TWI474582B - 線性馬達系統 - Google Patents

線性馬達系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI474582B
TWI474582B TW97136798A TW97136798A TWI474582B TW I474582 B TWI474582 B TW I474582B TW 97136798 A TW97136798 A TW 97136798A TW 97136798 A TW97136798 A TW 97136798A TW I474582 B TWI474582 B TW I474582B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
slider
phase
pole
linear motor
armature
Prior art date
Application number
TW97136798A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200934066A (en
Inventor
Toshiyuki Aso
Hiroshi Kaneshige
Akie Tanaami
Original Assignee
Thk Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thk Co Ltd filed Critical Thk Co Ltd
Publication of TW200934066A publication Critical patent/TW200934066A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI474582B publication Critical patent/TWI474582B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements 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
    • H02P25/06Linear motors
    • H02P25/064Linear motors of the synchronous type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion 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
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements 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
    • H02P25/06Linear motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements 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
    • H02P25/06Linear motors
    • H02P25/064Linear motors of the synchronous type
    • H02P25/066Linear motors of the synchronous type of the stepping type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Linear Motors (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)

Description

線性馬達系統
本發明為關於將電力變換成為直線運動能量之線性馬達,特別是關於經由控制供給到線性馬達之電力,而減小在線性馬達發生之齒槽效應轉矩(cogging)之線性馬達系統。
線性馬達是使旋轉型馬達之定子(固定部)側和動子(可動部)側直線狀延伸者,將電能直接變換成為直線推力。在線性馬達之定子以交替形成N極和S極之磁極之方式,排列多個之永久磁鐵。在定子上經由間隙配置動子。以使定子和動子間之間隙保持一定之方式,利用線性導引器、軸承等之導引裝置,導引動子之直線運動。
在動子設有與永久磁鐵相對向之磁性體芯子。芯子具有朝向磁場部突出之多個突極。在多個之突極捲繞U、V、W相之三相線圈。在U、V、W相之三相線圈當有120度相位差之三相交流電流流動時,在三相線圈產生移動磁場。永久磁鐵所產生之磁場和三相線圈所產生之移動磁場互相作用,而使動子直線運動。
為能使線圈所產生之磁場變強而設有芯子。芯子因為由矽鋼等之磁性材料構成,所以即使在線圈沒有電流流動之狀態,在芯子之突極和永久磁鐵間亦會產生磁性吸引力。當動子沿著定子移動時,芯子之突極利用磁性吸引力被前方之永久磁鐵吸引,或被後方之永久磁鐵拉回。因此,施加在動子之磁性吸引力在永久磁鐵之每一個磁極間距週期性地變化。該吸引力之週期性之變動稱為齒槽效應轉矩。即使在線圈有電流流動,齒槽效應轉矩亦會殘留,而混亂地動作。
用來抵銷齒槽效應轉矩之對策,如圖11所示,已知者有在動子芯子1之移動方向兩端設置由磁性體構成之補助磁極2a、2b之線性馬達(參照專利文獻1和專利文獻2)。在該線性馬達中補助磁極2a、2b之設置係用來加強芯子1之移動方向兩端之突極1a、1b之磁通。假如未設置補助磁極2a、2b時,則不容易形成兩端突極1a、1b之磁路,而造成兩端突極1a、1b之磁通比中央突極1c之磁通為弱。當兩端突極1a、1b之磁通變弱時,因為與中央突極1c所產生之磁通發生不平衡,所以產生齒槽效應轉矩。為能加強兩端突極1a、1b之磁通,並消除不平衡,所以設置補助磁極2a、2b。
專利文獻1:日本專利實公平7-53427號公報
專利文獻2:日本專利特開昭55-6887號公報
先前技術線性馬達之齒槽效應轉矩對策均是在由芯子和三相線圈構成之一個動子內之對策。另外,在對一個定子於定子之長度方向設置二個以上之動子之線性馬達之情況時,則分別將採用齒槽效應轉矩對策之二個動子排列和配置在一個定子上,利用此種方式減小線性馬達全體之齒槽效應轉矩。
因此,本發明之目的是提供新的線性馬達系統,不是在一個之動子內減小齒槽效應轉矩,而是利用二個以上之動子之相互作用,而減小線性馬達全體之齒槽效應轉矩。
用以解決上述問題之申請專利範圍第1項之發明是一種線性馬達系統,具備有:線性馬達,其包含有:基座,具有排列多個永久磁鐵之磁場部,而成為N極和S極交替形成之方式;和第一和第二滑動器,具有在被配置成與上述磁場部相對向之芯子之多個突極上,捲繞有三相線圈之電樞,同時在上述基座之長度方向排列;上述第一和上述第二滑動器對上述基座在上述長度方向相對地直線運動;和控制裝置,以使供給到上述第一滑動器之電樞的電流之相位、和供給到上述第二滑動器之電樞的電流之相位,在電性角度實質上偏移90度之方式,控制供給到上述第一和上述第二滑動器之電樞的電流。
申請專利範圍第2項之發明其特徵是在申請專利範圍第1項之線性馬達系統中,使上述控制裝置包含有:第一電力變換器,對上述第一滑動器之電樞供給電力;第二電力變換器,對上述第二滑動器之電樞供給電力;和控制器,根據來自上游控制裝置之指令,和來自用以檢測線性馬達之位置和速度至少一方之感測器之資訊,對上述第一和上述第二電力變換器輸出電壓指令,同時使輸出到上述第一和上述第二電力變換器之電壓指令之相位在電性角度實質上偏移90度。
申請專利範圍第3項之發明其特徵是在申請專利範圍第1或2項之線性馬達系統中,從上述第一滑動器之上述芯子之上述長度方向的中央突極之中心、到上述第二滑動器之上述芯子之上述長度方向的中央突極之中心之距離,被設定為在上述磁場部之N極-N極間之磁極間距之實質上之1/4×(2N-1)倍(N:自然數)。
申請專利範圍第4項之發明是一種線性馬達系統,具備有:線性馬達,其包含有:基座,具有排列多個永久磁鐵之磁場部,而成為N極和S極交替形成之方式;和第一和第二滑動器,具有在被配置成與上述磁場部相對向之芯子之多個突極上,捲繞有三相線圈之電樞,同時在上述基座之長度方向排列;上述第一和上述第二滑動器對上述基座在上述長度方向相對地直線運動;和控制裝置,用來控制供給到上述第一和上述第二滑動器之電樞的電流;而從上述第一滑動器之上述芯子之上述長度方向的中央突極之中心、到上述第二滑動器之上述芯子之上述長度方向的中央突極之中心之距離,被設定為在上述磁場部之N極-N極間之磁極間距之實質上之1/4×(2N-1)倍(N:自然數)。
依照申請專利範圍第1項之發明時,經由對第一和第二滑動器之電樞供給電性角度實質上偏移90度之電流,則具有使在第一和第二滑動器所產生之齒槽效應轉矩互相抵銷之作用。因此,利用第一和第二滑動器之相互作用,可以減小線性馬達全體之齒槽效應轉矩。
依照申請專利範圍第2項之發明時,因為利用一個控制器控制第一和第二電力變換器,所以當與利用不同之控制器控制第一和第二滑動器之電樞之情況比較時,可以使控制裝置簡化。
依照申請專利範圍第3項之發明時,因為將第一和第二滑動器之電樞配置成偏移磁極間距之實質上之1/4×(2N-1)倍(N:自然數)之相位,所以可以減小線性馬達全體之齒槽效應轉矩。
依照申請專利範圍第4項之發明時,因為將第一和第二滑動器之電樞配置成偏移磁極間距之實質上之1/4×(2N-1)倍(N:自然數)之相位,所以可以減小線性馬達全體之齒槽效應轉矩。
以下根據附圖用來詳細地說明本發明之實施形態。圖1表示本發明之一實施形態之線性馬達系統之構造圖。本發明之線性馬達系統之構成包含有:線性馬達,沿著細長延伸之基座4使台5直線運動;和伺服驅動器6,作為控制裝置而控制線性馬達。
在線性馬達之基座4設有作為定子之由多個永久磁鐵構成之磁場部。另外,在線性馬達之台5,在基座4之長度方向並排地安裝有第一滑動器7和第二滑動器8。各個滑動器7、8具有作為動子之在芯子捲繞三相線圈之電樞。第一和第二滑動器7、8之安裝間距被設定為磁場部之磁極間距之1/4×(2N-1)倍(N:自然數)。依照此種方式使相位偏移,而配置第一滑動器7和第二滑動器8,利用第一和第二滑動器7、8之相互作用,可以使線性馬達全體之齒槽效應轉矩減小。
在台5安裝有線性標尺等之編碼器10,作為對台5進行位置和速度檢測之感測器。編碼器10所產生之信號被輸出到伺服驅動器6。伺服驅動器6之構成包含有:第一和第二電力變換器11、12,用來將電力供給到第一和第二滑動器7、8;和控制器(C)14,根據來自電腦等之上述控制裝置之位置指令,和來自編碼器10之信號,控制第一和第二電力變換器(P1、P2)11、12。如上述之方式,第一滑動器7和第二滑動器8偏移磁場部之磁極間距τ之1/4×(2N-1)倍(N:自然數)之相位。控制器14以使相位偏移之第一和第二滑動器7、8可以同步動作之方式,使輸出到第一電力變換器11之電壓指令之相位和輸出到第二電力變換器12之電壓指令之相位,在電性角度偏移+90度或-90度。
在此處控制器14之電路被製作在一片之控制基板。二個電力變換器11、12之電路之各個被製作在二片之電力基板之各個。在伺服驅動器6組入有一片控制基板和二片電力基板。對於二片電力基板而共用一片控制基板,可以使伺服驅動器6之構造簡化。
圖2表示線性馬達之立體圖(包含分割台5a、5b之剖視圖),圖3表示前視圖。在細長延伸之基座4上設有作為線性馬達之定子之磁場部24。在基座4組裝有可以在基座4之長度方向滑動之第一和第二滑動器7、8。
各個滑動器7、8具有分割台5a、5b和被安裝在分割台5a、5b之下面之電樞17、18。分割台5a、5b在第一滑動器7和第二滑動器8可以使用共同之台5(參照圖1),亦可以使用分開之分割台5a、5b。在基座4上安裝有線性導引器23用來導引第一和第二滑動器7、8之直線運動。分割台5a、5b安裝在線性導引器23之移動塊21之上面。在分割台5a、5b下面之左右線性導引器23之間,吊下有作為線性馬達動子之電樞17、18。如圖3之前視圖所示,在磁場部24和電樞17、18間設有間隙g。線性導引器23與分割台5a、5b之移動無關地,使該間隙g維持為一定。
基座4之構成包含有底壁部4a,和被設在底壁部4a寬度方向兩側之一對側壁部4b。在底壁部4a之上面安裝磁場部24。在側壁部4b之上面安裝有線性導引器23之軌道22。在軌道22組裝有可滑動之移動塊21。在軌道22和移動塊21間插入有可旋轉運動之多個球(未圖示)。在移動塊21設有循環狀之球循環路徑,用來使多個球循環。當使移動塊21對軌道22滑動時,使多個球在該等間轉動運動,或使多個球在球循環路徑循環。因此,移動塊21對軌道22可以順利地滑動。
在線性導引器23之移動塊21上面安裝有分割台5a、5b。分割台5a、5b,例如,由鋁等之非磁性材料構成。在分割台5a、5b安裝有移動對象。在分割台5a、5b安裝有編碼器10用來檢測台5相對基座4之位置。編碼器10所檢測到之位置信號被發送到驅動線性馬達用之伺服驅動器6。伺服驅動器6以依照來自上游控制器之位置指令使台5移動之方式,而控制供給到電樞17、18之電流。
圖4表示沿著電樞17、18之移動方向之剖視圖。電樞17、18之構造與第一滑動器7和第二滑動器8相同。在分割台5a、5b之下面,經由隔熱材料31安裝有電樞17、18。電樞17、18之構成包含有:芯子32,由矽鋼等之磁性材料構成;和三相線圈33,捲繞在芯子32之突極32a、32b、32c。芯子32之構成包含有:基部板32d,安裝在台5之下面;和梳齒狀之突極32a、32b、32c,從基部板32d突出到下方。突極32a、32b、32c之個數為3之倍數,在本實施形態為3個。突極32a、32b、32c在電樞17、18之移動方向排列成為保持一定之間距。在三個突極32a、32b、32c之各個捲繞U相、V相和W相之任一個之線圈33a、33b、33c。在三相線圈33使具有120度之相位差之三相交流電流流動。在將三相線圈33捲繞在突極32a、32b、32c之後,以樹脂密封三相線圈33。
在第一和第二分割台5a、5b之下面亦可以安裝有包夾電樞17、18之一對補助芯子34。補助芯子34由一般構造用壓延鋼、矽鋼等之磁性材料構成,用來減小電樞17、18單獨之齒槽效應轉矩。
圖5表示安裝在基座4上面之磁場部24。磁場部24由薄板狀之磁軛40和在磁軛40上排成一行之多個永久磁鐵41構成。永久磁鐵41為高保磁力之釹磁鐵等之稀土類磁鐵。在板狀之永久磁鐵41之上面側形成N極或S極之一方,在背面側形成另外之一方。以在長度方向交替形成N極和S極之方式,將多個之永久磁鐵41排列在磁軛40上。利用接著等將永久磁鐵41固定在磁軛40。
磁軛40由一般構造用壓延鋼、矽鋼等之磁性材料構成。磁軛40形成在細長之板上。固定在磁軛40之永久磁鐵41被蓋板42覆蓋。蓋板42亦利用接著等固定到磁軛40。固定有永久磁鐵41和蓋板42之磁軛40利用螺栓43等之固定手段,安裝到基座4。磁場部24被單元化,對應於基座4之長度將單元化之多個之磁場部24安裝在基座4。固定有磁場部24之基座4利用螺栓44等之固定手段,固定到未圖示之固定盤等。
圖6表示磁場部24之俯視圖。在本實施形態中,永久磁鐵41之平面形狀形成平行四邊形。從N極永久磁鐵41a之中心到N極永久磁鐵41a之中心之距離,成為磁場部24之N極-N極間之磁極間距τ。當然,磁場部之N極-N極間之磁極間距τ為N極-S極間之磁極間距τ1之2倍,但等於S極-S極間之磁極間距。
圖7表示發生在第一電樞17之齒槽效應轉矩。當使由磁性材料構成之芯子32在磁場部24之永久磁鐵41上移動時,在永久磁鐵41和芯子32問產生磁性吸引力。在磁性吸引力中,發生在第一電樞17之移動方向之成分與齒槽效應轉矩有關。與第一電樞17之移動方向正交之成分(垂直方向之吸引力)由線性導引器23接受,與齒槽效應轉矩無關。
在三相線圈33沒有電流流動之狀態,當使第一電樞17對磁場部24直線移動時,芯子32之突極32a、32b、32c被移動方向前方之永久磁鐵41吸引、或被後方之永久磁鐵41吸引。該吸引力之週期變動即為齒槽效應轉矩。
圖7之圖形表示使第一電樞17於電性角度從-180度移動到0度(N極-N極間磁極間距之1/2)時,發生在各個突極32a、32b、32c之齒槽效應轉矩力。發生在U、V和W相突極32a、32c、32b之齒槽效應轉矩力,與在U、V和W相三相線圈流動之電流同樣地,描繪偏移120度相位之正弦曲線之波形。假如三個正弦曲線之振幅相同時,三個突極32a、32b、32c之齒槽效應轉矩力加總之芯子全體之齒槽效應轉矩力,則與第一電樞17之位置無關地經常成為零。亦即,不發生齒槽效應轉矩。
但是,中央W相之突極32b為磁阻最低,磁通容易通過。當使U、V和W相之突極之齒槽效應轉矩力進行比較時,中央之W相之突極32b之齒槽效應轉矩力最大,兩端之突極32a、32c之齒槽效應轉矩力變小。因此,芯子全體之齒槽效應轉矩力,與中央W相之突極32b之齒槽效應轉矩力同步地產生。假如可以在第二電樞18產生抵銷W相突極32b齒槽效應轉矩力之齒槽效應轉矩力時,可以使線性馬達全體之齒槽效應轉矩力減小。亦即,第二滑動器8之電樞18產生之齒槽效應轉矩力之波形之相位、和第一滑動器7之電樞17產生之齒槽效應轉矩力之波形之相位,假如電性角度偏移90度時,因為具有使兩者之齒槽效應轉矩力互相抵銷之作用,所以可以減小線性馬達全體之齒槽效應轉矩力。
圖8表示將第一滑動器7產生之齒槽效應轉矩力之波形、和第二滑動器8產生之齒槽效應轉矩力之波形組合後之線性馬達全體之齒槽效應轉矩力波形。第二滑動器8之第二電樞18產生之齒槽效應轉矩力波形,相對於第一滑動器7之第一電樞17產生之齒槽效應轉矩力波形,在電性角度偏移90度之相位,成為第一滑動器7之電樞17所產生之齒槽效應轉矩力波形之反相者。因此,將該等波形加總之線性馬達全體之齒槽效應轉矩力之波形,與第一和第二電樞17、18之電性角度無關地經常成為零。
圖9表示第一滑動器7和第二滑動器8之位置關係。要使第一滑動器7之第一電樞17產生之齒槽效應轉矩力波形之相位,相對於第二滑動器8之第二電樞18產生之齒槽效應轉矩力波形之相位,電性角度偏移90度時,可以將從第一滑動器7之芯子32之中央突極32b之中心、到第二滑動器8之芯子32之中央突極32b之中心之距離,設定在磁場部之N極-N極間之磁極間距τ之實質上之1/4×(2N-1)倍(N:自然數)。亦即,可以設定在磁極間距τ之1/4之奇數倍。與此相反地,假如設定在偶數倍時,第二滑動器8之第二電樞18所產生之齒槽效應轉矩力比第一滑動器7之第一電樞17所產生之齒槽效應轉矩力強。
另外,依照實際之齒槽效應轉矩之發生狀況、或各個滑動器7、8之安裝空間,可以使從第一滑動器7之中央突極32b之中心、到第二滑動器8之中央突極32b之中心之距離τ,稍微偏離磁極間距之1/4×奇數倍。實質上在磁極間距之1//4×奇數倍亦包含此種情況。
圖10表示使用有d-q座標系之伺服驅動器6之控制之全體構造。其基本構造包含有被設置成與第一和第二電樞17、18(在圖中以馬達表示)對應之第一和第二電力變換器P1、P2,和用以控制第一和第二電力變換器P1、P2之控制器。第一和第二電力變換器P1、P2是用來將電力供給到電樞17、18之電壓型PWM變流器等。控制器之構成包含有用以進行電流控制之q軸電流控制器51,用以運算電流指令之推力電流變換器52,用以進行速度控制之速度控制器53,和用以進行位置控制之位置控制器54。速度檢測器55和位置檢測器56共用編碼器10。
控制系統由位置控制迴路、速度控制迴路、電流控制迴路之三個迴路構成。位置控制迴路為主迴路,而速度控制迴路、電流控制迴路依序為次要迴路。
位置控制器54根據從上游控制裝置所輸出之位置指令值θ*rm 、和來自位置檢測器56之位置回饋值θrm 之偏差,運算速度指令值ω*rm 。速度控制器53根據速度指令值ω*rm 、和來自速度檢測器55之速度回饋值ωrm 之偏差,運算推力指令t*rm 。推力電流變換器52根據推力指令t*rm 運算q軸電流指令i*q 。d軸電流控制器59運算與d軸同方向之電流成分之d軸電流指令i*d 。在同步馬達,因為確立由磁鐵產生之d軸磁通,所以控制成d軸電流指令i*d 通常為0。
向量旋轉器.3相2相變換器60根據來自相位檢測器61之電性角信號θre ,將第一電樞17之三相回饋電流值iu、iv、iw,變換成為d軸電流id 和q軸電流iq 。d軸電流控制器59取d軸電流指令i*d 、和d軸電流id 之偏差,運算d軸電壓之指令值V*d 。q軸電流控制器51取q軸電流指令i*q 、和q軸電流iq 之偏差,運算q軸電壓之指令值V*q 。第一向量旋轉器.2相3相變換器63根據該等之電壓指令V*d 、V*q 和電性角信號θre ,輸出三相電壓指令V*u 、V*v 、V*w 。第二向量旋轉器.2相3相變換器64根據該等之電壓指令V*d 、V*q 和電性角信號θre ,輸出相對於第一向量旋轉器.2相3相變換器63所輸出之三相電壓指令,在電性角度偏移+90度或-90度相位之三相電壓指令V*u 、V*v 、V*w 。具體來說,以θ→θ+90°或θ→θ-90°代入電性角θ,運算三相電壓指令。U相、V相、W相之電壓指令V*u 、V*v 、V*w 因為互相偏移120度之相位,所以U相間、V相間、W相間之相位變成在電性角偏移+90度或-90度之相位。第一和第二電力變換器11、12根據該等之電壓指令對輸出電壓進行PWM控制,最後控制在第一和第二電樞17、18流動之電流。
如上述之方式,可以對第一和第二電樞17、18供給電性角度偏移90度相位之三相交流電流。如圖9所示,將從第一滑動器7之芯子32之中央突極32b之中心、到第二滑動器8之芯子32之中央突極32b之中心之距離,設定在磁場部之N極-N極間之磁極間距之實質上之1/4×(2N-1)倍(N:自然數)。經由對第一和第二電樞17、18供給電性角度偏移90度相位之三相交流電流,可以使保持此種間距之第一滑動器7和第二滑動器8同步地直線運動。
另外,本發明並不只限於上述實施形態,在不變更本發明要旨之範圍,可以實現各種之實施形態。例如,亦可以設置二組之以三個為一組之突極,亦即設置合計六個之突極。在此種情況,因為中央突極成為二個,所以中央突極之中心成為二個中央突極之中心。在設置合計九個突極之情況,從端部起之第5個突極成為中央突極。
另外,利用第一滑動器和第二滑動器之相互作用,可以減小線性馬達全體之齒槽效應轉矩,所以亦可以在電樞之兩側不設置用以減小各個滑動器單體之齒槽效應轉矩之補助芯子。另外,除了第一和第二滑動器外,亦可以設置第三或第四滑動器。
另外,在上述實施形態中是使第一和第二滑動器直線運動,而使基座被固定,但是因為第一和第二滑動器對基座之直線運動為相對運動,所以亦可以使基座進行直線運動,而使第一和第二滑動器被固定。
本說明書根據2007年9月28日提出之日本專利特願2007-256320。其內容全部被包含在本案。
1...芯子
1a、1b、1c...突極
2a、2b...輔助磁極
4...基座
4a...底壁部
4b...側壁部
5...台
5a、5b...分割台
6...伺服驅動器(控制裝置)
7...第一滑動器
8...第二滑動器
10...編碼器(感測器)
11...第一電力變換器(P1)
12...第二電力變換器(P2)
14...控制器(C)
17...第一電樞
18...第二電樞
21...移動塊
22...軌道
23...線性導引器
24...磁場部
31...隔熱材料
32...芯子
32a、32b、32c...突極
32b...中央突極
32d...基部板
33...三相線圈
33a、33b、33c...線圈
34...補助芯子
40...磁軛
41、41a...永久磁鐵
42...蓋板
43、44...螺栓
51...q軸電流控制器
52...推力電流變換器
53...速度控制器
54...位置控制器
55...速度檢測器
56...位置檢測器
59...d軸電流控制器
60...向量旋轉器‧3相2相變換器
61...相位檢測器
63...第一向量旋轉器‧2相3相變換器
64...第二向量旋轉器‧2相3相變換器
g...間隙
τ...磁極間距
τ1...磁極間距
圖1是本發明之一實施形態之線性馬達系統之構造圖。
圖2是線性馬達之立體圖(一部份之台之剖視圖)。
圖3是線性馬達之前視圖。
圖4是沿著電樞之移動方向之剖視圖。
圖5是安裝在基座上面之磁場部之立體圖。
圖6是單元化之磁場部之俯視圖。
圖7之圖形表示在第一電樞產生之齒槽效應轉矩。
圖8之圖形表示線性馬達全體之齒槽效應轉矩力之波形。
圖9是概略圖,用來表示第一滑動器和第二滑動器之位置關係。
圖10是伺服驅動器之控制之全體構造圖。
圖11是先前技術之安裝有補助磁極之線性馬達之概略圖。
4...基座
5...台
6...伺服驅動器(控制裝置)
7...第一滑動器
8...第二滑動器
10...編碼器(感測器)
11...第一電力變換器(P1)
12...第二電力變換器(P2)
14...控制器(C)

Claims (2)

  1. 一種線性馬達系統,具備有:線性馬達,包含有:基座,具有排列多個永久磁鐵之磁場部,而成為N極和S極交替形成之方式;以及第一和第二滑動器,具有在被配置成與上述磁場部相對向之芯子之多個突極上,捲繞有三相線圈之電樞,同時在上述基座之長度方向排列;而上述第一和上述第二滑動器對上述基座在上述長度方向相對地直線運動;及控制裝置,以使對上述第一滑動器之電樞所供給之電流之相位、和對上述第二滑動器之電樞所供給之電流之相位,在電性角度實質上偏移90度之方式,控制供給到上述第一和上述第二滑動器之電樞的電流;而上述控制裝置包含有:第一電力變換器,對上述第一滑動器之電樞供給電力;第二電力變換器,對上述第二滑動器之電樞供給電力;及控制器,根據來自上游控制裝置之指令,以及來自用以檢測線性馬達之位置和速度之至少一方之感測器之資訊,對上述第一和上述第二電力變換器輸出電壓指令,同時使輸出到上述第一和上述第二電力變換器之電壓指令之相位在電性角度實質上偏移90度;並利用一個控制器控制上述第一及上述第二電力變換器。
  2. 如申請專利範圍第1項之線性馬達系統,其中, 從上述第一滑動器之上述芯子之上述長度方向的中央突極之中心、到上述第二滑動器之上述芯子之上述長度方向的中央突極之中心之距離,被設定為在上述磁場部之N極-N極間之磁極間距之實質上之1/4×(2N-1)倍(N:自然數)。
TW97136798A 2007-09-28 2008-09-25 線性馬達系統 TWI474582B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007256320 2007-09-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200934066A TW200934066A (en) 2009-08-01
TWI474582B true TWI474582B (zh) 2015-02-21

Family

ID=40511203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW97136798A TWI474582B (zh) 2007-09-28 2008-09-25 線性馬達系統

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5427037B2 (zh)
TW (1) TWI474582B (zh)
WO (1) WO2009041316A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102185558B (zh) * 2011-05-23 2013-03-20 桂林电子科技大学 直线电机滑模控制中系统抖振消除控制方法与装置
CN106788097B (zh) * 2016-12-30 2020-06-16 东南大学 一种用于城市轨道交通的非对称永磁直线电机牵引系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000278931A (ja) * 1999-03-19 2000-10-06 Yaskawa Electric Corp リニアモータ
JP2004297977A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Mitsubishi Electric Corp リニアモータ
JP2005295678A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Yaskawa Electric Corp リニアドライブシステム
JP2006025476A (ja) * 2004-07-06 2006-01-26 Fanuc Ltd 直線駆動装置
JP2006034017A (ja) * 2004-07-16 2006-02-02 Shin Etsu Chem Co Ltd 工作機械用リニアモータ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000278931A (ja) * 1999-03-19 2000-10-06 Yaskawa Electric Corp リニアモータ
JP2004297977A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Mitsubishi Electric Corp リニアモータ
JP2005295678A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Yaskawa Electric Corp リニアドライブシステム
JP2006025476A (ja) * 2004-07-06 2006-01-26 Fanuc Ltd 直線駆動装置
JP2006034017A (ja) * 2004-07-16 2006-02-02 Shin Etsu Chem Co Ltd 工作機械用リニアモータ

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009041316A1 (ja) 2009-04-02
JPWO2009041316A1 (ja) 2011-01-27
TW200934066A (en) 2009-08-01
JP5427037B2 (ja) 2014-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6304560B2 (ja) リニアモータ、リニアモータの制御システム
JP5956993B2 (ja) リニアモータ
WO2014064785A1 (ja) リニアモータ及びリニアモータ駆動システム
JP4473088B2 (ja) リニアモータ
Bharatkar et al. Dual-mode switching technique for reduction of commutation torque ripple of brushless dc motor
US11387728B2 (en) Linear motor and transport system using the same
TW201126877A (en) Distributed-arrangement linear motor and method for controlling a distributed-arrangement linear motor
JP5289799B2 (ja) リニアモータ
JPWO2009035050A1 (ja) リニアモータ及びリニアモータのコギング低減方法
JP2012080605A (ja) リニアモータの制御装置、及びリニアモータ装置
JPWO2007114058A1 (ja) 永久磁石同期モータの磁極位置検出方法
Makino et al. Development of a stator-magnetless linear synchronous motor for sensorless control
TWI474582B (zh) 線性馬達系統
JP5268312B2 (ja) リニアモータ及びリニアモータの取り付け方法
US20020117905A1 (en) Linear actuator
KR102120569B1 (ko) 횡자속 리니어모터
TWI505608B (zh) Linear motors and platform devices
US8729745B2 (en) Multiple-phase linear switched reluctance motor
JP5739254B2 (ja) 同期電動機の制御装置
JPH0880027A (ja) リニアモータ
JP3824060B2 (ja) リニアモータ
JP4352483B2 (ja) 三相パルスモータ
JP2005295678A (ja) リニアドライブシステム
KR20060065600A (ko) 코깅력을 제거한 철심형 리니어 모터
JPH07108086B2 (ja) 直線運動電動機