JPS6127998B2 - - Google Patents

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JPS6127998B2
JPS6127998B2 JP55027974A JP2797480A JPS6127998B2 JP S6127998 B2 JPS6127998 B2 JP S6127998B2 JP 55027974 A JP55027974 A JP 55027974A JP 2797480 A JP2797480 A JP 2797480A JP S6127998 B2 JPS6127998 B2 JP S6127998B2
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Japan
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pattern
current
phase difference
speed
armature coil
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JP55027974A
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Takashige Saijo
Haruo Ikeda
Kyoshi Nakamura
Shigeki Koike
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Hitachi Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/002Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; for control of magnetic suspension or levitation for vehicles for propulsion purposes
    • B60L15/005Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; for control of magnetic suspension or levitation for vehicles for propulsion purposes for control of propulsion for vehicles propelled by linear motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/10Electrical machine types
    • B60L2220/14Synchronous machines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)
  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリニアシンクロナスモータの駆動制御
装置に係り、特に超高速鉄道の車両制御に使用す
るに好適なリニアシンクロナスモータの制御装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a drive control device for a linear synchronous motor, and more particularly to a control device for a linear synchronous motor suitable for use in vehicle control of ultra-high-speed railways.

超音速鉄道の車両の推進には第1図のように車
両1に超電導磁石を界磁1aとして搭載し、軌道
側に電機子コイル2を設置したリニアシンクロナ
スモータ(以下LSMと略号で呼ぶ)が有力であ
る。このLSMを駆動するには、界磁に同期して
電機子コイルに正弦波等の電流を通電すれば良
く、その推力を調節するには電流値を制御するこ
とになる。
To propel a supersonic railway vehicle, as shown in Figure 1, a linear synchronous motor (hereinafter abbreviated as LSM), which has a superconducting magnet mounted on the vehicle 1 as a field 1a and an armature coil 2 installed on the track side, is used. It is powerful. To drive this LSM, it is sufficient to pass a current such as a sine wave through the armature coil in synchronization with the magnetic field, and to adjust the thrust, the current value is controlled.

第1図はこのようなリニアシンクロナスモータ
の駆動制御システムのブロツク図である。車両1
に搭載した界磁1aと軌道側に設置した電機子コ
イル2の相対位置検出は位置検出装置3で行われ
る。位置検出装置3は例えば電機子コイル2のポ
ールピツチ単位で設置された被検出板を光学的に
検出する装置、または電機子コイル2のポールピ
ツチ単位で交叉して配置された交叉誘導線を利用
した位置検出装置、あるいは界磁1aの移動によ
り電機子コイル2に誘起される誘起電圧を検出す
る装置など公知の位置検出装置が使用される。こ
のような位置検出装置3で検出した位置信号4
(通常はパルス列に置換される)から、速度演算
器17で車両の実速度を演算し(例えばパルス間
隔測定による)、速度基準指令Vrと比較器11で
比較して、その速度偏差12を小さくするべく速
度制御装置13で電機子コイルに通電する電流の
大きさを演算する。この電流の大きさは通常電流
リミツタ14で正側及び負側の最大値を制限し、
すなわちLSMの加速力及び減速力を制限して車
両の乗り心地を損わないようにしている。一方、
電流波形パターン発生装置19は、位置信号4に
同期した電流波形パターン20を作成するもの
で、いわゆる同期型の発振器であり、例えば位相
比較器、低域フイルタ、直流増幅器及びVCO
(電圧制御発振器)からなるPLL(フエーズロツ
クループ)回路で構成するのが簡単であり一般的
である。この位置信号4に同期した電流波形パタ
ーン20(通常正弦波パターン)に先の電流波高
値パターン15を掛算器16で掛け合せ、電機子
コイル2に流すべき電流パターン5を作成する。
この電流パターン5は位置信号4に同期し、かつ
車両駆動のために必要な推力に対応した大きさを
もつ電流パターン(通常正弦波)である。電流制
御装置7は、電流検出器9で検出した電機子コイ
ル電流10と電流パターン5を比較器6で比較し
た偏差を小さくするべく例えばサイリスタ式サイ
クロコンバータなどの電力変換装置8を制御し、
電流パターン5に追従した電流を電機子コイル2
に通電する。この電機子コイル電流と車上の界磁
との電磁作用により車両は推力を得て走行する。
これらの制御の概要は、「第16回鉄道におけるサ
イバネテイクス利用国内シンポジウム論文集」第
477〜480頁に記載されている。
FIG. 1 is a block diagram of a drive control system for such a linear synchronous motor. Vehicle 1
A position detection device 3 detects the relative position of the field 1a mounted on the train and the armature coil 2 installed on the track side. The position detection device 3 is, for example, a device that optically detects a detection target plate installed in each pole pitch unit of the armature coil 2, or a position detection device that utilizes a cross-guide wire arranged to cross each other in each pole pitch unit of the armature coil 2. A known position detection device is used, such as a detection device or a device that detects the induced voltage induced in the armature coil 2 by movement of the field 1a. A position signal 4 detected by such a position detection device 3
(usually replaced by a pulse train), the speed calculator 17 calculates the actual speed of the vehicle (for example, by measuring pulse intervals), compares it with the speed reference command Vr in the comparator 11, and reduces the speed deviation 12. Preferably, the speed control device 13 calculates the magnitude of the current to be applied to the armature coil. The magnitude of this current is usually limited to the maximum value on the positive side and negative side by a current limiter 14,
In other words, the acceleration and deceleration forces of the LSM are limited so as not to impair the ride comfort of the vehicle. on the other hand,
The current waveform pattern generator 19 creates a current waveform pattern 20 synchronized with the position signal 4, and is a so-called synchronous oscillator, and includes, for example, a phase comparator, a low-pass filter, a DC amplifier, and a VCO.
It is simple and common to configure it with a PLL (phase lock loop) circuit consisting of a voltage controlled oscillator (voltage controlled oscillator). A current waveform pattern 20 (usually a sine wave pattern) synchronized with this position signal 4 is multiplied by the previous current peak value pattern 15 using a multiplier 16 to create a current pattern 5 to be passed through the armature coil 2.
This current pattern 5 is a current pattern (usually a sine wave) that is synchronized with the position signal 4 and has a magnitude corresponding to the thrust required for driving the vehicle. The current control device 7 controls a power conversion device 8, such as a thyristor type cycloconverter, to reduce the deviation when the armature coil current 10 detected by the current detector 9 and the current pattern 5 are compared by the comparator 6,
The current following the current pattern 5 is passed through the armature coil 2.
energize. Due to the electromagnetic action of this armature coil current and the field on the vehicle, the vehicle obtains thrust and runs.
An overview of these controls can be found in ``Proceedings of the 16th Domestic Symposium on Cybernetics Utilization in Railways''.
It is described on pages 477-480.

リニアシンクロナスモータの駆動制御は、従来
第1図の如きシステム構成で上述のように行われ
ていた。ここで、最終的に制御すべきは車両の速
度であり、目標速度に速やかに到達する、あるい
は目標速度との速度偏差を小さくするためには、
適切な推力、すなわち電流値でLSMを運転する
必要がある。第1図に示す従来例では速度基準指
令と速度演算結果とを比較して、この偏差を小さ
くするように電流値を調節していたので次の点で
不十分な面がある。まず、車両の速度は速度演算
器の精度に大きく左右される欠点がある。すなわ
ち速度演算精度が例えば±2%あるとすれば、最
高速度500Km/hで走行しているときは±10Km/hの
誤差が生じることになつてしまう。また、速度制
御の応答を速く、かつ速度偏差を小さくするため
には、速度制御装置13の利得を大きくとる必要
があるが、この場合速度演算器の演算バラツキが
あると電流値が変動し車両に推力脈動が生じて乗
り心地が悪化する。このバラツキの影響を少なく
するように速度制御装置の利得を下げると速度制
御の応答性が悪くかつ速度偏差が増大してしま
う。このように、速度偏差に基づいて電流パター
ンを設定する従来の方法では、LSMで駆動する
車両の速度制御を追従性及び速度制御精度の面で
不十分なところがある。
Drive control of a linear synchronous motor has conventionally been performed as described above using a system configuration as shown in FIG. What should ultimately be controlled here is the speed of the vehicle, and in order to quickly reach the target speed or reduce the speed deviation from the target speed,
It is necessary to operate the LSM with an appropriate thrust, that is, an appropriate current value. In the conventional example shown in FIG. 1, the speed reference command and the speed calculation result are compared and the current value is adjusted to reduce this deviation, so there are some insufficiencies in the following points. First, there is a drawback that the speed of the vehicle is greatly influenced by the accuracy of the speed calculator. In other words, if the speed calculation accuracy is, for example, ±2%, an error of ±10 km/h will occur when the vehicle is traveling at a maximum speed of 500 km/h. In addition, in order to speed up the speed control response and reduce speed deviation, it is necessary to increase the gain of the speed control device 13, but in this case, if there are calculation variations in the speed calculator, the current value will fluctuate and the vehicle Thrust pulsations occur and the ride quality worsens. If the gain of the speed control device is lowered to reduce the influence of this variation, the responsiveness of the speed control will be poor and the speed deviation will increase. As described above, the conventional method of setting a current pattern based on the speed deviation is insufficient in speed control of a vehicle driven by an LSM in terms of followability and speed control accuracy.

本発明の目的とするところは、速度制御精度が
高いリニアシンクロナスモータの制御装置を提供
するにある。
An object of the present invention is to provide a control device for a linear synchronous motor with high speed control accuracy.

本発明は、リニアシンクロナスモータ
(LSM)の速度と一義的に等しい周波数の位置信
号と車両の速度パターンに対応する周波数パター
ンとの位相差を求め、この位相差に応じてLSM
の電機子コイルに通電する電流パターンの大きさ
を調節することによりLSMを制御するようにし
たものである。
The present invention calculates a phase difference between a position signal with a frequency uniquely equal to the speed of a linear synchronous motor (LSM) and a frequency pattern corresponding to the speed pattern of the vehicle, and adjusts the LSM to a linear synchronous motor (LSM) according to this phase difference.
The LSM is controlled by adjusting the magnitude of the current pattern applied to the armature coil.

以下に具体的実施例に基づいて詳細に説明す
る。
A detailed explanation will be given below based on specific examples.

第2図は本発明の一実施例を示すLSM駆動制
御システムのブロツク図で、第3図及び第4図は
その動作を説明するための動作波形図である。図
中の記号で第1図と同じものは同じ内容のものを
意味している。
FIG. 2 is a block diagram of an LSM drive control system showing one embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are operational waveform diagrams for explaining its operation. Symbols in the figure that are the same as those in Figure 1 mean the same content.

第2図で周波数パターン発生装置21は、車両
の速度パターンに対応する周波数パターン22を
出力する。なお、車両の速度vとLSMの周波数
fはLSMのポールピツチをlPとして次の関係に
あるので周波数に着目すれば良い。
In FIG. 2, a frequency pattern generator 21 outputs a frequency pattern 22 corresponding to the speed pattern of the vehicle. Note that the speed v of the vehicle and the frequency f of the LSM have the following relationship, with the pole pitch of the LSM being LP , so it is sufficient to focus on the frequency.

v=2flP ……(1) 位相差検出器23は前記周波数パターン22と
位置信号4の位相差を検出し、この位相差24に
応じて位相差補償装置25は、位置信号が周波数
パターンに対して遅れている場合は加速すべく電
流波高値26を増加し、また進み位相の場合は減
速すべく電流波高値を減少しもしくは負の波高値
として回生ブレーキを行うよう電流波高値の調節
を行う。すなわち、第3図の動作波形に見られる
ように、周波数パターン22に対して位置信号4
の位相が遅れている(速度パターンに対して実速
度が遅い)場合は、位相差24Aに対して位相差
検出器23は出力24を出力する。第3図では原
理的説明のため1相分の位相差24Aを示してい
るが、実際は3相分の位相差を求め平均化して使
用する。また第3図では図面の都合上位相差の変
化を急に描いているが実際の位相差変化は緩かで
あるため、位相差検出器23の出力24は図のご
とく円滑なものとして差支えない。位相差補償装
置25は位相差24に応じて電流波高値26を出
力する。これは電流リミツタ14により最大値を
リミツトされて電流波高値パターン15となる。
第3図で位相差24が大きい場合は電流波高値パ
ターン15はリミツタ値IPPであり、LSMはこ
の遅れ位相差を小さくすべく最大の推力で加速さ
れる。そして、位相差が十分小さくなると、電流
波高値はIPLとなり、その速度での走行抵抗に相
当する推力でトルクバランスして車両は運転され
る。
v=2fl P ...(1) The phase difference detector 23 detects the phase difference between the frequency pattern 22 and the position signal 4, and according to this phase difference 24, the phase difference compensator 25 detects whether the position signal matches the frequency pattern. On the other hand, if the phase is delayed, the current peak value 26 is increased to accelerate, and if the phase is ahead, the current peak value is decreased to decelerate, or the current peak value is adjusted to perform regenerative braking with a negative peak value. conduct. That is, as seen in the operating waveform of FIG.
If the phase is delayed (the actual speed is slow with respect to the speed pattern), the phase difference detector 23 outputs an output 24 with respect to the phase difference 24A. Although FIG. 3 shows the phase difference 24A for one phase for the purpose of explaining the principle, in reality, the phase differences for three phases are obtained and averaged for use. Further, in FIG. 3, the change in phase difference is depicted abruptly for convenience of drawing, but since the actual change in phase difference is gradual, the output 24 of the phase difference detector 23 can be assumed to be smooth as shown in the figure. The phase difference compensator 25 outputs a current peak value 26 according to the phase difference 24. The maximum value of this current is limited by the current limiter 14, resulting in a current peak value pattern 15.
In FIG. 3, when the phase difference 24 is large, the current peak value pattern 15 is the limiter value IPP , and the LSM is accelerated with the maximum thrust in order to reduce this delay phase difference. Then, when the phase difference becomes sufficiently small, the current peak value becomes IPL , and the vehicle is driven with torque balanced with a thrust force corresponding to running resistance at that speed.

第4図は第3図の場合に対して、位置信号4の
位相が周波数パターン22よりも進んでいる(速
度パターンに対して実速度が速い)場合である。
この時は、電流波高値パターンは負となる。従つ
てLSMの誘起電圧に対する電機子コイル電流の
位相は第3図の場合と逆相になり、LSMはブレ
ーキ運転となる。進み位相差が大きい場合の電流
波高値パターン15は、負の最大値−IPB
LSMはブレーキ運転し、位相差が小さくなると
その速度での走行抵抗に相当する推力で車両は運
転される。
FIG. 4 shows a case where the phase of the position signal 4 is ahead of the frequency pattern 22 (actual speed is faster than the speed pattern) compared to the case of FIG. 3.
At this time, the current peak value pattern becomes negative. Therefore, the phase of the armature coil current with respect to the induced voltage of the LSM is opposite to that in the case of FIG. 3, and the LSM is in brake operation. The current peak value pattern 15 when the leading phase difference is large is the negative maximum value -IPB .
The LSM operates the brakes, and when the phase difference becomes smaller, the vehicle is driven with thrust equivalent to the running resistance at that speed.

以上で、位相差補償装置25は位相差24を入
力として電流波高値26を出力するが、入出力伝
達特性は通常の比例、比例積分あるいは進み遅れ
補償などで良い。また、電流リミツタ14のリミ
ツト値は車両の乗り心地を損わないように設定す
るが、走行抵抗がある分ブレーキ側のリミツト値
は小さくなる。
As described above, the phase difference compensator 25 receives the phase difference 24 as input and outputs the current peak value 26, but the input/output transfer characteristic may be normal proportional, proportional integral, lead/lag compensation, or the like. Further, the limit value of the current limiter 14 is set so as not to impair the riding comfort of the vehicle, but the limit value on the brake side becomes small due to running resistance.

以上のように本発明では、リニアシンクロナス
モータ(LSM)の速度と一義的に等しい周波数
の位置信号と車両の速度パターンに対応する周波
数パターンとの位相差を求め、この位相差に応じ
てLSMの電機子コイルに通電する電流パターン
の大きさを調節するようにしてLSMを制御して
いるので、速度制御精度が高くかつ速度パターン
(周波数パターン)への追従性が良い。すなわ
ち、位置信号と周波数パターンとの位相差が小さ
くなつたときは、周波数と一義的に対応する車両
速度と速度パターンは同じであり、速度制御精度
は従来方式に比べて飛躍的に向上する。すなわ
ち、速度演算精度面から誤差となるような微小な
周波数差であつても、いずれ位相差が増大してく
るのでこれを検出して推力調節を行う結果、速度
制御精度を桁違いに向上させうる。また、速度パ
ターン変化時は、まず周波数パターンと位置信号
との間の位相差が増大してくるので、この位相差
により電流パターンの大きさすなわちLSMの推
力を調節している本発明の制御装置では、第1図
のごとき速度偏差を求めて推力調節を行つていた
制御装置より、速度パターン(周波数パターン)
への追従性が速くなる利点がある。
As described above, in the present invention, the phase difference between the position signal of the frequency uniquely equal to the speed of the linear synchronous motor (LSM) and the frequency pattern corresponding to the speed pattern of the vehicle is determined, and the LSM is adjusted according to this phase difference. Since the LSM is controlled by adjusting the magnitude of the current pattern applied to the armature coil, speed control accuracy is high and speed pattern (frequency pattern) followability is good. That is, when the phase difference between the position signal and the frequency pattern becomes small, the vehicle speed that uniquely corresponds to the frequency and the speed pattern are the same, and speed control accuracy is dramatically improved compared to the conventional method. In other words, even if there is a minute frequency difference that causes an error in terms of speed calculation accuracy, the phase difference will eventually increase.As a result of detecting this and adjusting the thrust, speed control accuracy can be improved by an order of magnitude. sell. Furthermore, when the speed pattern changes, the phase difference between the frequency pattern and the position signal increases, so the control device of the present invention adjusts the magnitude of the current pattern, that is, the thrust of the LSM, based on this phase difference. Now, the speed pattern (frequency pattern) is determined from the control device that adjusts the thrust by finding the speed deviation as shown in Figure 1.
This has the advantage of faster follow-up.

第5図は本発明のより実際的な実施例を示す制
御システムのブロツク図である。図中で第2図と
同一記号のものは同じ内容であるので説明は省略
する。第5図の実施例では、周波数パターン発生
装置21で周波数パターン22を作成して位相差
検出器23に与えること以外に、電流波高値基準
演算器61で現在の走行で予想される必要推力に
応じた電流波高値27を先の位相差補償装置25
の出力26に加算器28で加え、これを電流リミ
ツタ14を介して電流波高値パターンとしている
点が第2図と異なる。以下、この点を中心に特長
について説明する。
FIG. 5 is a block diagram of a control system illustrating a more practical embodiment of the invention. In the figure, the same symbols as in FIG. 2 have the same contents, so the explanation will be omitted. In the embodiment shown in FIG. 5, in addition to creating a frequency pattern 22 with a frequency pattern generator 21 and giving it to the phase difference detector 23, a current peak value reference calculator 61 calculates the required thrust expected for the current running. The corresponding current peak value 27 is transferred to the previous phase difference compensator 25.
This is different from FIG. 2 in that an adder 28 adds this to the output 26 of , and this is passed through a current limiter 14 to form a current peak value pattern. The features will be explained below, focusing on this point.

周波数パターン発生装置21は、速度基準VR
を設定したとき、速度パターン59の加減速度及
び加加速度を制限値以内となるように時間に対す
る速度パターンを作成し、車両の乗り心地を損わ
ないようにするものである。すなわち、比較器5
1で求めた速度基準VRと速度パターン59の偏
差は加減速度リミツタ52により制限値内の加減
速度指令53に変換される。これは、更に必要に
応じて加加速度リミツタ55により加加速度が制
限され、これを積分器56で積分して加速度パタ
ーン57を得る。比較建54で加減速度指令53
と加速度パターン57を比較して帰還ループを構
成しているのは、リミツタ値以下の加加速度で加
減速度指令53に追従する加速度パターン57を
作成するためである。この加速度パターン57を
積分器58で積分すると、速度パターン59とな
る。この速度パターンはその加減速度及び加加速
度が制限値以内になるように作成されたものであ
る。この速度パターン59で発振器60を駆動す
れば周波数パターン22が得られる。
The frequency pattern generator 21 uses a speed reference V R
When set, a speed pattern with respect to time is created so that the acceleration/deceleration and jerk of the speed pattern 59 are within the limit values, so as not to impair the ride comfort of the vehicle. That is, comparator 5
The deviation between the speed reference VR determined in step 1 and the speed pattern 59 is converted by the acceleration/deceleration limiter 52 into an acceleration/deceleration command 53 within the limit value. Further, if necessary, the jerk is limited by a jerk limiter 55, and this is integrated by an integrator 56 to obtain an acceleration pattern 57. Acceleration/deceleration command 53 with comparative construction 54
The reason why a feedback loop is formed by comparing the acceleration pattern 57 and the acceleration pattern 57 is to create an acceleration pattern 57 that follows the acceleration/deceleration command 53 with a jerk less than the limiter value. When this acceleration pattern 57 is integrated by an integrator 58, a velocity pattern 59 is obtained. This speed pattern is created so that its acceleration/deceleration and jerk are within the limit values. If the oscillator 60 is driven with this speed pattern 59, the frequency pattern 22 will be obtained.

第5図の実施例では上述のような加減速度及び
加加速度が制限値以内の周波数パターンと位置信
号の位相差に基づいてLSM電流の大きさを調節
しているので周波数パターンへの追従が良い上に
車両の乗り心地が改善される。
In the embodiment shown in FIG. 5, the magnitude of the LSM current is adjusted based on the phase difference between the position signal and the frequency pattern in which acceleration/deceleration and jerk are within the limit values as described above, so tracking of the frequency pattern is good. Additionally, the ride comfort of the vehicle is improved.

一方、第5図で電流波高値基準演算器61は、
加速度パターン57(加速度αPとする)及び速
度パターン59(速度vPとする)などに基づい
て現在の走行で予想される必要推力(FPとす
る)を演算し、これに応じた電流波高値基準(I
Pとする)を作成し、これを予め先の位相差補償
装置25の出力26に加えたものを電流パターン
の大きさとするものである。すなわち、予想され
る必要推力FPは、車両の質量をM、速度vPで走
行しているときの走行抵抗をFD(vP)とすると
次の如くである。
On the other hand, in FIG. 5, the current peak value reference calculator 61 is
Based on the acceleration pattern 57 (acceleration α P ), speed pattern 59 (velocity V P ), etc., calculate the required thrust (F P ) expected for the current running, and generate a current wave according to this. High standard (I
P ) is created, and this is added in advance to the output 26 of the phase difference compensator 25 to determine the size of the current pattern. That is, the expected required thrust F P is as follows, where M is the mass of the vehicle and F D (v P ) is the running resistance when the vehicle is traveling at a speed v P .

P=MαP+FD(vP) ……(2) LSMの推力FLSMは電流波高値に比例するの
で、 FLSM=KIP ……(3) である。(2)、(3)式より現在の走行で予想される必
要な電流波高値が演算される。そこで、この電流
波高値(あるいはこの値の何割か)27を加算器
28で位相差補償装置25の電流波高値26と加
え、これを電流波高値パターンとする。このよう
にすると、位相差補償装置は、予想した推力相当
の電流波高値と実際に必要な推力相当の電流波高
値との差分相当を補償すればよい。従つて、位相
差補償装置のダイナミツクレンジは小さくて良
く、制御がやり易くなる利点がある。すなわち、
予め予想される電流波高値はフイードフオワード
で与え、実際に必要とする値との差は位相差検出
器23を含むフイードバツクグループで補補する
ものである。
F P = Mα P + F D (v P ) ...(2) Since the thrust force F LSM of the LSM is proportional to the current peak value, F LSM = K P ... (3). From equations (2) and (3), the required current peak value expected for the current running is calculated. Therefore, this current peak value (or some percentage of this value) 27 is added to the current peak value 26 of the phase difference compensator 25 by an adder 28, and this is used as a current peak value pattern. In this way, the phase difference compensator only needs to compensate for the difference between the predicted current peak value corresponding to the thrust force and the current peak value corresponding to the actually required thrust force. Therefore, the dynamic range of the phase difference compensator may be small, which has the advantage of making control easier. That is,
The current peak value predicted in advance is given by a feedback, and the difference from the actually required value is compensated for by a feedback group including the phase difference detector 23.

上述の実施例では、周波数パターン22と位置
検出信号4の位相差を求めていたが、第6図の実
施例に示すように電流波形パターン発生器19の
出力と周波数パターン22の位相差を求めるよう
にすると次のような利点がある。第6図の符号で
第2図と同じものは同様の内容を意味する。第6
図の実施例では、電流波形パターン発生器19の
出力20を波形成形器19Aを介して成形し、こ
の信号20Aと周波数パターン22との位相差を
求めるようにしている。この場合、前述のように
電流波形パターン発生器20は通常PLL(フエー
ズロツクループ)回路で構成しているので、位置
検出信号にノイズが入つたり、あるいは部分的な
信号の欠落などの乱れがあつた場合でも、電流波
形パターンはほとんど乱れない。従つて位相差検
出器が異常な位相差検出をしてLSMの推力動揺
をきたし車両の乗り心地を損うようなことはな
い。
In the embodiment described above, the phase difference between the frequency pattern 22 and the position detection signal 4 was determined, but as shown in the embodiment of FIG. 6, the phase difference between the output of the current waveform pattern generator 19 and the frequency pattern 22 is determined. Doing so has the following advantages: The same reference numerals in FIG. 6 as in FIG. 2 mean the same contents. 6th
In the illustrated embodiment, the output 20 of the current waveform pattern generator 19 is shaped via a waveform shaper 19A, and the phase difference between this signal 20A and the frequency pattern 22 is determined. In this case, as mentioned above, the current waveform pattern generator 20 is usually configured with a PLL (phase lock loop) circuit, so noise may be introduced into the position detection signal, or disturbances such as partial signal loss may occur. Even when exposed to heat, the current waveform pattern is hardly disturbed. Therefore, there is no possibility that the phase difference detector detects an abnormal phase difference, which causes thrust fluctuation of the LSM and impairs the ride comfort of the vehicle.

以上のように本発明によれば、リニアシンクロ
ナスモータ(LSM)の速度と一義的に等しい周
波数の位置信号と車両の速度パターンに対応する
周波数パターンとの位相差を求め、この位相差に
応じてLSMの電機子コイルに通電する電流パタ
ーンの大きさを調節するようにしているので、速
度制御精度が高くかつ速度パターン(周波数パタ
ーン)への追従性が良好なリニアシンクロナスモ
ータの制御を実現できる。
As described above, according to the present invention, the phase difference between the position signal of the frequency uniquely equal to the speed of the linear synchronous motor (LSM) and the frequency pattern corresponding to the speed pattern of the vehicle is determined, and the phase difference is determined according to this phase difference. Since the magnitude of the current pattern applied to the armature coil of the LSM is adjusted, it is possible to control a linear synchronous motor with high speed control accuracy and good followability to the speed pattern (frequency pattern).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は一般的なリニアシンクロナスモータの
駆動制御システムのブロツク図、第2図は本発明
の一実施例を示す制御システムのブロツク図、第
3図及び第4図は本発明の基本的な動作を説明す
るための動作波形図、第5図及び第6図は本発明
の別の実施例を示す制御システムのブロツク図で
ある。 1……車両、2……電機子コイル、8……電力
変換装置、7……電流制御装置、5……電流パタ
ーン、16……掛算器、15……電流波高値パタ
ーン、20……電流波形パターン、3……位置検
出装置、19……電流波形パターン発生器、21
……周波数(速度)パターン発生器、23……位
相差検出器、25……位相差補償装置、22……
周波数パターン、61……電流波高値基準演算
器。
Fig. 1 is a block diagram of a drive control system for a general linear synchronous motor, Fig. 2 is a block diagram of a control system showing an embodiment of the present invention, and Figs. 3 and 4 are basic diagrams of a drive control system of the present invention. 5 and 6 are block diagrams of a control system showing another embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Vehicle, 2... Armature coil, 8... Power conversion device, 7... Current control device, 5... Current pattern, 16... Multiplier, 15... Current peak value pattern, 20... Current Waveform pattern, 3...Position detection device, 19...Current waveform pattern generator, 21
... Frequency (velocity) pattern generator, 23 ... Phase difference detector, 25 ... Phase difference compensator, 22 ...
Frequency pattern, 61...Current peak value reference calculator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 界磁と電機子コイルからなるリニアシンクロ
ナスモータの制御装置において、前記磁界と電機
子コイルの相対位置を検出する位置検出手段と、
リニアシンクロナスモータの基準周波数パターン
と前記位置検出手段の出力との位相差を求める位
相差検出手段と、前記位置検出手段の出力に同期
して電機子コイルに通電する電流の波形パターン
を作成する電流波形パターン発生手段と、前記波
形パターンの大きさを前記位相差検出手段の出力
に応じて調整し電機子コイルの電流パターンを作
成する手段とを備え、この電流パターンに基づい
て電機子コイル電流を制御するようにしたリニア
シンクロナスモータの制御装置。 2 特許請求の範囲第1項において、前記電流パ
ターン作成手段は、電流パターンの正側及び負側
を予め設定された最大値に制限するように構成し
て成るリニアシンクロナスモータの制御装置。 3 特許請求の範囲第1項において、前記位相差
検出手段は、前記基準周波数パターンと前記波形
パターンとの位相差を求めるように構成して成る
リニアシンクロナスモータの制御装置。
[Scope of Claims] 1. A control device for a linear synchronous motor comprising a field and an armature coil, comprising: position detection means for detecting the relative position of the magnetic field and the armature coil;
a phase difference detection means for determining the phase difference between the reference frequency pattern of the linear synchronous motor and the output of the position detection means; and a current for creating a waveform pattern of the current to be applied to the armature coil in synchronization with the output of the position detection means. A waveform pattern generation means; a means for adjusting the size of the waveform pattern according to the output of the phase difference detection means to create a current pattern of the armature coil, and generating an armature coil current based on the current pattern. A control device for a linear synchronous motor. 2. The control device for a linear synchronous motor according to claim 1, wherein the current pattern creating means is configured to limit positive and negative sides of the current pattern to preset maximum values. 3. The control device for a linear synchronous motor according to claim 1, wherein the phase difference detection means is configured to obtain a phase difference between the reference frequency pattern and the waveform pattern.
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