JPH11235075A - フラット型リニア誘導モータ - Google Patents

フラット型リニア誘導モータ

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JPH11235075A
JPH11235075A JP10038364A JP3836498A JPH11235075A JP H11235075 A JPH11235075 A JP H11235075A JP 10038364 A JP10038364 A JP 10038364A JP 3836498 A JP3836498 A JP 3836498A JP H11235075 A JPH11235075 A JP H11235075A
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JP
Japan
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magnetic flux
command
induction motor
current command
linear induction
Prior art date
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Pending
Application number
JP10038364A
Other languages
English (en)
Inventor
Manabu Suganuma
学 菅沼
Tatsuoki Matsumoto
竜興 松本
Yasuhiro Yamamoto
康弘 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Nippon Otis Elevator Co
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Nippon Otis Elevator Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フラット型リニア誘導モータをベクトル制御
方式のインバータで駆動するのに、励磁電流を一定にす
ると駆動体の乗り心地が悪くなる。 【解決手段】 磁束パターン発生部13は、駆動体の推
力指令F*に応じた磁束低減係数Kφ*を発生して乗算
器14で励磁電流指令I0を低減させ、この磁束低減係
数に反比例させて割算器16でトルク電流指令ITを増
加させ、これら励磁電流指令及びトルク電流指令からす
べり演算部17ですべり周波数ωSを求めてベクトル制
御する。磁束低減係数は、推力指令に比例又はその平方
根に比例させたパターンとする。さらに低速域では下限
リミッタ等で制限する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フラット型リニア
誘導モータの制御装置に係り、特にベクトル制御方式の
制御装置における磁束電流成分の制御に関する。
【0002】
【従来の技術】フラット型リニア誘導モータは、車両の
走行やエレベータかごの昇降のための原動機として利用
され、その制御回路にベクトル制御装置を使用した車両
用のものを図4に示す。
【0003】推進コイル1は、車両の走行軌道に沿って
U,V,Wの各相が配列される。この推進コイル1に沿
って走行する車両2は、界磁コイル3が搭載され、推進
コイル1との間でフラット型リニア誘導モータを構成す
る。
【0004】推進コイル1は、鉄道架線4を介してイン
バータ5から電圧及び周波数が制御された交流電流が供
給されることにより、界磁コイル3との間に推力を発
生、すなわち車両2に推力を発生させる。
【0005】インバータ5の交流出力を制御するベクト
ル制御装置6は、リニア誘導モータに流れる電流を励磁
成分(磁束電流成分)と推力成分(トルク成分)との2
相電流制御を行う。
【0006】このための推力指令は、車両の運転パター
ンに従った速度指令とフィードバック信号になる速度検
出信号を比較する速度制御アンプからトルク電流指令と
して得られる。一方、励磁電流指令は一定とされる。速
度検出信号は、車両の位置検出やインバータの出力電流
等から求められる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の磁束指令一定制
御方式では、以下の理由から、車両の乗り心地に悪影響
を及ぼしている。
【0008】(1)運転開始時に、定格励磁電流を発生
させると、推進コイルと車両との間の吸引力が大きくな
る。
【0009】(2)インバータの低周波数域に車体との
共振(上下振動)点が存在する。このため、この共振周
波数とインバータの出力周波数が一致しないように磁束
を変化させてリニア誘導モータのすべり量を操作してい
る。
【0010】本発明の目的は、車両やエレベータかごに
なる駆動体に振動発生を無くしてその乗り心地を良く
し、しかも効率の良い運転ができるリニア誘導モータの
制御装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、推力指令に比
例又は平方根に比例させた磁束低減率など、推力指令F
*に応じて励磁電流指令I0を低減させると共にトルク
電流指令ITを増加させ、さらに低速域ではこれらにリ
ミッタ等をかけることにより、すべり周波数を共振周波
数からずらし、さらにモータの一次側と二次側の吸引力
を低減し、高速域で効率の高い運転ができるようにした
もので、以下の構成を特徴とする。
【0012】(第1の発明)固定側に推進コイルを配列
し、駆動体側に界磁コイルを搭載し、ベクトル制御方式
で出力電圧及び周波数を制御したインバータから前記推
進コイルに交流電流を供給するフラット型リニア誘導モ
ータにおいて、前記ベクトル制御における励磁電流指令
0は駆動体の推力指令F*に応じた磁束低減率で低減
させ、この磁束低減率に反比例させてトルク電流指令I
Tを増加させ、これら低減及び増加させた励磁電流指令
及びトルク電流指令からすべり周波数ωSを求めてベク
トル制御する構成を特徴とする。
【0013】(第2の発明)前記磁束低減率は、推力指
令F*に比例させた磁束パターンとすることを特徴とす
る。
【0014】(第3の発明)前記磁束低減率は、推力指
令F*の平方根に比例させた磁束パターンとすることを
特徴とする。
【0015】(第4の発明)前記磁束低減率は、低速度
域では下限リミッタで制限した磁束パターンとすること
を特徴とする。
【0016】(第5の発明)前記磁束低減率は、推力指
令F*が零のときに一定値に制限し、かつ低速域及び高
速域では直線補間により設定した磁束パターンとするこ
とを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態を示す
磁束低減機能を有するベクトル制御ブロック図である。
【0018】速度制御アンプ11は、車両又はエレベー
タかごの速度パターンとして与えられる速度指令N*と
実速度ωrとの偏差を比例積分して推力指令F*とす
る。車両又はエレベータかごの速度は、定格速度SPD
TRQの速度係数Kω*として検出し、これを乗算器1
2で定格速度SPDTRQに乗算することにより実速度
ωr(角周波数)を得る。
【0019】磁束パターン発生部13は、推力指令F*
と速度係数Kω*を入力として二次元テーブルにより磁
束補正パターンを作成する。このパターン出力は、磁束
低減係数Kφ*とし、これを乗算器14で誘導モータの
定格励磁電流I0*に乗算することにより励磁電流指令
0を得る。すなわち、ベクトル制御のための励磁電流
指令I0は、磁束パターン発生部13によって推力と速
度に応じて低減補正される。
【0020】推力指令F*は乗算器15で誘導モータの
定格トルク電流IT*に乗算し、さらに割算器16で磁
束低減係数Kφ*による割算をすることにより、トルク
電流指令ITを得る。すなわち、磁束低減係数Kφ*で
励磁電流指令I0を低減することにより推力も低減する
のを補償するため、磁束低減に反比例させてトルク電流
指令ITを増加させる。これにより、制御状態で磁束パ
ターンがどのように変化しても、推力指令通りの推力が
得られるようにする。
【0021】すべり演算部17は、励磁電流指令I0
トルク電流指令IT及び誘導モータの二次時定数(R2
M)からすべり周波数ωSを求める。このすべり演算の
場合も、補正した最終段の励磁電流指令I0とトルク電
流指令ITを使って演算することにより、ベクトル制御
条件を常に成立させている。
【0022】すべり周波数ωSは加算器18で実速度ωr
を加算することにより、誘導モータに供給する交流電流
の電源角周波数ω1を得る。
【0023】合成出力部19は、励磁電流指令I0とト
ルク電流指令ITとインバータ出力電流とを比較する電
流制御系を有し、その後の合成によりインバータの出力
電圧を決定し、さらに角周波数ω1によりインバータの
出力周波数を決定する3相電圧信号U,V,Wを発生す
る。
【0024】以上までの構成において、励磁電流指令I
0は磁束パターン発生部13によって低減され、この低
減に応じてトルク電流指令ITが増加されるし、すべり
周波数ωSも増加してくる。これらの関係を適切にする
ための磁束低減パターンについて以下に詳細に説明す
る。
【0025】図1の各ブロックの演算式は、磁束パター
ン発生部13に設定する磁束低減関数f0(F*,ωr
を用いて表すと、以下の関係式になる。
【0026】
【数1】
【0027】ここで、関数f0(F*,ωr)=1、すな
わち、磁束指令を固定とする従来のベクトル制御の場
合、上記の関係式は以下のようになり、図2の(a)に
示す特性になる。
【0028】
【数2】
【0029】これに対して、関数f0(F*,ωr)∝F
*、すなわち、磁束低減係数を推力指令に比例させる
と、上記の関係式は以下のようになり、図2の(b)に
示す特性になる。この場合、図2の(a)に比べて低速
度域での出力電流を下げることができ、モータの一次側
と二次側の吸引力を低減でき、しかも高速域での電力効
率を高めることができる。また、定速域ではすべり周波
数を高くして誘導モータの共振周波数から出力周波数を
離し、共振現象を抑制できる。
【0030】
【数3】
【0031】この関係式では、励磁電流I0が零に近く
なるとすべり周波数ωSが無限大に近づく。これを避け
るため、励磁パターン発生部13に下限リミッタを追加
し、推力指令F*が小さい領域では下限リミッタで励磁
電流指令I0が零になるのを制限する。この場合、図2
の(c)に示す特性を得ることができる。
【0032】次に、関数f0(F*,ωr)∝(F*)
1/2、すなわち、励磁電流とトルク電流の比を一定に制
御(すべり一定)する場合、上記の関係式は以下のよう
になり、図2の(d)に示す特性になる。
【0033】
【数4】
【0034】この場合も図2の(b)、(c)の場合と
同様に電力効率を高めることができる。さらに、すべり
周波数ωSが一定になり、定速域での共振周波数と出力
周波数を離すことができる。
【0035】しかし、この場合にも励磁電流指令I0
零に近くなるとすべり周波数ωSの演算が不安定になる
のを避けるため、励磁パターン発生部13に下限リミッ
タを追加し、推力指令F*が小さい領域では下限リミッ
タで励磁電流指令I0が零になるのを制限する。この場
合、図2の(e)に示す特性を得ることができる。
【0036】この下限リミッタの設定において、すべり
周波数ωSは低速域で低下してくる。この周波数低下
は、共振周波数域に入る場合が生じる。この不都合を避
けるため、下限リミッタの設定に代えて共振周波数域で
の励磁量を小さくしながら動作範囲も小さくする磁束パ
ターンとする。
【0037】この磁束パターンは、図3に示すように、
推力指令F*=0で磁束低減率30%とし、推力指令F
*が30%以上の高速域では推力指令F*の平方根に直
線補間で近似させ、推力指令0から30%までは直線補
間した磁束低減率とする。
【0038】この場合のトルク電流指令ITは、推力指
令F*の平方根にほぼ一致し、すべり周波数ωSは高即
位機でほぼ一定になり、低速域では共振点での励磁量を
削減し、かつ動作範囲自体も狭くすることができる。
【0039】以上までの各磁束低減パターンにおいて、
低減域では推力指令F*の平方根に比例させて下限リミ
ッタを持たせた図2の(e)のパターン、又は推力指令
F*が零で一定値にして直線補間した図3のパターンと
し、高速域では推力指令F*に比例させた図2の(b)
又は(c)のパターンとした磁束低減率とすることもで
きる。
【0040】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、推力指
令F*に応じて励磁電流指令I0を低減させると共にト
ルク電流指令ITを増加させ、さらに低速域ではこれら
にリミッタ等をかけるようにしたため、すべり周波数を
共振周波数からずらし、さらにモータの一次側と二次側
の吸引力を低減して振動発生を抑制できる。また、高速
域で効率の高い運転ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す磁束低減機能を有する
ベクトル制御ブロック図。
【図2】実施形態における磁束低減パターン例。
【図3】実施形態における他の磁束低減パターン例。
【図4】リミッタ誘導モータと制御装置例。
【符号の説明】
1…推進コイル 3…界磁コイル 5…インバータ 6…ベクトル制御装置 11…速度制御アンプ 12、14、15…乗算器 13…磁束パターン発生部 16…割算器 17…すべり演算部 19…合成出力部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 康弘 東京都品川区大崎2丁目1番17号 株式会 社明電舎内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定側に推進コイルを配列し、駆動体側
    に界磁コイルを搭載し、ベクトル制御方式で出力電圧及
    び周波数を制御したインバータから前記推進コイルに交
    流電流を供給するフラット型リニア誘導モータにおい
    て、 前記ベクトル制御における励磁電流指令I0は駆動体の
    推力指令F*に応じた磁束低減率で低減させ、この磁束
    低減率に反比例させてトルク電流指令ITを増加させ、
    これら低減及び増加させた励磁電流指令及びトルク電流
    指令からすべり周波数ωSを求めてベクトル制御する構
    成を特徴とするフラット型リニア誘導モータ。
  2. 【請求項2】 前記磁束低減率は、推力指令F*に比例
    させた磁束パターンとすることを特徴とする請求項1に
    記載のフラット型リニア誘導モータ。
  3. 【請求項3】 前記磁束低減率は、推力指令F*の平方
    根に比例させた磁束パターンとすることを特徴とする請
    求項1に記載のフラット型リニア誘導モータ。
  4. 【請求項4】 前記磁束低減率は、低速度域では下限リ
    ミッタで制限した磁束パターンとすることを特徴とする
    請求項2又は3に記載のフラット型リニア誘導モータ。
  5. 【請求項5】 前記磁束低減率は、推力指令F*が零の
    ときに一定値に制限し、かつ低速域及び高速域では直線
    補間により設定した磁束パターンとすることを特徴とす
    る請求項2乃至4の何れか1項に記載のフラット型リニ
    ア誘導モータ。
JP10038364A 1998-02-20 1998-02-20 フラット型リニア誘導モータ Pending JPH11235075A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002199781A (ja) * 2000-12-08 2002-07-12 Otis Elevator Co 誘導電動機の制御装置および制御方法
KR100367606B1 (ko) * 2000-11-29 2003-01-14 엘지전자 주식회사 벡터를 이용한 리니어 컴프레샤의 운전제어장치
CN100452639C (zh) * 2006-11-28 2009-01-14 株洲南车时代电气股份有限公司 直线感应电机的控制方法
JP2011114894A (ja) * 2009-11-25 2011-06-09 Panasonic Corp 動力発生装置
CN107026593A (zh) * 2017-05-23 2017-08-08 大连创为电机有限公司 异步电机变励磁矢量控制方法

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