的に、三相
駆動と呼ばれる駆動方式が知られている。この駆動方式
は、次のような方法でリニアモータを駆動するものであ
る。
【０００４】例えば、図３に例示する界磁マグネット６
１を固定子６に、電機子コイル７１を可動子７とするリ
ニアモータＬＤＭの場合、界磁マグネット６１は、複数
個のＮ極マグネットとＳ極マグネットを長手方向に交互
に並べて形成され、長手方向に磁束分布が正弦波となる
ように着磁されている。また、電機子コイルＬｕ、Ｌ
ｖ、Ｌｗの推力発生に寄与する有効導体部は、前記磁束
分布の正弦波の位相角で、コイルＬｕを基準にすると２
π／３〔ｒａｄ〕ずつずらして（２π／３〔ｒａｄ〕ず
らした位置と同位相の位置でもよい）配置される。
１を固定子６に、電機子コイル７１を可動子７とするリ
ニアモータＬＤＭの場合、界磁マグネット６１は、複数
個のＮ極マグネットとＳ極マグネットを長手方向に交互
に並べて形成され、長手方向に磁束分布が正弦波となる
ように着磁されている。また、電機子コイルＬｕ、Ｌ
ｖ、Ｌｗの推力発生に寄与する有効導体部は、前記磁束
分布の正弦波の位相角で、コイルＬｕを基準にすると２
π／３〔ｒａｄ〕ずつずらして（２π／３〔ｒａｄ〕ず
らした位置と同位相の位置でもよい）配置される。
【０００５】そして、各コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗには、
各コイルの有効導体部位置における磁束密度Ｂｕ、Ｂ
ｖ、Ｂｗの大きさ及び向きに比例した電流Ｉｕ、Ｉｖ、
Ｉｗが通電される。磁束密度Ｂｕを Ｂｕ＝Ｂ0 ｓｉｎθ （式１） と表すとすると、磁束密度Ｂｖ、Ｂｗは Ｂｖ＝Ｂ0 ｓｉｎ（θ−２π／３） （式２） Ｂｗ＝Ｂ0 ｓｉｎ（θ−４π／３） （式３） と表すことができる。ここで、Ｂ0 は磁束密度の最大振
幅、θは位相角を表す。
各コイルの有効導体部位置における磁束密度Ｂｕ、Ｂ
ｖ、Ｂｗの大きさ及び向きに比例した電流Ｉｕ、Ｉｖ、
Ｉｗが通電される。磁束密度Ｂｕを Ｂｕ＝Ｂ0 ｓｉｎθ （式１） と表すとすると、磁束密度Ｂｖ、Ｂｗは Ｂｖ＝Ｂ0 ｓｉｎ（θ−２π／３） （式２） Ｂｗ＝Ｂ0 ｓｉｎ（θ−４π／３） （式３） と表すことができる。ここで、Ｂ0 は磁束密度の最大振
幅、θは位相角を表す。
【０００６】また、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、それぞれ
磁束密度Ｂｕ、Ｂｖ、Ｂｗの大きさ及び向きに比例させ
るので、 Ｉｕ＝ｋ1 Ｂ0 ｓｉｎθ （式４） Ｉｖ＝ｋ1 Ｂ0 ｓｉｎ（θ−２π／３） （式５） Ｉｗ＝ｋ1 Ｂ0 ｓｉｎ（θ−４π／３） （式６） と表すことができる。ここで、ｋ1 は比例定数である。
このとき、このリニアモータが発生する推力Ｆは、 Ｆ＝ｋ2 （ＢｕＩｕ＋ＢｖＩｖ＋ＢｗＩｗ）＝３ｋ2 Ｂ
0 2／２ となり、位相角θ、すなわち、固定子と可動子の位置関
係によらず一定の推力Ｆが得られる。ここで、ｋ2 は比
例定数であり、コイルの有効導体長及び巻き数に比例す
る。
磁束密度Ｂｕ、Ｂｖ、Ｂｗの大きさ及び向きに比例させ
るので、 Ｉｕ＝ｋ1 Ｂ0 ｓｉｎθ （式４） Ｉｖ＝ｋ1 Ｂ0 ｓｉｎ（θ−２π／３） （式５） Ｉｗ＝ｋ1 Ｂ0 ｓｉｎ（θ−４π／３） （式６） と表すことができる。ここで、ｋ1 は比例定数である。
このとき、このリニアモータが発生する推力Ｆは、 Ｆ＝ｋ2 （ＢｕＩｕ＋ＢｖＩｖ＋ＢｗＩｗ）＝３ｋ2 Ｂ
0 2／２ となり、位相角θ、すなわち、固定子と可動子の位置関
係によらず一定の推力Ｆが得られる。ここで、ｋ2 は比
例定数であり、コイルの有効導体長及び巻き数に比例す
る。
【０００７】このような三相駆動を行うためのリニアモ
ータの電機子コイル通電回路としては図５に例示するよ
うなホール素子を用いた回路が知られている。この回路
は一般的にプッシュ・プル方式と呼ばれる回路である。
ホール素子ｈｕ、ｈｖ、ｈｗは、各電機子コイルＬｕ、
Ｌｖ、Ｌｗの有効導体部にそれぞれ配置されている。ホ
ール素子は磁電変換素子であり、該ホール素子への入力
電圧Ｖinと該ホール素子が位置する位置での磁界の強さ
及び向きに応じた電圧を出力する。この回路では、各電
機子コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗの有効導体部にそれぞれ配
置されたホール素子ｈｕ、ｈｖ、ｈｗの各出力を差動増
幅器４０ｕ、４０ｖ、４０ｗでそれぞれ増幅して、各電
機子コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗに通電することにより、各
電機子コイルには入力電圧Ｖinと各ホール素子位置での
磁界の強さ及び向きに応じた電流をそれぞれ流すことが
でき、このリニアモータの発生する推力は可動子と固定
子とが相対的にどの位置関係にあっても一定となる。
ータの電機子コイル通電回路としては図５に例示するよ
うなホール素子を用いた回路が知られている。この回路
は一般的にプッシュ・プル方式と呼ばれる回路である。
ホール素子ｈｕ、ｈｖ、ｈｗは、各電機子コイルＬｕ、
Ｌｖ、Ｌｗの有効導体部にそれぞれ配置されている。ホ
ール素子は磁電変換素子であり、該ホール素子への入力
電圧Ｖinと該ホール素子が位置する位置での磁界の強さ
及び向きに応じた電圧を出力する。この回路では、各電
機子コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗの有効導体部にそれぞれ配
置されたホール素子ｈｕ、ｈｖ、ｈｗの各出力を差動増
幅器４０ｕ、４０ｖ、４０ｗでそれぞれ増幅して、各電
機子コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗに通電することにより、各
電機子コイルには入力電圧Ｖinと各ホール素子位置での
磁界の強さ及び向きに応じた電流をそれぞれ流すことが
でき、このリニアモータの発生する推力は可動子と固定
子とが相対的にどの位置関係にあっても一定となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、界磁マグネ
ットは実際には、磁束分布を正弦波状に着磁する段階で
誤差等により、その最大振幅が一定に着磁されずホール
素子の出力もその最大振幅がばらついてしまう。する
と、式１から式６までの磁束密度の最大振幅Ｂ0 が変動
してしまい、その結果、推力Ｆも一定とはならず、最大
振幅Ｂ0 の略２乗に比例して変動する。
ットは実際には、磁束分布を正弦波状に着磁する段階で
誤差等により、その最大振幅が一定に着磁されずホール
素子の出力もその最大振幅がばらついてしまう。する
と、式１から式６までの磁束密度の最大振幅Ｂ0 が変動
してしまい、その結果、推力Ｆも一定とはならず、最大
振幅Ｂ0 の略２乗に比例して変動する。
【０００９】そこで本発明は、推進用界磁マグネット
と、該界磁マグネットに臨み、該界磁マグネットによる
磁界の強さと向きを検出するためのホール素子が配置さ
れている電機子コイルとを備えるリニアモータの電機子
コイル通電回路であり、前記ホール素子の検出する磁界
の強さと向きに応じた該ホール素子の出力に基づいて前
記電機子コイルに通電する電機子コイル通電回路であっ
て、界磁マグネットの磁束分布における最大振幅値が変
動しても該最大振幅の変動の影響を減少させることがで
きる、また、リニアモータを三相駆動するときにはその
推力の変動を軽減することができるリニアモータの電機
子コイル通電回路を提供することを課題とする。
と、該界磁マグネットに臨み、該界磁マグネットによる
磁界の強さと向きを検出するためのホール素子が配置さ
れている電機子コイルとを備えるリニアモータの電機子
コイル通電回路であり、前記ホール素子の検出する磁界
の強さと向きに応じた該ホール素子の出力に基づいて前
記電機子コイルに通電する電機子コイル通電回路であっ
て、界磁マグネットの磁束分布における最大振幅値が変
動しても該最大振幅の変動の影響を減少させることがで
きる、また、リニアモータを三相駆動するときにはその
推力の変動を軽減することができるリニアモータの電機
子コイル通電回路を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、推進用界磁マグネットと、該界磁マグネット
に臨み、該界磁マグネットによる磁界の強さと向きを検
出するためのホール素子が配置されている電機子コイル
とを備えるリニアモータの電機子コイル通電回路であ
り、前記ホール素子の検出する磁界の強さと向きに応じ
た該ホール素子の出力に基づいて前記電機子コイルに通
電する電機子コイル通電回路であって、前記ホール素子
の出力を、該ホール素子出力の最大振幅を該ホール素子
への基準入力電圧に応じた一定のものに補正するための
補正回路を介して前記電機子コイルに通電することを特
徴とするリニアモータの電機子コイル通電回路を提供す
る。
するため、推進用界磁マグネットと、該界磁マグネット
に臨み、該界磁マグネットによる磁界の強さと向きを検
出するためのホール素子が配置されている電機子コイル
とを備えるリニアモータの電機子コイル通電回路であ
り、前記ホール素子の検出する磁界の強さと向きに応じ
た該ホール素子の出力に基づいて前記電機子コイルに通
電する電機子コイル通電回路であって、前記ホール素子
の出力を、該ホール素子出力の最大振幅を該ホール素子
への基準入力電圧に応じた一定のものに補正するための
補正回路を介して前記電機子コイルに通電することを特
徴とするリニアモータの電機子コイル通電回路を提供す
る。
【００１１】前記補正回路は、例えば前記ホール素子出
力と該ホール素子が磁界のないときに出力する前記基準
入力電圧に応じた基準出力電圧とを比較するためのコン
パレータと、前記コンパレータの出力を該出力と同周期
の正弦波に変換するための正弦波発生回路と、前記正弦
波発生回路の出力にオフセット電圧を重畳するためのオ
フセット回路により構成することができる。
力と該ホール素子が磁界のないときに出力する前記基準
入力電圧に応じた基準出力電圧とを比較するためのコン
パレータと、前記コンパレータの出力を該出力と同周期
の正弦波に変換するための正弦波発生回路と、前記正弦
波発生回路の出力にオフセット電圧を重畳するためのオ
フセット回路により構成することができる。
【００１２】前記ホール素子は磁電変換素子であり、該
ホール素子のある位置での磁界の強さの大きさと向き
（或いは、磁束密度の大きさと向き）に比例した電圧を
出力する。一般的に、ホール素子には、前記基準入力電
圧を入力するための入力端子があり、該ホール素子出力
電圧は該基準入力電圧にも比例する。また、一般的にホ
ール素子には出力するための出力端子が２つあり、該２
つの出力端子から出力される電圧は、該ホール素子が磁
界のない場所にあるときは、両出力端子間には電位差は
なく、該両出力端子は共に前記基準入力電圧に比例した
一定の基準出力電圧を出力する。また、ホール素子が磁
界中にあるときには、該両出力端子から出力される電圧
は、該基準出力電圧を中心にしたものとなり、すなわ
ち、一方の出力端子の出力電圧と該基準出力電圧との電
位差及び該基準出力電圧と他方の出力端子の出力電圧と
の電位差は等しくなる。
ホール素子のある位置での磁界の強さの大きさと向き
（或いは、磁束密度の大きさと向き）に比例した電圧を
出力する。一般的に、ホール素子には、前記基準入力電
圧を入力するための入力端子があり、該ホール素子出力
電圧は該基準入力電圧にも比例する。また、一般的にホ
ール素子には出力するための出力端子が２つあり、該２
つの出力端子から出力される電圧は、該ホール素子が磁
界のない場所にあるときは、両出力端子間には電位差は
なく、該両出力端子は共に前記基準入力電圧に比例した
一定の基準出力電圧を出力する。また、ホール素子が磁
界中にあるときには、該両出力端子から出力される電圧
は、該基準出力電圧を中心にしたものとなり、すなわ
ち、一方の出力端子の出力電圧と該基準出力電圧との電
位差及び該基準出力電圧と他方の出力端子の出力電圧と
の電位差は等しくなる。
【００１３】本発明にかかるリニアモータの電機子コイ
ル通電回路によると、前記界磁マグネットによる磁界分
布における最大振幅値が該電機子コイルの移動方向に沿
って変動し、一定でないときでも、前記補正回路により
該磁界の強さの大きさと向きを検出するホール素子の出
力が、その最大振幅値が一定になるように補正された後
に、電機子コイルに印加されるので、該電機子コイルに
流される電流はその最大振幅が一定となり、界磁マグネ
ットの磁束分布における最大振幅値の変動の影響を減少
させることができる。また、この電機子コイル通電回路
を使ってリニアモータを三相駆動するときには、各相の
電機子コイルには最大振幅が一定の電流が流されるた
め、リニアモータの推力の変動はそれだけ軽減すること
ができる。
ル通電回路によると、前記界磁マグネットによる磁界分
布における最大振幅値が該電機子コイルの移動方向に沿
って変動し、一定でないときでも、前記補正回路により
該磁界の強さの大きさと向きを検出するホール素子の出
力が、その最大振幅値が一定になるように補正された後
に、電機子コイルに印加されるので、該電機子コイルに
流される電流はその最大振幅が一定となり、界磁マグネ
ットの磁束分布における最大振幅値の変動の影響を減少
させることができる。また、この電機子コイル通電回路
を使ってリニアモータを三相駆動するときには、各相の
電機子コイルには最大振幅が一定の電流が流されるた
め、リニアモータの推力の変動はそれだけ軽減すること
ができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。本発明の電機子コイル通電回路は
図３に例示するリニアモータの電機子コイル通電回路と
して利用できる。そこで、先ずこのリニアモータの構成
を概略説明する。図３（Ａ）はリニアモータの斜視図で
あり、図３（Ｂ）は同モータの断面図である。なお、本
発明の電機子コイル通電回路が適用できるリニアモータ
は図３に示すものに限定されるものではない。
を参照して説明する。本発明の電機子コイル通電回路は
図３に例示するリニアモータの電機子コイル通電回路と
して利用できる。そこで、先ずこのリニアモータの構成
を概略説明する。図３（Ａ）はリニアモータの斜視図で
あり、図３（Ｂ）は同モータの断面図である。なお、本
発明の電機子コイル通電回路が適用できるリニアモータ
は図３に示すものに限定されるものではない。
【００１５】図３に示すリニアモータＬＤＭは、機械加
工可能且つ着磁可能の材料で形成した断面円形状の直線
棒状部材６０からなる固定子６に沿って可動子７が往復
動作できるものである。固定子６は表面にＮ極とＳ極を
同ピッチで交互に配置され、固定子長手方向に略正弦波
状の磁束分布となるように着磁された推進用界磁マグネ
ット６１を有する。さらに、固定子６は固定子長手方向
に延びる断面四角形状の凹溝の形態の段差部６０ａを備
えている。この段差部６０ａの底には可動子７の速度制
御のための磁気方式のエンコーダの一部を構成するファ
イン着磁部５０を着磁形成してある。ファイン着磁部５
０はＮ極とＳ極を細かいピッチで交互に着磁したもので
ある。
工可能且つ着磁可能の材料で形成した断面円形状の直線
棒状部材６０からなる固定子６に沿って可動子７が往復
動作できるものである。固定子６は表面にＮ極とＳ極を
同ピッチで交互に配置され、固定子長手方向に略正弦波
状の磁束分布となるように着磁された推進用界磁マグネ
ット６１を有する。さらに、固定子６は固定子長手方向
に延びる断面四角形状の凹溝の形態の段差部６０ａを備
えている。この段差部６０ａの底には可動子７の速度制
御のための磁気方式のエンコーダの一部を構成するファ
イン着磁部５０を着磁形成してある。ファイン着磁部５
０はＮ極とＳ極を細かいピッチで交互に着磁したもので
ある。
【００１６】固定子６の両端部６２は、図示しない支持
手段により支持されている。可動子７は固定子６に間隙
をおいて外嵌する複数のリング形状のコイルからなる電
機子コイル７１を備えており、この電機子コイルは円筒
形の可動子ヨーク７２の内側に支持されている。可動子
ヨーク７２の両端部には軸受け７３を設けてあり、可動
子７はこの軸受け７３によって固定子６に案内されて移
動できる。
手段により支持されている。可動子７は固定子６に間隙
をおいて外嵌する複数のリング形状のコイルからなる電
機子コイル７１を備えており、この電機子コイルは円筒
形の可動子ヨーク７２の内側に支持されている。可動子
ヨーク７２の両端部には軸受け７３を設けてあり、可動
子７はこの軸受け７３によって固定子６に案内されて移
動できる。
【００１７】また、可動子７の電機子コイル７１は、前
記磁束分布の電気角で２π／３ずつずらした位置に配置
した３相のリング形状コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗからなっ
ており、ｕ相コイルＬｕにはホール素子ｈｕが、ｖ相コ
イルＬｖには同様にホール素子ｈｖが、ｗ相コイルＬｗ
には同様にホール素子ｈｗが、それぞれ界磁マグネット
６１に対向させて配置されている。また、可動子ヨーク
７２には、前記の段差部６０ａ底のファイン着磁部５０
に対向する磁気センサ（ここではＭＲ素子と呼ばれる磁
気抵抗素子からなるセンサ）５１を設けてある。
記磁束分布の電気角で２π／３ずつずらした位置に配置
した３相のリング形状コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗからなっ
ており、ｕ相コイルＬｕにはホール素子ｈｕが、ｖ相コ
イルＬｖには同様にホール素子ｈｖが、ｗ相コイルＬｗ
には同様にホール素子ｈｗが、それぞれ界磁マグネット
６１に対向させて配置されている。また、可動子ヨーク
７２には、前記の段差部６０ａ底のファイン着磁部５０
に対向する磁気センサ（ここではＭＲ素子と呼ばれる磁
気抵抗素子からなるセンサ）５１を設けてある。
【００１８】このような構成のリニアモータを図１に示
す本発明の電機子コイル通電回路で駆動する。図１は、
本発明の一実施形態であるリニアモータを３相駆動する
ための電機子コイル通電回路である。この回路は、３相
駆動を行うためにｕ相用通電回路Ｃｕ、ｖ相用通電回路
Ｃｖ、ｗ相用通電回路Ｃｗを有する。これら各相用通電
回路は図中、部品参照符号中の添字「ｕ」、「ｖ」、
「ｗ」の相違があるだけで同じ構成となっているので、
以下、ｕ相用電機子コイル通電回路Ｃｕを例にとってそ
の構成、動作について説明する。
す本発明の電機子コイル通電回路で駆動する。図１は、
本発明の一実施形態であるリニアモータを３相駆動する
ための電機子コイル通電回路である。この回路は、３相
駆動を行うためにｕ相用通電回路Ｃｕ、ｖ相用通電回路
Ｃｖ、ｗ相用通電回路Ｃｗを有する。これら各相用通電
回路は図中、部品参照符号中の添字「ｕ」、「ｖ」、
「ｗ」の相違があるだけで同じ構成となっているので、
以下、ｕ相用電機子コイル通電回路Ｃｕを例にとってそ
の構成、動作について説明する。
【００１９】ｕ相用通電回路Ｃｕは、ホール素子ｈｕ、
コンパレータ１０ｕ、１１ｕ、正弦波発生回路２０ｕ、
２１ｕ、オフセット回路３０ｕ、３１ｕと差動増幅器４
ｕとからなり、ｕ相コイルＬｕに通電する。これらコン
パレータ、正弦波発生回路及びオフセット回路は補正回
路Ａｕを形成している。ホール素子ｈｕには、保護抵抗
Ｒａ、Ｒｂを介して基準入力電圧Ｖinが印加される。ホ
ール素子ｈｕは磁電変換素子（その抵抗値をＲｃとす
る。）であり、そのホール素子が検知する磁界の強さ、
向き及び基準入力電圧Ｖinに応じた電圧を２つの出力端
子ｈｕ１、ｈｕ２から出力する。
コンパレータ１０ｕ、１１ｕ、正弦波発生回路２０ｕ、
２１ｕ、オフセット回路３０ｕ、３１ｕと差動増幅器４
ｕとからなり、ｕ相コイルＬｕに通電する。これらコン
パレータ、正弦波発生回路及びオフセット回路は補正回
路Ａｕを形成している。ホール素子ｈｕには、保護抵抗
Ｒａ、Ｒｂを介して基準入力電圧Ｖinが印加される。ホ
ール素子ｈｕは磁電変換素子（その抵抗値をＲｃとす
る。）であり、そのホール素子が検知する磁界の強さ、
向き及び基準入力電圧Ｖinに応じた電圧を２つの出力端
子ｈｕ１、ｈｕ２から出力する。
【００２０】そして、ホール素子ｈｕが磁界のない位置
にあるときには、各出力端子ｈｕ１、ｈｕ２の出力電圧
Ｖ1 、Ｖ2 には電位差はなく、その出力電圧Ｖ0 （＝Ｖ
1 ＝Ｖ2 ）は、
にあるときには、各出力端子ｈｕ１、ｈｕ２の出力電圧
Ｖ1 、Ｖ2 には電位差はなく、その出力電圧Ｖ0 （＝Ｖ
1 ＝Ｖ2 ）は、
【００２１】
【数１】
【００２２】となる。また、ホール素子ｈｕが磁界中に
あるときは、各出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 は出力電圧Ｖ1 を
あるときは、各出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 は出力電圧Ｖ1 を
【００２３】
【数２】
【００２４】とすると出力電圧Ｖ2 は
【００２５】
【数３】
【００２６】となり、出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 は前記電圧Ｖ
0 を中心としたものになる。各出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 はそ
れぞれコンパレータ１０ｕ、１１ｕに入力され前記電圧
Ｖ0 と比較され、出力電圧Ｖ3 、Ｖ4 となる。該出力電
圧Ｖ3 、Ｖ4 は、それぞれ正弦波発生回路２０ｕ、２１
ｕに入力される。この正弦波発生回路は一般的によく知
られているもので、そのなかから周波数の安定度、出力
レベルの安定度等に応じて選択したものである。
0 を中心としたものになる。各出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 はそ
れぞれコンパレータ１０ｕ、１１ｕに入力され前記電圧
Ｖ0 と比較され、出力電圧Ｖ3 、Ｖ4 となる。該出力電
圧Ｖ3 、Ｖ4 は、それぞれ正弦波発生回路２０ｕ、２１
ｕに入力される。この正弦波発生回路は一般的によく知
られているもので、そのなかから周波数の安定度、出力
レベルの安定度等に応じて選択したものである。
【００２７】正弦波発生回路２０ｕ、２１ｕの出力電圧
Ｖ5 、Ｖ6 は、オフセット回路３０ｕ、３１ｕに入力さ
れ、前記電圧Ｖ0 と同じ電圧のオフセット電圧が重畳さ
れる。そして、オフセット後の出力電圧Ｖ7 、Ｖ8 は従
来と同様に差動増幅器４ｕに入力され、該差動増幅器４
ｕの出力電圧に応じた電圧がトランジスタ回路９ｕを介
してｕ相の電機子コイルＬｕに印加される。
Ｖ5 、Ｖ6 は、オフセット回路３０ｕ、３１ｕに入力さ
れ、前記電圧Ｖ0 と同じ電圧のオフセット電圧が重畳さ
れる。そして、オフセット後の出力電圧Ｖ7 、Ｖ8 は従
来と同様に差動増幅器４ｕに入力され、該差動増幅器４
ｕの出力電圧に応じた電圧がトランジスタ回路９ｕを介
してｕ相の電機子コイルＬｕに印加される。
【００２８】以下、ホール素子ｈｕ、コンパレータ１０
ｕ、１１ｕ、正弦波発生回路２０ｕ、２１ｕ、オフセッ
ト回路３０ｕ、３１ｕ及び差動増幅器４ｕの動作を各部
の電圧波形等を示す図面を参照して説明する。図２に示
す各波形はホール素子ｈｕの界磁マグネット６１に対す
る位置との関係を示すものであり、図２（Ａ）はホール
素子ｈｕが検知する磁束密度Ｂ（或いは、磁界の強さ
Ｈ）を示す図、図２（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれホール素
子の出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 を示す図、図２（Ｄ）、（Ｅ）
はそれぞれコンパレータの出力電圧Ｖ3 、Ｖ4 を示す
図、図２（Ｆ）、（Ｇ）はそれぞれ正弦波発生回路の出
力電圧Ｖ5 、Ｖ6 を示す図、図２（Ｈ）、（Ｉ）はそれ
ぞれオフセット回路の出力電圧Ｖ7 、Ｖ8 を示す図、図
２（Ｊ）は差動増幅器の出力電圧Ｖ9 を示す図である。
ｕ、１１ｕ、正弦波発生回路２０ｕ、２１ｕ、オフセッ
ト回路３０ｕ、３１ｕ及び差動増幅器４ｕの動作を各部
の電圧波形等を示す図面を参照して説明する。図２に示
す各波形はホール素子ｈｕの界磁マグネット６１に対す
る位置との関係を示すものであり、図２（Ａ）はホール
素子ｈｕが検知する磁束密度Ｂ（或いは、磁界の強さ
Ｈ）を示す図、図２（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれホール素
子の出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 を示す図、図２（Ｄ）、（Ｅ）
はそれぞれコンパレータの出力電圧Ｖ3 、Ｖ4 を示す
図、図２（Ｆ）、（Ｇ）はそれぞれ正弦波発生回路の出
力電圧Ｖ5 、Ｖ6 を示す図、図２（Ｈ）、（Ｉ）はそれ
ぞれオフセット回路の出力電圧Ｖ7 、Ｖ8 を示す図、図
２（Ｊ）は差動増幅器の出力電圧Ｖ9 を示す図である。
【００２９】ホール素子ｈｕは、モータ可動子７の移動
に伴い図２（Ａ）に例示するような界磁マグネット６１
による磁界の中を移動する。この磁界は略正弦波状に変
化するが、その磁束密度Ｂ（磁界の強さＨ）の最大振幅
は界磁マグネットの製造上の誤差等により変動する。ホ
ール素子ｈｕの移動に伴い該ホール素子に検出される磁
束密度Ｂの変化に対して、ホール素子ｈｕの出力電圧Ｖ
1 、Ｖ2 は図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように磁束密度Ｂ
と位相（或いは、周期）が同じで、その最大振幅は磁束
密度Ｂと同じように変動する正弦波状となり、図２
（Ｂ）と（Ｃ）は前記電圧Ｖ0 を中心に互いに反転した
波形となる。
に伴い図２（Ａ）に例示するような界磁マグネット６１
による磁界の中を移動する。この磁界は略正弦波状に変
化するが、その磁束密度Ｂ（磁界の強さＨ）の最大振幅
は界磁マグネットの製造上の誤差等により変動する。ホ
ール素子ｈｕの移動に伴い該ホール素子に検出される磁
束密度Ｂの変化に対して、ホール素子ｈｕの出力電圧Ｖ
1 、Ｖ2 は図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように磁束密度Ｂ
と位相（或いは、周期）が同じで、その最大振幅は磁束
密度Ｂと同じように変動する正弦波状となり、図２
（Ｂ）と（Ｃ）は前記電圧Ｖ0 を中心に互いに反転した
波形となる。
【００３０】出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 を前記電圧Ｖ0 と比較
するコンパレータ１０ｕ、１１ｕにそれぞれ入力する
と、図２（Ｄ）、（Ｅ）に示すような電圧０〔Ｖ〕を中
心とした、矩形波状の出力電圧Ｖ3 、Ｖ4 となる。この
コンパレータ出力電圧Ｖ3 、Ｖ 4 もコンパレータ１０
ｕ、１１ｕの入力電圧Ｖ1 、Ｖ2 と同周期となる。コン
パレータの出力電圧Ｖ3 、Ｖ4 をそれぞれ正弦波発生回
路２０ｕ、２１ｕに入力すると、図２（Ｆ）、（Ｇ）に
示すような電圧０〔Ｖ〕を中心とした正弦波状の出力電
圧Ｖ5 、Ｖ6 となる。この出力電圧Ｖ5 、Ｖ6 はホール
素子ｈｕの出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 と同周期（同位相）で、
その最大振幅は一定である。
するコンパレータ１０ｕ、１１ｕにそれぞれ入力する
と、図２（Ｄ）、（Ｅ）に示すような電圧０〔Ｖ〕を中
心とした、矩形波状の出力電圧Ｖ3 、Ｖ4 となる。この
コンパレータ出力電圧Ｖ3 、Ｖ 4 もコンパレータ１０
ｕ、１１ｕの入力電圧Ｖ1 、Ｖ2 と同周期となる。コン
パレータの出力電圧Ｖ3 、Ｖ4 をそれぞれ正弦波発生回
路２０ｕ、２１ｕに入力すると、図２（Ｆ）、（Ｇ）に
示すような電圧０〔Ｖ〕を中心とした正弦波状の出力電
圧Ｖ5 、Ｖ6 となる。この出力電圧Ｖ5 、Ｖ6 はホール
素子ｈｕの出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 と同周期（同位相）で、
その最大振幅は一定である。
【００３１】そして、正弦波発生回路の出力電圧Ｖ5 、
Ｖ6 をオフセット回路３０ｕ、３１ｕに入力すると、前
記電圧Ｖ0 が重畳され、電圧Ｖ0 を中心として、その最
大振幅が一定の、又周期（位相）が電圧Ｖ5 、Ｖ6 とそ
れぞれ同じ正弦波状の出力電圧Ｖ7 、Ｖ8 が得られる。
また、このオフセット回路の出力電圧Ｖ7 、Ｖ8 はホー
ル素子ｈｕの出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 とそれぞれ同周期（同
位相）のものとなる。
Ｖ6 をオフセット回路３０ｕ、３１ｕに入力すると、前
記電圧Ｖ0 が重畳され、電圧Ｖ0 を中心として、その最
大振幅が一定の、又周期（位相）が電圧Ｖ5 、Ｖ6 とそ
れぞれ同じ正弦波状の出力電圧Ｖ7 、Ｖ8 が得られる。
また、このオフセット回路の出力電圧Ｖ7 、Ｖ8 はホー
ル素子ｈｕの出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 とそれぞれ同周期（同
位相）のものとなる。
【００３２】そして、このオフセット回路の出力電圧Ｖ
7 、Ｖ8 を差動増幅器４ｕに通すことにより、図２
（Ａ）に示す磁束密度Ｂの大きさ、向き（磁界の強さＨ
の大きさ、向き）に比例した、また、その最大振幅は一
定で、さらにその周期（位相）が磁束密度Ｂと同周期
（同位相）の出力Ｖ9 が得られ、この出力電圧Ｖ9 に応
じた電圧をトランジスタ回路９ｕを介して電機子コイル
Ｌｕに印加する。
7 、Ｖ8 を差動増幅器４ｕに通すことにより、図２
（Ａ）に示す磁束密度Ｂの大きさ、向き（磁界の強さＨ
の大きさ、向き）に比例した、また、その最大振幅は一
定で、さらにその周期（位相）が磁束密度Ｂと同周期
（同位相）の出力Ｖ9 が得られ、この出力電圧Ｖ9 に応
じた電圧をトランジスタ回路９ｕを介して電機子コイル
Ｌｕに印加する。
【００３３】なお、ホール素子の出力電圧には、その抵
抗分に何らかの幾何学的なズレが発生し、その出力が不
平衡になる場合があり、これを不平衡電圧と呼ぶが、オ
フセット回路はこの不平衡電圧の補正も行っている。な
お、ホール素子ｈｕの出力電圧Ｖ2 のみからコンパレー
タ、正弦波発生回路、増幅器等により、図２（Ａ）に示
す磁束密度Ｂの大きさ、向き（磁界の強さＨの大きさ、
向き）に比例した、また、その最大振幅は一定で、さら
にその周期（位相）が磁束密度Ｂと同周期（同位相）の
出力電圧（Ｖ9 に相当する出力電圧）を作ることも考え
られるが、本例のように最終的に差動増幅器を通すとコ
モン・モードノイズが除去できるので、ホール素子ｈｕ
の両出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 から電圧Ｖ9 を作ることが望ま
しい。
抗分に何らかの幾何学的なズレが発生し、その出力が不
平衡になる場合があり、これを不平衡電圧と呼ぶが、オ
フセット回路はこの不平衡電圧の補正も行っている。な
お、ホール素子ｈｕの出力電圧Ｖ2 のみからコンパレー
タ、正弦波発生回路、増幅器等により、図２（Ａ）に示
す磁束密度Ｂの大きさ、向き（磁界の強さＨの大きさ、
向き）に比例した、また、その最大振幅は一定で、さら
にその周期（位相）が磁束密度Ｂと同周期（同位相）の
出力電圧（Ｖ9 に相当する出力電圧）を作ることも考え
られるが、本例のように最終的に差動増幅器を通すとコ
モン・モードノイズが除去できるので、ホール素子ｈｕ
の両出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 から電圧Ｖ9 を作ることが望ま
しい。
【００３４】以上説明したｕ相用通電回路と同じ回路
が、ｖ相用及びｗ相用通電回路に設けてあり、これら回
路もｕ相用通電回路と同じ動作をする。ただし、ホール
素子ｈｖ、ｈｗは、ホール素子ｈｕとは位相角にして２
π／３ずつずれた位置に配置されているので、電機子コ
イルＬｖ、Ｌｗに印加される電圧も前記電圧Ｖ9 と位相
角にして２π／３ずつずれた電圧が印加される。
が、ｖ相用及びｗ相用通電回路に設けてあり、これら回
路もｕ相用通電回路と同じ動作をする。ただし、ホール
素子ｈｖ、ｈｗは、ホール素子ｈｕとは位相角にして２
π／３ずつずれた位置に配置されているので、電機子コ
イルＬｖ、Ｌｗに印加される電圧も前記電圧Ｖ9 と位相
角にして２π／３ずつずれた電圧が印加される。
【００３５】このように、本発明の電機子コイル通電回
路によると、界磁マグネットの磁束分布における最大振
幅値が変動しても、該最大振幅値の変動をコンパレー
タ、正弦波発生回路、オフセット回路及び差動増幅器に
より補正して、該磁束分布の磁束密度の大きさ、向き
（磁界の強さＨの大きさ、向き）に比例した、また、そ
の周期（位相）が磁束密度と同周期（同位相）の、さら
にその最大振幅が一定の電流を電機子コイルに通電する
ことができ、界磁マグネットの磁束分布における最大振
幅値の変動の影響を減少させることができる。
路によると、界磁マグネットの磁束分布における最大振
幅値が変動しても、該最大振幅値の変動をコンパレー
タ、正弦波発生回路、オフセット回路及び差動増幅器に
より補正して、該磁束分布の磁束密度の大きさ、向き
（磁界の強さＨの大きさ、向き）に比例した、また、そ
の周期（位相）が磁束密度と同周期（同位相）の、さら
にその最大振幅が一定の電流を電機子コイルに通電する
ことができ、界磁マグネットの磁束分布における最大振
幅値の変動の影響を減少させることができる。
【００３６】また、本例のように三相駆動するときに
は、磁束分布における最大振幅値が変動しても、各相の
電機子コイルには、各相コイル位置での該磁束分布の磁
束密度の大きさ、向き（磁界の強さＨの大きさ、向き）
に比例した、また、その周期（位相）が磁束密度と同周
期（同位相）の、さらにその最大振幅が一定の電流を電
機子コイルに通電することができ、リニアモータの推力
は磁束分布の変動に影響されることなく安定することが
できる。例えば、磁束密度が１０％減少したときも、従
来ではリニアモータの推力は約８１％にまで落ち込む
が、本発明の電機子コイル通電回路によると約９０％の
推力を発生させることができる。
は、磁束分布における最大振幅値が変動しても、各相の
電機子コイルには、各相コイル位置での該磁束分布の磁
束密度の大きさ、向き（磁界の強さＨの大きさ、向き）
に比例した、また、その周期（位相）が磁束密度と同周
期（同位相）の、さらにその最大振幅が一定の電流を電
機子コイルに通電することができ、リニアモータの推力
は磁束分布の変動に影響されることなく安定することが
できる。例えば、磁束密度が１０％減少したときも、従
来ではリニアモータの推力は約８１％にまで落ち込む
が、本発明の電機子コイル通電回路によると約９０％の
推力を発生させることができる。
【００３７】前述の電機子コイル通電回路は、ＰＬＬ制
御（位相同期制御）用回路とともに使用して、リニアモ
ータ駆動回路を構成することもできる。この例を、図４
に示す。このリニアモータ駆動回路も図３に例示するリ
ニアモータの駆動に使用することができる。この駆動回
路の各相電機子コイル通電回路は、図１に示す回路では
ホール素子ｈｕ、ｈｖ、ｈｗの基準入力電圧がＶin一定
であったに代わりに、この基準入力電圧をスイッチング
部８６から出力される電圧Ｖin’とすること、コンパレ
ータの比較電圧をＶ0 に代えてＶ0 ’とすること及びオ
フセット回路のオフセット電圧Ｖ0 をＶ0 ’とすること
以外は図１に示す回路と実質的に同じ構成、動作であ
る。該電圧Ｖin’及びＶ0 ’については、後述する。な
お、図１に示す回路の部品と実質的に同じ動作をする部
品には同じ参照符号を付してある。
御（位相同期制御）用回路とともに使用して、リニアモ
ータ駆動回路を構成することもできる。この例を、図４
に示す。このリニアモータ駆動回路も図３に例示するリ
ニアモータの駆動に使用することができる。この駆動回
路の各相電機子コイル通電回路は、図１に示す回路では
ホール素子ｈｕ、ｈｖ、ｈｗの基準入力電圧がＶin一定
であったに代わりに、この基準入力電圧をスイッチング
部８６から出力される電圧Ｖin’とすること、コンパレ
ータの比較電圧をＶ0 に代えてＶ0 ’とすること及びオ
フセット回路のオフセット電圧Ｖ0 をＶ0 ’とすること
以外は図１に示す回路と実質的に同じ構成、動作であ
る。該電圧Ｖin’及びＶ0 ’については、後述する。な
お、図１に示す回路の部品と実質的に同じ動作をする部
品には同じ参照符号を付してある。
【００３８】図４において、８１はリニアモータＬＤＭ
の所定の動作を指示するとともに、位相同期制御部８４
に基準クロック信号を出力するマイクロコンピュータ、
８２はコンピュータ８１の入出力ポート、８８はドライ
ブ制御回路、８３は増幅器、８６はスイッチング部、８
４は前記の位相同期制御部、８５は補償回路である。図
４に示す制御回路によると、コンピュータ８１から目的
とする速度に応じた基準クロック信号が位相同期制御部
（ＰＬＬ制御部）８４に入力されるとともに、固定子６
上のファイン着磁部５０と可動子７上の磁気センサ５１
からなるエンコーダ５から可動子７の移動速度信号がＰ
ＬＬ制御部８４にフィードバック入力される。ＰＬＬ制
御部８４は、基準クロックのパルスとエンコーダからの
フィードバック信号のパルスの周波数と位相の差に応じ
た信号を出力し、補償回路８５で伝達系の進み遅れ補償
を行い、スイッチング部８６に入力する。
の所定の動作を指示するとともに、位相同期制御部８４
に基準クロック信号を出力するマイクロコンピュータ、
８２はコンピュータ８１の入出力ポート、８８はドライ
ブ制御回路、８３は増幅器、８６はスイッチング部、８
４は前記の位相同期制御部、８５は補償回路である。図
４に示す制御回路によると、コンピュータ８１から目的
とする速度に応じた基準クロック信号が位相同期制御部
（ＰＬＬ制御部）８４に入力されるとともに、固定子６
上のファイン着磁部５０と可動子７上の磁気センサ５１
からなるエンコーダ５から可動子７の移動速度信号がＰ
ＬＬ制御部８４にフィードバック入力される。ＰＬＬ制
御部８４は、基準クロックのパルスとエンコーダからの
フィードバック信号のパルスの周波数と位相の差に応じ
た信号を出力し、補償回路８５で伝達系の進み遅れ補償
を行い、スイッチング部８６に入力する。
【００３９】また、ドライブ制御回路８８は、リニアモ
ータＬＤＭの加速時と、定速時において、ホール素子へ
の指令電圧を切り換えることができ、該切り換えは、コ
ンピュータ８１により入出力ポート８２を介して行わ
れ、電圧値の異なる指令電圧Ｖ A 又はＶB が選択され
る。なお、加速時にはホール素子に印加することができ
るほぼ最大電圧が印加される。該指令電圧は、増幅器８
３により増幅されてスイッチング部８６に入力される。
ータＬＤＭの加速時と、定速時において、ホール素子へ
の指令電圧を切り換えることができ、該切り換えは、コ
ンピュータ８１により入出力ポート８２を介して行わ
れ、電圧値の異なる指令電圧Ｖ A 又はＶB が選択され
る。なお、加速時にはホール素子に印加することができ
るほぼ最大電圧が印加される。該指令電圧は、増幅器８
３により増幅されてスイッチング部８６に入力される。
【００４０】スイッチング部８６では増幅器８３及び補
償回路８５からの入力に基づき、指令電圧及び目的とす
る速度に応じた基準クロックとエンコーダ信号との位相
差に応じた電圧Ｖin’を出力する。該出力電圧Ｖin’が
各相電機子コイル通電回路Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗのホール素
子ｈｕ、ｈｖ、ｈｗの基準入力電圧となる。該電圧
Ｖin’は変化するので、各相通電回路Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗ
のコンパレータにおける比較電圧Ｖ0 ’及びオフセット
回路におけるオフセット電圧Ｖ0 ’を式１０で示すホー
ル素子基準入力電圧Ｖin’に対応した電圧に変換する電
圧変換回路部８７が設けられている。この電圧変換回路
部８７の出力が各相通電回路Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗのコンパ
レータに比較電圧Ｖ0 ’として、オフセット回路にオフ
セット電圧Ｖ0 ’として入力される。
償回路８５からの入力に基づき、指令電圧及び目的とす
る速度に応じた基準クロックとエンコーダ信号との位相
差に応じた電圧Ｖin’を出力する。該出力電圧Ｖin’が
各相電機子コイル通電回路Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗのホール素
子ｈｕ、ｈｖ、ｈｗの基準入力電圧となる。該電圧
Ｖin’は変化するので、各相通電回路Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗ
のコンパレータにおける比較電圧Ｖ0 ’及びオフセット
回路におけるオフセット電圧Ｖ0 ’を式１０で示すホー
ル素子基準入力電圧Ｖin’に対応した電圧に変換する電
圧変換回路部８７が設けられている。この電圧変換回路
部８７の出力が各相通電回路Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗのコンパ
レータに比較電圧Ｖ0 ’として、オフセット回路にオフ
セット電圧Ｖ0 ’として入力される。
【００４１】
【数４】
【００４２】したがって、この駆動回路では、磁束分布
における最大振幅値が変動しても、各相の電機子コイル
には、各相コイル位置での磁束密度Ｂの大きさ、向き
（磁界の強さＨの大きさ、向き）に比例した、また、そ
の周期（位相）が磁束密度と同周期（同位相）の、さら
にその最大振幅が一定の電流を電機子コイルに通電する
ことができ、リニアモータの推力は磁束分布の変動に影
響されることなく安定化することができるとともに、Ｐ
ＬＬ制御回路８４等により目的とする速度に応じた基準
クロックとエンコーダ信号との位相を合わせることがで
きる、すなわち、可動子７を目標速度と一致させること
ができ、速度安定性を高くすることができる。
における最大振幅値が変動しても、各相の電機子コイル
には、各相コイル位置での磁束密度Ｂの大きさ、向き
（磁界の強さＨの大きさ、向き）に比例した、また、そ
の周期（位相）が磁束密度と同周期（同位相）の、さら
にその最大振幅が一定の電流を電機子コイルに通電する
ことができ、リニアモータの推力は磁束分布の変動に影
響されることなく安定化することができるとともに、Ｐ
ＬＬ制御回路８４等により目的とする速度に応じた基準
クロックとエンコーダ信号との位相を合わせることがで
きる、すなわち、可動子７を目標速度と一致させること
ができ、速度安定性を高くすることができる。
【００４３】
【発明の効果】本発明によると、推進用界磁マグネット
と、該界磁マグネットに臨み、該界磁マグネットによる
磁界の強さと向きを検出するためのホール素子が配置さ
れている電機子コイルとを備えるリニアモータの電機子
コイル通電回路であり、前記ホール素子の検出する磁界
の強さと向きに応じた該ホール素子の出力に基づいて前
記電機子コイルに通電する電機子コイル通電回路であっ
て、界磁マグネットの磁束分布における最大振幅値が変
動しても該最大振幅の変動の影響を減少させることがで
きる、また、リニアモータを三相駆動するときにはその
推力の変動を軽減することができるリニアモータの電機
子コイル通電回路を提供することができる。
と、該界磁マグネットに臨み、該界磁マグネットによる
磁界の強さと向きを検出するためのホール素子が配置さ
れている電機子コイルとを備えるリニアモータの電機子
コイル通電回路であり、前記ホール素子の検出する磁界
の強さと向きに応じた該ホール素子の出力に基づいて前
記電機子コイルに通電する電機子コイル通電回路であっ
て、界磁マグネットの磁束分布における最大振幅値が変
動しても該最大振幅の変動の影響を減少させることがで
きる、また、リニアモータを三相駆動するときにはその
推力の変動を軽減することができるリニアモータの電機
子コイル通電回路を提供することができる。
【図１】本発明の一実施形態である３相駆動するための
リニアモータの電機子コイル通電回路である。
リニアモータの電機子コイル通電回路である。
【図２】図１に示す通電回路の各部の波形を示す図であ
り、図２（Ａ）はホール素子が検知する磁束密度Ｂ（或
いは、磁界の強さＨ）を示す図、図２（Ｂ）、（Ｃ）は
それぞれホール素子の出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 を示す図、図
２（Ｄ）、（Ｅ）はそれぞれコンパレータの出力電圧Ｖ
3 、Ｖ4 を示す図、図２（Ｆ）、（Ｇ）はそれぞれ正弦
波発生回路の出力電圧Ｖ5 、Ｖ6 を示す図、図２
（Ｈ）、（Ｉ）はそれぞれオフセット回路の出力電圧Ｖ
7 、Ｖ8 を示す図、図２（Ｊ）は差動増幅器の出力電圧
を示す図である。
り、図２（Ａ）はホール素子が検知する磁束密度Ｂ（或
いは、磁界の強さＨ）を示す図、図２（Ｂ）、（Ｃ）は
それぞれホール素子の出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 を示す図、図
２（Ｄ）、（Ｅ）はそれぞれコンパレータの出力電圧Ｖ
3 、Ｖ4 を示す図、図２（Ｆ）、（Ｇ）はそれぞれ正弦
波発生回路の出力電圧Ｖ5 、Ｖ6 を示す図、図２
（Ｈ）、（Ｉ）はそれぞれオフセット回路の出力電圧Ｖ
7 、Ｖ8 を示す図、図２（Ｊ）は差動増幅器の出力電圧
を示す図である。
【図３】本発明の電機子コイル通電回路が適用されるリ
ニアモータの一例を示す図であり、図（Ａ）は該モータ
の斜視図、図（Ｂ）は該モータの断面図である。
ニアモータの一例を示す図であり、図（Ａ）は該モータ
の斜視図、図（Ｂ）は該モータの断面図である。
【図４】本発明の電機子コイル通電回路を使用した、Ｐ
ＬＬ制御も行うリニアモータ駆動回路を示す図である。
ＬＬ制御も行うリニアモータ駆動回路を示す図である。
【図５】従来のホール素子を使った電機子コイル通電回
路を示す図である。
路を示す図である。
Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗ 電機子コイル通電回路 Ａｕ、Ａｖ、Ａｗ 補正回路 ｈｕ、ｈｖ、ｈｗ ホール素子 １０ｕ、１１ｕ コンパレータ ２０ｕ、２１ｕ 正弦波発生回路 ３０ｕ、３１ｕ オフセット回路 ４ｕ 差動増幅器 Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗ 電機子コイル ５ エンコーダ ５０ エンコーダのファイン着磁部 ５１ エンコーダの磁気センサ ６ 固定子 ６０ 棒状部材 ６０ａ 固定子６に設けられた段差部 ６１ 界磁マグネット ６２ 固定子の端部 ７ 可動子 ７１ 電機子コイル ７２ 可動子ヨーク ７３ 可動子７の軸受け ８１ マイクロコンピュータ ８２ 入出力ポート ８３ 増幅器 ８４ 位相同期制御部（ＰＬＬ制御部） ８５ 補償回路 ８６ スイッチング部 ８７ 電圧変換回路部 ８８ ドライブ制御回路
Claims (2)
- 【請求項１】推進用界磁マグネットと、該界磁マグネッ
トに臨み、該界磁マグネットによる磁界の強さと向きを
検出するためのホール素子が配置されている電機子コイ
ルとを備えるリニアモータの電機子コイル通電回路であ
り、前記ホール素子の検出する磁界の強さと向きに応じ
た該ホール素子の出力に基づいて前記電機子コイルに通
電する電機子コイル通電回路であって、前記ホール素子
の出力を、該ホール素子出力の最大振幅を該ホール素子
への基準入力電圧に応じた一定のものに補正するための
補正回路を介して前記電機子コイルに通電することを特
徴とするリニアモータの電機子コイル通電回路。 - 【請求項２】前記補正回路が、前記ホール素子出力と該
ホール素子が磁界のないときに出力する前記基準入力電
圧に応じた基準出力電圧とを比較するためのコンパレー
タと、 前記コンパレータの出力を該出力と同周期の正弦波に変
換するための正弦波発生回路と、 前記正弦波発生回路の出力にオフセット電圧を重畳する
ためのオフセット回路とからなる請求項１記載の電機子
コイル通電回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8079864A JPH09275694A (ja) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | リニアモータの電機子コイル通電回路 |
| US08/831,331 US5747952A (en) | 1996-04-02 | 1997-03-31 | Linear motor, apparatus, armature coil current supply circuit for linear motor, and method of supplying current to armature coil of linear motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8079864A JPH09275694A (ja) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | リニアモータの電機子コイル通電回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09275694A true JPH09275694A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=13702078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8079864A Withdrawn JPH09275694A (ja) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | リニアモータの電機子コイル通電回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5747952A (ja) |
| JP (1) | JPH09275694A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004236498A (ja) * | 2004-04-05 | 2004-08-19 | Sanyo Denki Co Ltd | シリンダ形リニア同期モータ |
| WO2023089737A1 (ja) * | 2021-11-18 | 2023-05-25 | 株式会社Fuji | リニアモータ、実装関連装置及びリニアモータの制御方法 |
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| US6020700A (en) * | 1998-07-16 | 2000-02-01 | Silicon Touch Technology Inc. | DC brushless motor drive circuit having input signal compatability to hall effect ICs and hall sensors |
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| US6208100B1 (en) * | 1999-03-12 | 2001-03-27 | Eaton Corporation | Motor overload coil control |
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| US7626348B2 (en) * | 2006-05-30 | 2009-12-01 | Technologies Lanka Inc. | Linear motor door actuator |
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| US20150022030A1 (en) * | 2013-07-19 | 2015-01-22 | Nti Ag | Linear motor |
| GB2525866A (en) * | 2014-05-06 | 2015-11-11 | Johnson Electric Sa | Controller for driving a stepper motor |
| DE102014107297A1 (de) | 2014-05-23 | 2015-11-26 | Karl Storz Gmbh & Co. Kg | Positionsgeregelter elektrodynamischer Linearantrieb |
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| JP2651734B2 (ja) * | 1990-02-19 | 1997-09-10 | 宇宙開発事業団 | 電磁アクチュエータ |
| JPH0670851A (ja) * | 1992-08-28 | 1994-03-15 | Toshiba Electric Appliance Co Ltd | 飲料供給装置における原料交換装置 |
-
1996
- 1996-04-02 JP JP8079864A patent/JPH09275694A/ja not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-03-31 US US08/831,331 patent/US5747952A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004236498A (ja) * | 2004-04-05 | 2004-08-19 | Sanyo Denki Co Ltd | シリンダ形リニア同期モータ |
| WO2023089737A1 (ja) * | 2021-11-18 | 2023-05-25 | 株式会社Fuji | リニアモータ、実装関連装置及びリニアモータの制御方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5747952A (en) | 1998-05-05 |
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