JPS6343501A - リニアシンクロナスモ−タ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、地上側に軌道に沿って一次リニアシンクロナ
スモータの推進コイルを設は車両側に界磁極を搭載して
車両を駆動制御するリニアシンクロナスモータ制御装置
に関し、特に車両速度の脈動を減らして乗り心地の好適
化を図ったものである。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭５６−１２５９８９号に記載のよ
うに、制御基準信号である速度パターンに基づいて基準
位相信号を作成すると共に、位置検出信号の位相を求め
、この位置検出信号の位相と上記基準位相信号との位相
差を求め、この位相差に基づいて推力指令を作成し、こ
の推力指令に応じて電力変換器を駆動して地上側の一次
リニアシンクロナスモータの推進コイルに通電すること
により、車両に搭載された界磁コイルとの間に電磁力を
発生させ、これを推力として車両を駆動する方式となっ
ていた。しかし、実用的な地上−次式リニアシンクロナ
スモータ駆動系では、推進コイルを軌道に沿って複数に
分割して設置し、各推進コイル区間ごとに電力変換器な
らびに駆動制御装置を設け、別に設けられる統括制御装
置により一括して上記各駆動制御装置を制御し、界磁極
を搭載した車両を推進コイル区間の間を次々と渡らせて
行くことにより車両を走行させることになると考えられ
、この場合、車両を制御している駆動制御装置から次に
車両を’Ｍ　！Ｉ！ＩＩ制御する駆動制御装置へ制御の
引きＤｐ＋しを行う必要があるが、前記従来方式では、
この点については配慮されていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、隣接する推進コイル区間に亘って車
両を走行させる場合、各推進コイルへ電流を通電する電
力変換器を操作する駆動制御装置間での状態量の一致化
の点について配慮されておらず、隣接する推進コイル区
間の間を渡る際に、渡りの時点において推力脈動を引き
起こすことなり、車両の乗心地に悪影響を与えるという
問題があった。

本発明の目的は、隣接する推進コイル区間の間を車両が
渡る際にも推力脈動を起こすことのない。

したがって車両の乗り心地を損なわせることないリニア
シンクロナスモータ制御装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、車両がある推進コイル区間から次の推進コ
イル区間に進入する直前に、車両が在線する推進コイル
区間の駆動制御装置が持っている推力指令信号と位置検
出信号とを、次の推進コイル区間の駆動制御装置に渡し
ておいて車両を次の推進コイル区間に進入させることに
より、達成される。

すなわち、本発明の上記した目的は、制御上の帰還信号
である位置検出信号と、駆動制御装置の出力である推力
指令信号とを、車両を駆動制御している駆動制御装置か
ら次に車両を駆動制御する駆動制御装置に伝達すること
により、達成される。

〔作用〕

以下１本発明の作用を、帰還制御ループ系として、位置
検出器で検出される位置検出信号を入力に受けてその位
相を求める位相検出器と、検出した位相を基に車両速度
を演算する補償演算器と、この補償演算器からの車両速
度信号を積分して帰還位相信号を出力する積分器とを備
え、一方、主制御ループ系として、統括制御部から与え
られる基準信号から基準位相信号を作成する基準位相信
号作成器と、この基準位相信号と帰還ループ系から帰還
される帰還位相信号との差位相を入力とするＡ　Ｐ　Ｒ
（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｐｈａｓｅ　Ｒｅｇｕｌａｔｏ
ｒ　）と、このＡＰＲ出力信号と上記補ａ１を演算器出
力である車両速度信号との偏差信号を入力として受けて
推力指令を求めて出力するＡ　Ｓ　Ｒ（Ａｕｔｏｍａｔ
ｉｃ　ＳｐｅｅｄＲｓｇｕｌ、ａｔｏｒ　）と、この推
力指令を基に推進コイルに供給する３相電流を出力する
電力変換器とを備えてなる駆動制御装置について説明す
る。ただし、ＡＰＲおよびＡＳＲにおける補償はいずれ
も比例積分補償とする。

車両が定常走行をしている場合には、基準位相信号発生
器で作成される基準位相信号と１位相帰還ループの出力
である帰還位相は、同期するように動作する。すなわち
５位相帰還ループの帰還位相により、基準位相信号の値
を知ることができる。

さらに、車両が定常走行している場合には、ＡＰＲの状
態量は、次のようになる。定常走行時においては、前述
したように、基準位相信号と帰還位相とは同期している
。この時、両信号間の位相差は零となり、ＡＰＲの比例
項の出力は、上記両信号間の位相差に比例ゲインを乗じ
たものであるから、結局、ＡＰＲの比例項の出力は零と
なる。ＡＰＲの比例項の出力と積分項の出力は加算され
てＡＰＲの出力となる。

一方、位相帰還ループの補償演算器の一方の出力はＡＰ
Ｒの出力側に帰還され、これがＡ　Ｐ　Ｒの出力から減
算され、この減算結果がＡＳＲの入力となる。車両が定
常走行している時は、ＡＰＲの出力はその積分項の出力
に等しいが、これは、補償演算器の出力である帰還速度
に一致するように動作する。したがって、定常走行時、
ＡＳＲの入力は零となり、ＡＳＲの比例項の出力は、入
力に比例ゲインを乗じたものであるから、ＡＳＲの比例
項の出力は零となる。ＡＳＲの出力は、比例項の出力と
積分値の出力の和であり、ＡＳＲの積分項は、推力指令
を負担するように動作する。

以上のように１．＋Ｘ両を駆動制御している駆動制御装
置の基準位相信号作成器の積分器の値は、帰還ループ系
内の前記積分器の出力である帰還位相によって決定され
、同様にしてＡＰＲの積分器の値は、帰還ループ系内の
前記補償演算器の出力によって決定される。

そこで、ある推進コイル区間で検出された位置検出信号
を、その区間を走行中の車両を駆動制御する駆動制御装
置の帰還ループ系への入力信号に供すると共に、次の推
進コイル区間をｙＪＡ勅制御する駆動制御装置の帰還ル
ープ系にも入力信号として与える。この入力信号を受け
た各帰還ループ系内の積分器の出力を、それぞれの基準
位相信号発生器の積分器に設定し、さらに補償演算器の
出力をそれぞれのＡＰＲの積分器に設定してやれば、次
の推進コイル区間の駆動制御装置の基準位相信号作成器
ならびにＡＰＲは、あたかも車両を駆動制御しているよ
うに動作する。さらに、ある推進コイル区間をｌ駆動制
御している駆動制御装置で得られた推力指令を、次の推
進コイル区間を駆動制御する駆動制御装置に送ってこの
推力指令を、その駆動制御装置のＡＳＲの積分器に設定
してやれば、このＡＳＲもあたかも車両を駆動制御して
いるかのように動作する。

このように、隣接する推進コイル区間の間を亘って車両
を走行させる場合、車両が在線している推進コイル区間
を駆動制御している駆動制御装置から、次に車両が進入
する推進コイル区間を駆動制御する駆動制御装置へ、位
置検出信号ならびに推力指令信号を渡すことにより、隣
接する推進コイル区間を車両が渡る時の推力脈動をなく
すことができる。

上記位相検出信号および推力指令信号を、ある駆動制御
装置から次の駆動制御装置に渡す手段としては、例えば
、車両が推進コイル区間内に進入してきたことを検知し
てオン信号を出力し、推進コイル区間外に脱出したこと
を検知してオフ信号を出力する在線検知器を各推進コイ
ル区間ごとに設置することにより、これらの出力信号に
より切替え制御されるスイッチと組合わせて自動的に上
記両信号を渡すことが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図に示すツナギ回路図に
より説明する６ 第１図において、１は統括制御装置で、リニアシンクロ
ナスモータ駆動制御装置を統括的に制御する。６１，６
２．６３は軌道に沿って地上側に分割設置される、隣接
する３つ（ｎ−１）番目。

ｎ番目、（ｎ＋１）番目のリニアシンクロナスモータ推
進コイルである。説明の都合上、３つを記したが、軌道
の全長にねったって分割配置される。

６４は車両で、界磁極が搭載されており、図示位置では
地上側のｎ番目の推進コイル６２に３相電流が通電され
ることにより推進される。６５゜６６．６７は位置検出
器で、地上側推進コイルＵ相、■相、Ｗ相と車上側界磁
極との相対位置を検出するものであり、それぞれに対応
してＵ相、■相、Ｗ相の位置検出信号を出力する。９５
，９６゜９７はそれぞれ位置検出信号であり、９５は（
ｎ−１）番目の推進コイル６１と車上側界磁極との相対
位置検出結果を示す位置検出信号、９６はｎ番［Ｊの推
進コイル６２と車上側界磁極との間の、９７は（ｎ＋１
）番目の推進コイル６３と車上側界磁極との間の、相対
位置検出結果を示す位置検出信号である。

７１．７４．７７は進入検知器で、車両６４がそれぞれ
推進６１，６２．６３に進入したことを検知して進入検
知信号８０，８３．８６を出力する。７２，７５．７８
は脱出検知器で、車両６４がそれぞれの推進コイルから
脱出したことを検知して脱出検知信号８１，８４．８７
を出力する。

７３．７６．７９は在線検知器で、それぞれ、進入検知
ｊＲ号によりセット状態となり、脱出検知信号によりリ
セット状態となる検知器であり、それぞれの出力信号が
在線検知信号８２，８５．８８となる。

符号２から符号２５までに示される部分はｎ番目の推進
コイル６２に対応した駆動制御袋ｆＪ（ｎ）のブロック
図を、また、符号３２から符号５５までに示される部分
は（ｎ＋１）番目の推進コイル６３に対応した駆動制御
装置（ｎ＋１）のブロック図を示したものである。駆動
制御袋１！！（ｎ）と駆動制御装置（ｎ＋１）において
、各部の機能は同じであり、符号２は符号３２に、符号
３は符号３３に、以下順次同様に進んで符号２５が符号
５５に対応する。

統括制御装置１から出力される制御上の基型信号２が基
準位相信号作成器３へ入力され、ここで基１１で！信号
２を積分して基準位相信号４を作成する。

基準位相信号４から、後述する積分器２２を介して帰還
される帰還位相信号２３を減じて位相差信号５を作成し
て自動位相調整器〔以下ＡＰＲ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　
Ｐｈａｓｅ　Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ　）と略す〕６へ入力
する。ＡＰＲ６は比例積分補償を行うように構成される
。ＡＰＲ６では、位相差信号５に比例積分補償を行って
速度指令信号７を作成する。速度指令信号７から、補償
演算器２０を介して帰還される車両速度信号２１を減じ
て速度差信号８を作成して自動速度調整器〔以下Ａ　Ｓ
　Ｒ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＳｐｅｅｄ　Ｒｅｇｕｌａｔ
ｏｒ　）と略す〕９へ入力する。ＡＳＲ９は比例積分補
償を行うように構成され、速度差信号８に比例積分補償
を行って推力指令１０を作成する。この推力指令１０と
、スイッチ１６を介して帰還される位相検出信号１５と
の乗算を乗算器１１で行って電流パターン１２を作成す
る。この電流パターン１２に基づいて電力変換器１３を
駆動して、推進コイル６２に３相電流１４を通電し、車
両６４を推進させる。車上側界磁極と推進コイル６２と
の相対位置を位置検出器６６で検出し。

位置検出信号９６を、スイッチ１６を介して、位相検出
器１７へ帰還すると共に乗算器１１へ帰還する０位相検
出器１７では、位相検出信号９６の位相である位置検出
信号位相１８を検出する。位相検出信号位相１８から、
前記帰還位相２３が減算されて位相差信号１９が作成さ
れ、これが補償演算器２０で補償演算されて車両速度信
号２１となる。車両速度信号２１は積分器２２で積分さ
れ帰還位相信号２３として出力される。駆動制御袋ｆｊ
ｔ（ｎ）は、速度差信号８が零になるように動作し、さ
らに、位相差信号５が零になるように動作する。

ｎ番目の推進コイル６２によって駆動されているｌｔｔ
両６４の制御を（ｎ＋１）番目の推進コイル６３に引き
継ぐ場合の駆動制御装置ｅ！　（ｎ）から駆動制御装置
（ｎ＋１）への引き継ぎ動作を次に述べる。

いま、車両６４は図示位置にあり、推進コイル６２で推
進されているものとする。一方、車両６４の前方を走行
している車両が推進コイル６３から脱出した時点で、脱
出検出器７８が動作して、脱出検知信号８７が在線検知
器７９へ入力されて、在線検知信号８８がリセットされ
る。この在線検知信号８８のリセットに連動して、スイ
ッチ４６゜５４．５５．５６の接点はそれぞれａ側へ投
入される。スイッチ４６がａ側に投入されることにより
、駆動制御袋！（ｎ）で駆動されている車両６４界磁極
と推進コイル６２との相対位置が位置検出器６６で検出
されて、その検出結果である位置検出信号９６が駆動制
御袋！（ｎ＋１）へ送られる。この信号の位相は、位相
検出器４７において検出され１位置検出器号位相４８が
出力される。

この位置検出信号位相４８と、積分器５２を介して帰還
される帰還位相５３どの位相差４９で駆動され、かつ補
償演算器５０および積分器５２で構成される位相帰還ル
ープが動作する。すなわち、ｌ駆動制御装置（ｎ）によ
って駆動されている車両６４の車両速度が、車両速度信
号５１として検出され、車両６４の位置検出信号位相も
、帰還位相５３として求めることになる。この帰還信号
５３が、スイッチ５４（前記在線検知信号８８のリセッ
トに連動してａ側接点に投入されている）を介して基準
位相信号作成器３３内の積分器にセットされる。同様に
して、車両速度信号５１が、スイッチ５５を介してＡＰ
Ｒ３６内の積分器にセットされる。さらに同様にして、
駆動制御装置（ｎ）の推力指令１ｏが、スイッチ５６を
介してＡＳＲ３８内の積分器にセットされる。

次に車両６４が進行して（ｎ＋１）番目の推進コイル６
３の区間に進入すると、進入検知器７７が動作し、在線
検知器７９が動作して在線検知信号８８がセットされる
。在線検知信号８８がセットされたことに連動して、ス
イッチ４６，５４゜５５．５６が接点す側に投入される
。スイッチ４６の接点がａ側からｂ側に切替えられるこ
とにより、駆動制御装置（ｎ、＋１）へ帰還される位置
検出信号を９６から９７へ切替える。スイッチ５４のａ
側からｂ側への切厚えによっては、基準位相信号作成器
３３の積分器へのセラ１〜を解除する。スイッチ５５の
ａ側からｂ側への切替えによっては、ＡＰＲ３６の積分
器へのセットを解除する。スイッチ５６のａ側からｂ側
への切替えによっては、ＡＳＲ３９の積分器へのセット
を解除する。上述の動作により、駆動制御装置（ｎ＋１
）は１位相検出器号９７に基づいて推力指令４０を出力
して、車両６４を駆動制御する。

本実施例によれば、分割設置した推進コイルのそれぞれ
ごとに駆動制御装置を設けて車両を駆動制御するものに
おいて、自分が担当する推進コイル区間に車両が存在し
なくて直前の推進コイル区間に車両が存在する場合、車
両がいない区間の駆動制御装置は、直前の車両がいる推
進コイル区間の駆動制御装置の状態と一致する状態、つ
まり待機状態、にあり、そして車両が自担当の推進コイ
ル区間に進入してくると、自担当の推進コイルに対応し
た状態に移行して制御する方式であるので、各駆動制御
装置間の制御の切替えが円滑になり、車両の乗り心地を
損なうことがない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、軌道に沿って分割して設置された推進
コイルごとに駆動制御装置を設けて車両を駆動制御する
装置において、ひとつの駆動制御装置から次の駆動制御
装置に車両の制御を引き渡す場合に、車両を駆動制御し
ている駆動制御装置から、車両の駆動制御を引き継ぐ駆
動制御装置に対して、位置検出信号ならびに推力指令を
引き渡すだけで、制御を引き継ぐ駆動制御装置の状態を
、制御中の駆動制御装置の状態に一致させておいて。

車両が進入してきたことを検出して進入区間に応じた状
態に移行する方式であるので、面駆動制御装置間で引き
渡す信号が少なく、車両が隣接した推進コイル区間を渡
る時の推力脈動をなくすことができ、乗り心地を損なう
ことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のツナギ回路図である。 １・・・統括制御装置、２，３２・・・基準信号、３゜
３３・・・基準位相信号作成器、６，３６・・・ＡＰＲ
１７，３７・・・速度指令信号、９．３９・・・ＡＳＲ
ｌｌｏ、４０・・・推力指令、１２．４２・・・電流パ
ターン、１３．４３・・・電力変換器、１．５．４５・
・・位相検出信号、１７．４７・・・位相検出器、２０
．５０・・・補償演算器、２１．５１・・車両速度信号
、２２゜５２・・・積分器、６１，６２．６３・・・推
進コイル、６４・・・車両、６５，６６．６７・・・位
置検出器、７１．７４．７７・・・進入検知器、７２，
７５゜７８・・・脱出検知器、７３，７６．７９・・・
在線検知器、９４・・・３相電流、９５，９６．９７・
・・位置検　、−代理人　弁理士　小川勝男　″″− ６．３６　　−’ＡＰ＆

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、地上側に一次シンクロナスモータの推進コイルを軌
   道に沿つて区間を分割して設置し、車両側に推進コイル
   に対向する界磁極を搭載し、推進コイルと界磁極との相
   対位置を検出する位置検出器を備え、この位置検出信号
   と統括制御部から指令される基準速度パターン信号とに
   応じた推力指令を演算して推力指令に応じた電流を電力
   変換器を介して推進コイルに供給する駆動制御装置を各
   推進コイル区間ごとに備えて車両速度の基準速度パター
   ンとの一致制御を行うリニアシンクロナスモータ制御装
   置において、車両がある推進コイル区間から次の推進コ
   イル区間に進入する直前に、車両が在線する推進コイル
   区間の駆動制御装置が持つている推力指令信号と位置検
   出信号とを次の推進コイル区間の駆動制御装置に渡して
   おいて車両を次の推進コイル区間に進入させる進入制御
   手段を設けたことを特徴とするリニアシンクロナスモー
   タ制御装置。 ２、前記進入制御手段は、各推進コイル区間ごとに設け
   られ、車両が推進コイル区間内に進入してきたことを検
   知してオン信号を出力し推進コイル区間外に脱出したこ
   とを検知してオフ信号を出力する在線検知器と、このオ
   ン・オフ信号で投入接点が切替えられるスイッチとで構
   成されて、前記推力指令信号および位置検出信号を自動
   的にある駆動制御装置から次の駆動制御装置に渡す進入
   制御手段であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のリニアシンクロナスモータ制御装置。