WO2019163000A1 - モータ駆動システム - Google Patents

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motor drive
voltage
inverter
stator
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祐二 野尻
裕司 五十嵐
裕史 若山
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Mitsubishi Electric Corp
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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
    • 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
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters

Definitions

  • the present invention relates to a motor drive system capable of performing non-contact power feeding.
  • This non-contact power supply technology is used to supply power to the mover of a linear motor whose mover moves over the stator, and to supply power to a sensor or AGV (Automated Guided Vehicle).
  • Motor drive amplifiers are widely used in the industry to convert electrical energy into mechanical energy, and constitute a motor drive system together with a linear motor or other motors.
  • the sensor or AGV is used together with a system in which a motor is mounted.
  • the secondary coil of the mover is disposed to face the primary coil of the stator, and the primary coil and the secondary coil are moved while the secondary coil moves along with the mover along the primary coil.
  • a technique of a non-contact power supply device that supplies power to a mover in a non-contact manner by electromagnetic induction using a secondary coil is disclosed.
  • each of the plurality of stators has an inverter for supplying power to the mover, and a motor drive that converts electrical energy into mechanical energy to run the self-propelled carriage.
  • An inverter for the amplifier is required.
  • the motor drive amplifier is a power conversion device having a function of driving a motor
  • the inverter is a circuit that converts direct current into alternating current.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a motor driving system capable of performing non-contact power feeding and motor driving while suppressing an increase in size of the apparatus.
  • a motor drive system includes an inverter that switches between a first voltage and a second voltage and outputs a first voltage for outputting the first voltage.
  • a motor drive amplifier having a voltage command of 1 and a second voltage command for outputting a second voltage to the inverter, a motor drive amplifier, a power transmission coil and a power reception coil, and an inverter
  • a power supply mechanism that transmits power from the power transmission coil side to the power reception coil side in a non-contact manner by the first voltage output from the power source, a stator and a mover, and the stator is driven by the second voltage output from the inverter.
  • a motor that drives the mover with a generated magnetic field.
  • the motor drive system according to the present invention has an effect that it is possible to perform motor drive and non-contact power feeding while suppressing an increase in size of the apparatus.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the motor drive amplifier according to the first embodiment; The figure which shows the structure of the linear motor concerning Embodiment 2.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation procedure of the control means provided in the linear motor according to the second embodiment. The figure for demonstrating the ON / OFF timing of a coil in the linear motor concerning Embodiment 2.
  • FIG. 7 The figure which shows the structure of the stator with which the linear motor concerning Embodiment 3 is provided.
  • FIG. 1 The figure which shows schematic structure of the linear motor concerning Embodiment 3.
  • FIG. 1 The figure for demonstrating the ON / OFF timing of a coil in the linear motor concerning Embodiment 3.
  • FIG. The figure which shows the structure of the non-contact electric power feeding mechanism of the linear motor concerning Embodiment 4.
  • FIG. The figure which shows the structure of the stator with which the linear motor concerning Embodiment 5 is provided. Diagram showing the relationship between output frequency and loss in drive amplifier
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a motor drive system according to the first embodiment of the present invention.
  • the motor drive system 1 includes a motor drive amplifier 10 that outputs a voltage, and a switch 30 that is connected to the motor drive amplifier 10.
  • the motor drive system 1 also includes a power feeding mechanism 40 that can be connected to the motor drive amplifier 10 via the switch 30 and a motor 50 that can be connected to the motor drive amplifier 10 via the switch 30.
  • the motor driving system 1 can switch between performing non-contact power feeding in the power feeding mechanism 40 and driving the motor 50.
  • the motor drive amplifier 10 outputs the first voltage to the power feeding mechanism 40 and outputs the second voltage to the motor 50.
  • the motor drive amplifier 10 has a control means 35 described later for switching between a voltage command 71A described later for outputting the first voltage and a voltage command 72A described later for outputting the second voltage. .
  • the power feeding mechanism 40 is configured to be connectable to the motor drive amplifier 10 via the switch 30, and includes a power transmission coil 41b and a power reception coil 41a.
  • the power supply mechanism 40 When the power supply mechanism 40 is connected to the motor drive amplifier 10 via the switch 30, the power supply mechanism 40 generates a magnetic field in the power transmission coil 41 b by the first voltage from the motor drive amplifier 10.
  • the power supply mechanism 40 transmits electric power in a non-contact manner from the power transmission coil 41b side to the power reception coil 41a side by applying a magnetic field generated by the power transmission coil 41b to the power reception coil 41a.
  • the motor 50 is configured to be connectable to the motor drive amplifier 10 and has a stator and a mover. When the motor 50 is connected to the motor drive amplifier 10, the stator drives the mover by the second voltage from the motor drive amplifier 10.
  • the motor drive system 1 may not include the switch 30. In this case, the user of the motor drive system 1 connects the motor drive amplifier 10 and the power supply mechanism 40 or connects the motor drive amplifier 10 and the motor 50.
  • the motor drive amplifier 10 has a motor drive function for driving the motor 50 and a non-contact power supply function for transmitting power in a non-contact manner from the power transmission coil 41b to the power reception coil 41a.
  • the motor drive amplifier 10 outputs a first voltage when connected to the power supply mechanism 40, and outputs a second voltage when connected to the motor 50.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the motor drive amplifier according to the first embodiment.
  • the motor drive amplifier 10 includes a power supply 32 that outputs a voltage, an inverter 31 that changes the frequency and amplitude of the voltage output from the power supply 32, and a control unit 35 that is a microcomputer that controls the inverter 31. Yes.
  • the power source 32 may be disposed outside the motor drive amplifier 10 and supply a voltage to the motor drive amplifier 10 from the outside.
  • the power source 32 is a DC power source and outputs a voltage to the inverter 31.
  • the power source 32 may be an AC power source.
  • a converter is connected between the power supply 32 and the inverter 31.
  • the control means 35 is a semiconductor chip having a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory.
  • the control means 35 switches between the motor driving function and the non-contact power feeding function by switching the voltage commands 71A and 72A to the inverter 31.
  • the control means 35 transmits a voltage command 71A, which is a first voltage command, to the inverter 31 when executing the non-contact power supply function, and is a second voltage command when executing the motor drive function.
  • the voltage command 72A is transmitted to the inverter 31.
  • the voltage commands 71A and 72A are commands indicating the frequency and amplitude of the voltage to be output.
  • the inverter 31 receives the voltage command 71A, it outputs a first voltage, and when it receives the voltage command 72A, it outputs a second voltage.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the motor drive amplifier according to the first embodiment.
  • the motor drive amplifier 10 is connected to the power feeding mechanism 40 or the motor 50 by operating the switch 30.
  • the operation to the switch 30 may be performed by an external device such as a PLC (Programmable Logic Controller) that is connected to the motor drive amplifier 10 and controls the motor drive amplifier 10 or may be performed manually by a user.
  • PLC Programmable Logic Controller
  • the control unit 35 of the motor drive amplifier 10 transmits to the inverter 31 a voltage command 71 ⁇ / b> A that instructs output of a voltage used for supplying power to the power supply mechanism 40.
  • the voltage command 71A output from the control means 35 to the inverter 31 is a command for setting the frequency of the output voltage to, for example, 70 kHz to several MHz.
  • the control means 35 of the motor drive amplifier 10 transmits to the inverter 31 a voltage command 72 ⁇ / b> A that instructs output of a voltage used for power supply to the motor 50.
  • the voltage command 72A output to the inverter 31 by the control means 35 is for causing the frequency of the output voltage to be, for example, several hundred Hz that is the motor rotation frequency and 2 kHz to 20 kHz that is the PWM (Pulse Width Modulation) (pulse width modulation) frequency. This is a command.
  • the PWM method is a modulation method that changes the width of a pulse signal.
  • the inverter 31 When the inverter 31 receives the voltage command 71A from the control means 35, the inverter 31 outputs a voltage 51B corresponding to the voltage command 71A to the switch 30 side. Further, when receiving the voltage command 72A from the control means 35, the inverter 31 outputs a voltage 52B corresponding to the voltage command 72A to the switch 30 side.
  • the voltages 51B and 52B output from the inverter 31 are alternating voltages.
  • the inverter 31 When the motor drive amplifier 10 is connected to the power supply mechanism 40, the inverter 31 outputs a voltage 51 ⁇ / b> B corresponding to the power supply mechanism 40 to the power supply mechanism 40 via the switch 30. When the motor drive amplifier 10 is connected to the motor 50, the inverter 31 outputs a voltage 52 ⁇ / b> B corresponding to the motor 50 to the motor 50 via the switch 30.
  • the voltage 51B which is the first voltage, is a voltage having a higher frequency than the voltage 52B, which is the second voltage.
  • the motor drive amplifier 10 when the motor drive amplifier 10 is connected to the power supply mechanism 40, the motor drive amplifier 10 outputs a voltage having a higher frequency than when connected to the motor 50, and when connected to the motor 50, the power supply mechanism 10. A voltage having a frequency lower than that in the case of being connected to 40 is output.
  • An example of the frequency of the voltage 51B output from the motor drive amplifier 10 when the motor drive amplifier 10 is connected to the power supply mechanism 40 is several MHz.
  • the motor drive amplifier 10 When the motor drive amplifier 10 is connected to the motor 50, the motor drive amplifier An example of the frequency of the voltage 52B output by 10 is 10 kHz.
  • the output frequency of the supplied voltage differs between the motor driving function and the non-contact power feeding function.
  • the reason why the frequencies are different is that in non-contact power feeding, there is a positional shift of the coil that is a transmission / reception antenna, so that the inductance of the coil is smaller than that of motor driving. Therefore, the current or frequency is increased to obtain output power.
  • the current when the current is increased, the copper loss of the coil is generated and the energy exchange efficiency is deteriorated. Therefore, in non-contact power feeding, it is effective to make the frequency higher than motor driving.
  • the motor drive system 1 can switch the connection to the motor 50 and the connection to the power supply mechanism 40 with the switch 30, and the power supply to the motor 50 and the power supply to the power supply mechanism 40 can be switched to the motor. It can be switched by the control means 35 of the drive amplifier 10. In this way, the motor drive system 1 can switch between the motor drive function and the non-contact power supply function with one motor drive amplifier 10. That is, the motor drive system 1 can supply the voltage of the frequency suitable for each of a motor drive function and a non-contact electric power feeding function with one inverter 31.
  • the output frequency of the voltage output from the motor drive amplifier is mainly limited by the output power.
  • the reason is that when the output frequency is increased with high power, the loss of the switching elements of the inverter increases and heat is generated.
  • the motor drive amplifier 10 according to the first embodiment supplies power to the sensor or the like that can operate with lower power than the motor 50 by non-contact power feeding.
  • the power required for the motor 50 is about 1 kW, whereas the power required for the sensor is about 1 W.
  • the motor drive amplifier 10 outputs the output frequency of the voltage supplied to the power supply mechanism 40 to the motor 50. It is possible to make it higher than the frequency.
  • the sensor in the present embodiment includes a position sensor or a proximity sensor, but the sensor in the present embodiment may be any sensor as long as it is a sensor used in the industry (Factory Automation) field, for example. Good.
  • the motor drive system 1 can supply a high-frequency voltage during non-contact power supply, the energy conversion efficiency between the power transmission coil 41b and the power reception coil 41a included in the power supply mechanism 40 can be improved.
  • the motor drive amplifier 10 can realize a motor drive function and a non-contact power supply function by using one power supply 32 and one inverter 31. For this reason, the motor drive system 1 does not need to newly prepare a power supply dedicated to non-contact power feeding.
  • a motor drive system of a comparative example having a motor drive function and a non-contact power supply function diverts electromagnetic flux for generating thrust to electromagnetic energy delivered for non-contact power supply.
  • the electromagnetic flux for driving the motor has a lower frequency than that for non-contact power feeding, and the output power cannot be increased.
  • the output power since the output power is increased, there is a problem that the current increases and the energy conversion efficiency decreases. That is, in the motor drive system of this comparative example, the voltage delivered for contactless power feeding is a voltage optimized for thrust generation, and therefore is not the optimum frequency as the voltage delivered for contactless power feeding. .
  • the control means 35 switches between the motor drive function and the non-contact power supply function by switching the voltage commands 71A and 72A to the inverter 31, so that the motor drive and Non-contact power feeding can be realized.
  • the motor drive amplifier 10 includes the inverter 31 and the control means 35. Then, the control unit 35 outputs either the voltage command 71A for outputting the voltage 51B for performing contactless power feeding or the voltage command 72A for outputting the voltage 52B for driving the motor. Is sending to. Thereby, the inverter 31 switches and outputs the voltage 51B and the voltage 52B. In other words, in the motor drive amplifier 10, one inverter 31 switches between the motor drive voltage 52 ⁇ / b> B and the non-contact power supply voltage 51 ⁇ / b> B in accordance with a command from the control means 35. Therefore, the motor drive system 1 can perform motor drive and non-contact power feeding while suppressing an increase in size of the apparatus.
  • the motor drive system 1 does not contact the motor drive amplifier 10 that can drive the motor 50 in various fields where non-contact power supply is required. It can be used as a power amplifier.
  • non-contact power feeding can be realized with high energy conversion efficiency, so that an effect of suppressing increase in size of the power transmission coil 41b and the power receiving coil 41a for non-contact power feeding can be obtained. That is, since the voltage can be increased at the time of non-contact power feeding, the core can be reduced in size, leading to a reduction in system size.
  • the non-contact power supply function is stopped, and the voltage output from the inverter 31 is the non-contact power supply voltage 51B. Since the motor drive function is stopped, the motor drive amplifier 10 is applied to a system that alternately performs non-contact power feeding and motor drive.
  • Embodiment 2 a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • a motor driving magnet and a non-contact power receiving coil are arranged on the mover, and the motor driving amplifier receives a motor driving voltage and non-contact power feeding from one inverter. Switch between voltage and output. That is, in this embodiment, the mover includes a power receiving coil, and the stator includes a power transmitting coil. That is, a power transmission coil is used as a drive coil for driving the motor.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the linear motor according to the second embodiment.
  • the linear motor 2A is a magnet-movable linear motor including a motor drive amplifier 10A and a coil 12 for driving the motor on the track side.
  • the linear motor 2A operates by three-phase alternating current.
  • FIG. 4 shows a configuration of the linear motor 2A in a state where the three-phase coil 12 used for the power transmission coil and the power receiving coil 14A face each other.
  • the linear motor 2A performs non-contact power feeding of an electromagnetic induction method or a magnetic resonance method.
  • the linear motor 2A includes one mover 61A and a fixed portion 62A.
  • the fixing portion 62A has a plurality of stators 65A described later.
  • One stator 65A includes one motor driving amplifier 10A and a three-phase coil 12.
  • the three coils 12 are arranged in a straight line.
  • a plurality of stators 65A are linearly arranged so that the coils 12 are arranged in a straight line, and the mover 61A linearly moves on the fixed portion 62A by motor driving.
  • the coils 12 provided in each stator 65A generate a magnetic field on the mover 61A side.
  • the coil 12 has a function of a motor drive coil that drives the mover 61A and a function of a power transmission coil that transmits power to the mover 61A.
  • Each motor drive amplifier 10A includes control means 15, one inverter 11, and one power source 80 described later.
  • the power supply 80 is not shown.
  • FIG. 4 schematically shows the connection between the inverter 11 and the coil 12, and the exact connection will be described later.
  • the power supply 80 has a function similar to that of the power supply 32 described in the first embodiment, and outputs a voltage to the inverter 11.
  • the inverter 11 has the same function as the inverter 31 described in the first embodiment.
  • the control means 15 has the same function as the control means 35 described in the first embodiment.
  • the inverter 11 is connected to the three coils 12 in one stator 65A.
  • the first inverter 11 is connected to the first to third coils 12, and in the second stator 65A, the second inverter 11 is connected to the fourth to sixth coils.
  • the coil 12 is connected.
  • the first and fourth coils 12 are U-phase coils to which a U-phase AC voltage is applied, and the second and fifth coils 12 are V-phase coils to which a V-phase AC voltage is applied.
  • the sixth coil 12 is a W-phase coil to which a W-phase AC voltage is applied.
  • Each inverter 11 is connected to the control means 15 and the power source 80.
  • the control means 15 transmits a voltage command similar to that in the first embodiment to the inverter 11.
  • the command for outputting the first voltage when performing non-contact power feeding is referred to as the first voltage command
  • the command for outputting the second voltage when performing motor driving is the second command. This will be described as a voltage command.
  • the first voltage and the second voltage may be different for each embodiment.
  • the inverter 11 supplies the first voltage to the coil 12 in accordance with the first voltage command from the control means 15 when performing non-contact power feeding, and the second voltage from the control means 15 when driving the motor.
  • the second voltage is supplied to the coil 12 according to the voltage command.
  • the coil 12 generates a first magnetic field by the first voltage supplied when performing non-contact power feeding, and generates a second magnetic field by the second voltage supplied when driving the motor.
  • the mover 61A is a moving body that is linearly moved by the fixed portion 62A.
  • the mover 61A includes a position sensor 17, a magnet 16 that is a permanent magnet, a rectifier 13, and three power receiving coils 14A.
  • the magnet 16 generates a magnetic flux on the fixed portion 62A side.
  • the bottom surface of the magnet 16 is a surface facing the coil 12.
  • the bottom surface shape and bottom surface size of the magnet 16 are substantially the same as the shape and size of the rectangular region in which the three coils 12 are arranged. In other words, the facing surface of the magnet 16 with respect to the coil 12 is substantially the same as the arrangement region of the three coils 12.
  • the mover 61A moves along the arrangement direction of the coil 12 on the fixed portion 62A by the thrust generated by the action of the current flowing in the coil 12 included in the fixed portion 62A and the magnetic flux generated from the magnet 16. Since the coils 12 included in the plurality of stators 65 ⁇ / b> A are arranged in a straight line, the mover 61 ⁇ / b> A moves along a linear direction that is an arrangement direction of the coils 12.
  • the coil diameter of the receiving coil 14A and the coil diameter of the coil 12 are the same.
  • Each power receiving coil 14A included in the mover 61A is disposed in the mover 61A so as to be opposed to the coil 12 included in the stator 65A on a one-to-one basis.
  • the magnet 16 and the three power receiving coils 14 ⁇ / b> A are arranged linearly so as to face the six coils 12.
  • the first power receiving coil 14A in the power receiving coil 14A is a U-phase coil
  • the second power receiving coil 14A is a V-phase coil
  • the third power receiving coil 14A is a W-phase coil.
  • Each power receiving coil 14 ⁇ / b> A receives the AC power from the fixed portion 62 ⁇ / b> A by receiving the magnetic field generated by the coil 12 included in the fixed portion 62 ⁇ / b> A.
  • the linear motor 2A supplies power to the mover 61A in a non-contact manner by electromagnetic induction using the coil 12 as a primary coil and the power receiving coil 14A as a secondary coil.
  • the power receiving coil 14 ⁇ / b> A sends the received AC power to the rectifier 13.
  • the rectifier 13 is an element that converts AC power from the power receiving coil 14A into DC power.
  • the rectifier 13 supplies the converted DC power to a capacitor 18 (to be described later) and to a load such as the position sensor 17.
  • the position sensor 17 that is a position detection device is a sensor that detects the position of the mover 61A.
  • the position sensor 17 operates using DC power sent through the rectifier 13.
  • the position sensor 17 detects the position of the mover 61A in the fixed portion 62A.
  • the position sensor 17 transmits position information indicating the position of the mover 61A to each control means 15 by wireless communication.
  • the position sensor 17 is an example of an accessory device disposed on the mover 61 ⁇ / b> A, and the accessory device disposed on the mover 61 ⁇ / b> A may be a position detection device other than the position sensor 17.
  • the control means 15 determines a voltage command to be transmitted to each stator 65A based on the position information sent from the position sensor 17.
  • the control means 15 sends a voltage command to the inverter 11 so that a voltage for driving the motor is supplied to the coil 12 of the stator 65A at the position where the magnet 16 and the coil 12 face each other.
  • the control means 15 controls the inverter 11 so that the voltage for driving the motor is supplied to the coil 12 facing the magnet 16 at the timing when the magnet 16 and the coil 12 face each other.
  • the control unit 15 sends a voltage command to the inverter 11 so that a non-contact power supply voltage is supplied to the coil 12 of the stator 65A at a position where the power receiving coil 14A and the coil 12 face each other.
  • control means 15 controls the inverter 11 so that the contactless power supply voltage is supplied to the coil 12 facing the power receiving coil 14A at the timing when the power receiving coil 14A and the coil 12 face each other.
  • the control unit 15 sends a voltage command not to output a voltage to the inverter 11.
  • the control means 15 transmits to the inverter 11 any one of a voltage command for non-contact power feeding, a voltage command for driving a motor, and a voltage command that does not output a voltage.
  • the control means 15 is configured to provide a voltage command for non-contact power supply or a motor drive even when the magnet 16 and the power receiving coil 14A are not on any of the three coils 12 of the stator 65A.
  • a voltage command may be sent to the inverter 11.
  • a position detection device other than the position sensor 17 may detect the position information and transmit it to the control means 15. In this case, the mover 61A may not have the position sensor 17.
  • a power supply 80 may be connected to each motor drive amplifier 10A, or the power supply 80 may be shared by each motor drive amplifier 10A.
  • the motor drive amplifier 10A shares the power source 80 one power source is arranged for the fixed portion 62A, and a voltage is output from the power source to each stator 65A.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the non-contact power feeding mechanism of the linear motor according to the second embodiment.
  • FIG. 5 shows the circuit configuration of the mover 61A included in the linear motor 2A and the circuit configuration of the stator 65A included in the linear motor 2A.
  • one stator 65A among the plurality of stators 65A included in the linear motor 2A is illustrated.
  • the illustration of the magnet 16 provided in the mover 61 ⁇ / b> A is omitted.
  • the non-contact power feeding mechanism of the linear motor 2A is realized by the mover 61A and the stator 65A.
  • the stator 65 ⁇ / b> A includes one inverter 11, three coils 12, a power supply 80, and control means 15.
  • the inverter 11 is a three-phase output inverter that uses two sets of switching elements for each of the U-phase, V-phase, and W-phase. Each switching element has a transistor and a diode.
  • the three coils 12 include a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil.
  • the U-phase coil is connected to the U-phase switching element
  • the V-phase coil is connected to the V-phase switching element
  • the W-phase coil is connected to the W-phase switching element.
  • the coil 12 and the switching element are star-connected.
  • the mover 61A includes a rectifier 13, a position sensor 17, and three power receiving coils 14A.
  • the rectifier 13 has a total of six diodes including two sets of U phase, V phase, and W phase.
  • the three power receiving coils 14A are a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil.
  • the U-phase coil is connected to the U-phase diode
  • the V-phase coil is connected to the V-phase diode
  • the W-phase coil is connected to the W-phase diode.
  • the rectifier 13, the capacitor 18, and the position sensor 17 are connected in parallel.
  • the AC power received by the power receiving coil 14A from the stator 65A is sent to the rectifier 13 and the rectifier 13 converts it into DC power.
  • This DC power is sent to the capacitor 18 and stored in the capacitor 18, and also supplied to the position sensor 17. Power storage in the capacitor 18 may be performed in a state where the mover 61A is stopped.
  • the mover 61A may not include the capacitor 18.
  • the power receiving coil 14A receives the magnetic field generated by the coil 12 to transmit power in a non-contact manner.
  • the mover 61 ⁇ / b> A is moved by the current flowing through the coil 12 and the magnetic flux generated from the magnet 16.
  • the linear motor 2A includes the coil 12 that moves the mover 61A to the track side, and the coil 12 is used as a power transmission coil during non-contact power feeding.
  • the linear motor 2A can realize non-contact power feeding with the driving coil 12 and the power source 80 without preparing a dedicated coil for non-contact power feeding and a dedicated power source for non-contact power feeding.
  • FIG. 6 is a flowchart of an operation procedure of a control unit included in the linear motor according to the second embodiment.
  • the position sensor 17 detects position information and transmits it to the control means 15.
  • the control means 15 receives position information from the position sensor 17 (step S1), and calculates the positions of the magnet 16 and the power receiving coil 14A based on the position information (step S2). At this time, the control means 15 calculates the positions of the magnet 16 and the power receiving coil 14 ⁇ / b> A with respect to the coil 12.
  • control means 15 calculates the voltage command corresponding to the position of the magnet 16 and the receiving coil 14A with respect to its stator 65A (step S3). At this time, the control means 15 determines which magnet 12 is located on which coil 12 in which stator 65A, and the power receiving coil 14A is located on which coil 12 in which stator 65A. Determine whether you are doing. The control means 15 calculates a voltage command to each stator 65A based on which coil 12 the magnet 16 and the power receiving coil 14A are located on. In other words, the control means 15 determines the first voltage command and the second voltage command for each stator 65A based on which coil 12 the magnet 16 and the power receiving coil 14A are located on. Decide which one to send. The control means 15 transmits the calculated voltage command to the inverter 11 (step S4).
  • the control means 15 controls the inverter 11 of this stator 65A. A voltage command for driving the motor is transmitted.
  • control means 15 is configured such that when at least one coil 12 is directly under the power receiving coil 14A within one stator 65A and none of the coils 12 is directly under the magnet 16, A voltage command for non-contact power supply is transmitted to the inverter 11.
  • the control means 15 is a voltage command for setting the voltage to 0 for the inverter 11 of the stator 65A. Is transmitted to the inverter 11.
  • the control means 15 determines the voltage when at least one of the three coils 12 is directly under the magnet 16 and when at least one of the three coils 12 is directly under the power receiving coil 14A. Send a voltage command to zero.
  • the inverter 11 turns the coil 12 on and off based on the voltage command received from the control means 15.
  • the inverter 11 receives the voltage command for driving the motor
  • the inverter 11 outputs the voltage for driving the motor and turns on the three coils 12.
  • the inverter 11 receives a voltage command for contactless power feeding
  • the inverter 11 outputs a voltage for contactless power feeding and turns on the three coils 12.
  • the inverter 11 receives a voltage command for setting the voltage to 0, the inverter 11 turns off the three coils 12 without outputting the voltage.
  • turning on the coil 12 means turning the coil 12 into an operating state, and indicates a state in which a voltage for driving a motor or a voltage for non-contact power feeding is output from the inverter 11 to the coil 12.
  • these voltages include PWM-modulated voltages as described above.
  • turning off the coil 12 means a state in which neither the voltage for driving the motor nor the voltage for non-contact power feeding is output from the inverter 11 to the coil 12.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the ON / OFF timing of the coil in the linear motor according to the second embodiment.
  • the state of the linear motor 2A at the first timing when the mover 61A is moving is indicated by a state (a), and the state of the linear motor 2A at the second timing is indicated by a state (b).
  • the coils 12 included in the leftmost stator 65A are indicated by coils 12-0U, 12-0V, and 12-0W in order from the left, and the coil 12 included in the second stator 65A from the left. Are indicated by coils 12-1U, 12-1V, 12-1W in order from the left side.
  • the coil 12 included in the third stator 65A from the left is indicated by coils 12-2U, 12-2V, and 12-2W in order from the left, and the coil 12 included in the rightmost stator 65A.
  • the coils 12-0U, 12-0V, 12-0W included in the leftmost stator 65A and the coils 12-3U, 12-3V, 12-3W included in the rightmost stator 65A are Is off.
  • the coils 12-1U, 12-1V, and 12-1W included in the second stator 65A from the left are turned on by the motor driving voltage.
  • the coils 12-2U, 12-2V, and 12-2W included in the third stator 65A from the left are turned on by the non-contact power supply voltage.
  • the timing at which the mover 61A moves and a part of the magnet 16 is positioned immediately above the coil 12-0W provided in the leftmost stator 65A is the second timing.
  • the magnet 16 has come directly above the rightmost coil 12-0W, and the remaining coils 12- Neither the magnet 16 nor the power receiving coil 14A has moved immediately above 0U, 12-0V.
  • the power receiving coil 14A is directly above the rightmost coil 12-1W, and immediately above the remaining coils 12-1U and 12-1V. Magnet 16 is coming.
  • the power receiving coil 14A is located immediately above the coils 12-2U and 12-2V, and the magnet is located immediately above the rightmost coil 12-2W. Neither 16 nor the power receiving coil 14A has moved.
  • the rightmost stator 65A is after the magnet 16 and the power receiving coil 14A have passed, and the magnet 16 and the power receiving coil 14A are directly above the coils 12-3U, 12-3V, and 12-3W. No.
  • the coils 12-0U, 12-0V, and 12-0W included in the leftmost stator 65A are all turned on by the motor driving voltage.
  • the coils 12-1U, 12-1V, and 12-1W included in the second stator 65A from the left are off.
  • the coils 12-2U, 12-2V, and 12-2W included in the third stator 65A from the left are turned on by the non-contact power supply voltage.
  • the coils 12-3U, 12-3V, and 12-3W included in the rightmost stator 65A are off.
  • stator 65A turns on the three coils 12 with the non-contact power supply voltage only when the three power receiving coils 14A are moving directly above the three coils 12, and the one or two coils 12 are turned on.
  • the power receiving coil 14 ⁇ / b> A is moving immediately above the three coils 12, the three coils 12 may be turned off.
  • the bottom surface shape and the bottom surface dimension of the magnet 16 are substantially the same as the region where the three coils 12 are arranged. It is not limited to shape and size.
  • the bottom surface shape and the bottom surface dimension of the magnet 16 may be substantially the same as a region where four or more coils 12 are linearly arranged.
  • the facing surface of the magnet 16 with respect to the coil 12 may be larger than the arrangement area of the three coils 12.
  • the bottom surface shape and the bottom surface dimension of the magnet 16 may be substantially the same as the region where the six coils 12 are linearly arranged.
  • the motor 2 ⁇ / b> A can drive the motor using at least three coils 12.
  • the mover 61A may include four or more power receiving coils 14A.
  • the power receiving coil 14A is linearly arranged in the movable element 61A so that the power receiving coil 14A included in the movable element 61A can face the coil 12 included in the stator 65A on a one-to-one basis.
  • the mover 61A may include six power receiving coils 14A.
  • the linear motor 2A uses the at least three coils 12 in a non-contact manner regardless of the position of the mover 61A on the stator 65A. Power can be supplied.
  • the stator 65A includes the inverter 11 and the control means 15. Based on the positions of the magnet 16 and the power receiving coil 14 ⁇ / b> A, the control unit 15 switches between a voltage command for performing non-contact power feeding and a voltage command for performing motor driving, and transmits them to the inverter 11. Thereby, the inverter 11 switches and outputs the voltage for performing non-contact electric power feeding, and the voltage for performing a motor drive.
  • the motor drive amplifier 10A switches and outputs the voltage for driving the motor and the voltage for non-contact power feeding from one inverter 11. Therefore, the linear motor 2A can perform motor driving and non-contact power feeding while suppressing an increase in size of the apparatus.
  • Embodiment 3 FIG. Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the neutral point of the star connection in the stator is connected to the reference potential of the motor drive amplifier via a switch. This allows single phase operation in the stator.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a stator included in the linear motor according to the third embodiment.
  • constituent elements in FIG. 8 constituent elements that achieve the same functions as those of the stator 65 ⁇ / b> A of the second embodiment shown in FIG. 5 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
  • a linear motor 2B described later includes a stator 65B and a mover 61B described later.
  • the linear motor 2B includes a fixed portion including a plurality of stators 65B and control means 15, and the mover 61B moves on the fixed portions.
  • the non-contact power feeding mechanism of the linear motor 2B is realized by the mover 61B and the stator 65B.
  • the stator 65B includes one inverter 11 and a three-phase coil 12, and the three-phase coil 12 is star-connected.
  • the stator 65B includes a switch 19.
  • the neutral point 20 of the star connection is connected to the reference potential of the motor drive amplifier via the switch 19. Specifically, the neutral point 20 of the star connection is connected via the switch 19 to the power source 80 provided in the stator 65B. That is, here, the reference potential means a negative potential of the power source 80.
  • the control means 15 transmits to the inverter 11 a voltage command for turning on the switching element corresponding to the coil 12 for which an induced electromotive force is to be generated. Specifically, at the time of non-contact power supply, the control unit 15 transmits a voltage command for non-contact power supply for turning on a switching element corresponding to the coil 12 to be subjected to non-contact power supply to the inverter 11.
  • the stator 65B turns on the switch 19 in accordance with an instruction from the control means 15 during non-contact power feeding, thereby performing a single-phase operation.
  • FIG. 8 shows a current path when the upper U-phase transistor is operated.
  • the stator 65B can turn on the coil 12 corresponding to the transistor to be operated by operating a specific transistor included in the inverter 11 with the switch 19 turned on.
  • the stator 65B can field the coil 12 for each single phase when the coil 12 is operated as a power transmission coil.
  • stator 65B turns off the switch 19 in accordance with an instruction from the control means 15 when driving the motor. As a result, when the motor is driven, all three phases of the inverter 11 are operated.
  • the mover 61B since the stator 65B can operate for each single phase during non-contact power feeding, the mover 61B only needs to have one power receiving coil that faces the single-phase coil 12 that performs non-contact power feeding. Thereby, compared with the case where all the three phases operate
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of the linear motor according to the third embodiment.
  • the linear motor 2B includes a mover 61B and a fixed portion 62B.
  • the magnet 16 and the power receiving coil 14B are illustrated among the components included in the mover 61B, and the position sensor 17, the rectifier 13, and the capacitor 18 included in the mover 61B are not illustrated.
  • FIG. 9 schematically shows the connection between the switch 19 and the coil 12 and the connection between the motor drive amplifier 10B and the coil 12, and the exact connection is as shown in FIG.
  • the mover 61B includes a magnet 16 and one power receiving coil 14B.
  • the power receiving coil 14B is a coil similar to the power receiving coil 14A.
  • the fixing portion 62B includes a plurality of stators 65B.
  • Each stator 65B included in the fixing unit 62B includes a motor drive amplifier 10B, three coils 12, and a switch 19.
  • the motor drive amplifier 10 ⁇ / b> B includes an inverter 11, a control unit 15, and a power supply 80.
  • the difference between the stator 65B and the stator 65A is that the stator 65B has the switch 19 as described above.
  • the switch 19 may be arranged in the motor drive amplifier 10B.
  • control means 15 controls the motor drive voltage for turning on the coil 12 with respect to the inverter 11 of the stator 65B. Send a command. At this time, the control means 15 turns off the switch 19.
  • the control means 15 is connected to the inverter 11 of the stator 65B. A voltage command for non-contact power supply for turning on the coil 12 immediately below the power receiving coil 14B is transmitted. At this time, the control means 15 turns on the switch 19.
  • the control means 15 is directly under the power receiving coil 14B with respect to the inverter 11 of the stator 65B. A voltage command for non-contact power supply for turning on the coil 12 is transmitted.
  • control means 15 is a voltage that sets the voltage to 0 with respect to the inverter 11 of the stator 65B. Send a command.
  • the inverter 11 turns the coil 12 on and off based on the voltage command received from the control means 15.
  • the inverter 11 receives a voltage command for driving the motor
  • the inverter 11 outputs a voltage for driving the motor.
  • the coil 12 is turned on.
  • the inverter 11 receives a voltage command for contactless power feeding
  • the inverter 11 outputs a voltage for contactless power feeding to the coil 12 corresponding to the voltage command for contactless power feeding.
  • the coil 12 corresponding to the voltage command for non-contact power supply is turned on, and the other coils 12 are turned off.
  • the inverter 11 receives a voltage command for setting the voltage to 0, the inverter 11 turns off the three coils 12 without outputting the voltage.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the ON and OFF timings of the coil in the linear motor according to the third embodiment.
  • the coil 12 shall be arrange
  • the coils 12-0U, 12-0V, 12-0W included in the leftmost stator 65B and the coils 12-3U, 12-3V, 12-3W included in the rightmost stator 65B are , Both are off.
  • the coils 12-1U, 12-1V, and 12-1W included in the second stator 65B from the left are all turned on by a motor driving voltage.
  • the coil 12-2U is turned on by the non-contact power supply voltage, and the coils 12-2V and 12-2W are turned off.
  • the timing at which the mover 61B moves and a part of the magnet 16 is positioned immediately above the coil 12-0W provided in the leftmost stator 65B is the second timing.
  • the magnet 16 comes directly above the rightmost coil 12-0W, and the remaining coils 12- Neither the magnet 16 nor the power receiving coil 14B has moved immediately above 0U, 12-0V.
  • the power receiving coil 14B comes directly above the rightmost coil 12-1W, and immediately above the remaining coils 12-1U and 12-1V. Magnet 16 is coming.
  • the third stator 65B and the rightmost stator 65B from the left are after the magnet 16 and the power receiving coil 14B have passed, and the coils 12-2U, 12-2V, 12-2W, 12-3U, Neither the magnet 16 nor the receiving coil 14B is directly above 12-3V, 12-3W.
  • the coils 12-0U, 12-0V, and 12-0W included in the leftmost stator 65B are all turned on by the motor driving voltage.
  • the coils 12 included in the second stator 65B from the left are turned off, and the coil 12-1W is turned on by the non-contact power supply voltage. Further, the coils 12-2U, 12-2V, 12-2W, 12-3U, 12-3V, and 12-3W included in the third stator 65B from the left and the rightmost stator 65B are all off. is there.
  • the stator 65B that drives the motor turns on only the coil 12 directly above the magnet 16 and turns off the remaining coils 12. can do.
  • the mover 61B may be provided with one power receiving coil 14B so as to face the single phase of the coil 12. Therefore, the mover 61B can be made small.
  • the neutral point 20 of the star connection is connected to the reference potential of the motor drive amplifier 10B via the switch 19, so that the switch 19 is turned on for each single phase.
  • the on / off of the coil 12 can be controlled.
  • the linear motor 2B only needs to turn on one coil 12 during non-contact power feeding, and only needs to turn on the coil 12 directly above the magnet 16 when driving the motor. Can be suppressed.
  • mover 61B should just be provided with the one receiving coil 14B, the needle
  • Embodiment 4 FIG. Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • contactless power feeding is performed by a magnetic resonance method by disposing capacitors on the stator and the mover.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of the non-contact power feeding mechanism of the linear motor according to the fourth embodiment.
  • constituent elements in FIG. 11 constituent elements that achieve the same functions as those of the linear motor 2A of the second embodiment shown in FIG.
  • FIG. 11 shows a circuit configuration of a mover 61C included in the linear motor 2C and a circuit configuration of a stator 65C included in the linear motor 2C.
  • FIG. 11 one stator 65C among the plurality of stators 65C included in the linear motor 2C is illustrated. Further, in FIG. 11, the illustration of the magnet 16 provided in the mover 61C is omitted.
  • the linear motor 2C transmits power in a non-contact manner when the power receiving coil 14A receives the magnetic field generated by the coil 12, similarly to the linear motor 2A. Similarly to the linear motor 2A, the linear motor 2C moves the mover 61C by the current flowing through the coil 12 and the magnetic flux generated from the magnet 16.
  • the non-contact power feeding mechanism of the linear motor 2C is realized by the mover 61C and the stator 65C.
  • the difference between the mover 61C and the mover 61A is that the mover 61C includes a capacitor group 21 between the position sensor 17 as a load and the power receiving coil 14A.
  • capacitor group 21 is connected between rectifier 13 and power receiving coil 14A.
  • the capacitor group 21 includes three capacitors 22a, 22b, and 22c that are power receiving capacitors.
  • the mover 61C includes the three power receiving coils 14A in the same manner as the mover 61A.
  • the capacitor group 21 is arranged on a connection line connecting the power receiving coil 14 ⁇ / b> A and the rectifier 13. That is, in the mover 61C, one capacitor is disposed on one connection line between the power receiving coil 14A and the rectifier 13.
  • the capacitor 22a is disposed on the first connection line to which the first power receiving coil 14A is connected
  • the capacitor 22b is disposed on the second connection line to which the second power receiving coil 14A is connected.
  • the capacitor 22c is disposed on the third connection line to which the third power receiving coil 14A is connected.
  • the capacitor 22a is connected in series with the first power receiving coil 14A
  • the capacitor 22b is connected in series with the second power receiving coil 14A
  • the capacitor 22c is connected in series with the third power receiving coil 14A. Is connected.
  • stator 65C includes a switching mechanism 55 between the motor driving amplifier including the inverter 11 and the coil 12.
  • the switching mechanism 55 includes three switching units 51a, 51b, and 51c.
  • the switching unit 51a includes a capacitor 52a and a switch 53a
  • the switching unit 51b includes a capacitor 52b and a switch 53b
  • the switching unit 51c includes a capacitor 52c and a switch 53c.
  • Capacitors 52a, 52b, and 52c that are power transmission capacitors are used when the coil 12 is a power transmission coil.
  • the switching mechanism 55 is connected in series to the inverter 11 and the coil 12 between the inverter 11 and the coil 12.
  • a switching unit 51 a is connected to the first coil 12
  • a switching unit 51 b is connected to the second coil 12
  • a switching unit 51 c is connected to the third coil 12.
  • the capacitor 52a and the switch 53a are connected in series
  • the capacitor 52b and the switch 53b are connected in series
  • the switching unit 51c the capacitor 52c and the switch 53c are connected in series.
  • the switching mechanism 55 may be disposed in the motor drive amplifier provided in the stator 65C, or may be disposed outside the motor drive amplifier.
  • the switch 53a switches whether the path between the inverter 11 and the first coil 12 is a path via the capacitor 52a or a path not via the capacitor 52a.
  • the switch 53b switches whether the path between the inverter 11 and the second coil 12 is a path via the capacitor 52b or a path not via the capacitor 52b.
  • the switch 53c switches whether the path between the inverter 11 and the third coil 12 is a path via the capacitor 52c or a path not via the capacitor 52c.
  • the path through the capacitor 52a and the path not through the capacitor 52a are connected in parallel, and the switch 53a switches between these paths.
  • a path via the capacitor 52b and a path not via the capacitor 52b are connected in parallel, and the switch 53b switches between these paths.
  • the path via the capacitor 52c and the path not via the capacitor 52c are connected in parallel, and the switch 53c switches between these paths.
  • the switches 53a to 53c are controlled by the control means 15 connected to the stator 65C.
  • the switching mechanism 55 forms a path that does not pass through the capacitors 52a to 52c by the switches 53a to 53c when the motor is driven, and forms a path that passes through the capacitors 52a to 52c by the switches 53a to 53c during non-contact power feeding. In this way, the switching mechanism 55 switches the path between the inverter 11 and the coil 12 when the motor is driven and when contactless power feeding is performed.
  • the capacitors 22a to 22c and the three power receiving coils 14A form a first LC resonance circuit that is a first resonance circuit.
  • the capacitors 52a to 52c and the three coils 12 form a second LC resonance circuit that is a second resonance circuit.
  • the stator 65C and the mover 61C are prepared so that the LC resonance frequency of the stator 65C and the LC resonance frequency of the mover 61C are the same.
  • the motor drive amplifier provided in the linear motor 2C operates in accordance with the LC resonance frequency of the LC resonance circuit during non-contact power feeding. As described above, the linear motor 2C can perform non-contact power feeding by the magnetic resonance method by operating the motor drive amplifier at the same frequency as the LC resonance frequency of the coil 12 and the capacitors 52a to 52c.
  • the magnetic resonance type non-contact power feeding performed by the linear motor 2C uses LC resonance, and thus is resistant to positional displacement between the coil 12 and the power receiving coil 14A.
  • the electromagnetic induction type non-contact power supply allows a positional deviation of 1/10 or less of the coil diameter, whereas the magnetic resonance type non-contact power supply performed by the linear motor 2C is up to a half of the coil diameter.
  • a positional deviation between the coil 12 and the power receiving coil 14A can be allowed. For example, when the coil diameters of the coil 12 and the power receiving coil 14A are 10 cm, the allowable displacement is 1 cm in the electromagnetic induction method, whereas the allowable displacement is 5 cm in the non-contact power supply method.
  • the linear motor 2 ⁇ / b> C performs magnetic resonance with the coil 12 used for motor driving and the power source 80 used for motor driving without preparing a dedicated coil for non-contact power feeding and a dedicated power source for non-contact power feeding.
  • System non-contact power supply can be realized.
  • the capacitor group 21 is disposed on the movable element 61C, and the switching mechanism 55 including the capacitors 52a to 52c and the switches 53a to 53c is disposed on the stator 65C.
  • the linear motor 2 ⁇ / b> C can realize magnetic resonance type non-contact power feeding with the driving coil 12 and the power source 80.
  • Embodiment 5 a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • a capacitor is provided on the connection line between the switch 19 and the coil 12 with respect to the stator described in the third embodiment.
  • the neutral point 20 of the star-connected coil 12 is connected to the reference potential of the motor drive amplifier via the switch 19 and the capacitor.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a stator included in the linear motor according to the fifth embodiment.
  • constituent elements that achieve the same functions as those of the stator 65 ⁇ / b> B of the third embodiment shown in FIG. 8 are assigned the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
  • the linear motor of the fifth embodiment includes the stator 65D and the mover 61C described in the fourth embodiment.
  • the linear motor of the fifth embodiment has a fixed portion having a plurality of stators 65D, and the mover 61C moves on this fixed portion.
  • stator 65D has a capacitor 25 between the switch 19 and the coil 12.
  • stator 65D includes one switch 19 and one capacitor 25.
  • the stator 65C in the fourth embodiment has the three switching units 51a, 51b, and 51c.
  • the stator 65D in the present embodiment has one switching unit including the switch 19 and the capacitor 25. It has only 51d. That is, in this embodiment, the capacitor 25 is provided as a power transmission capacitor.
  • the neutral point 20 of the star connection is connected to the reference potential of the motor drive amplifier via the switch 19 and the capacitor 25.
  • the capacitor 25 is disposed on the connection line between the neutral point 20 and the switch 19. That is, the neutral point 20 of the star connection is connected to the capacitor 25 included in the stator 65D, and the capacitor 25 is connected to the power source 80 connected to the stator 65D via the switch 19.
  • the stator 65D turns on the switch 19 in accordance with an instruction from the control means 15 during non-contact power feeding, thereby performing a single phase operation.
  • the stator 65D can turn on the phase corresponding to the transistor to be operated by operating a specific transistor included in the inverter 11 with the switch 19 turned on.
  • the stator 65D can field the coil 12 for each single phase when the coil 12 is operated as a power transmission coil.
  • the stator 65D turns off the switch 19 according to an instruction from the control means 15 when driving the motor. As a result, when the motor is driven, all three phases of the inverter 11 are operated.
  • stator 65D forms a path that does not pass through the capacitor 25 by turning off the switch 19 when the motor is driven, and forms a path that passes through the capacitor 25 by turning on the switch 19 during non-contact power feeding. To do.
  • stator 65D switches the path between the inverter 11 and the coil 12 when the motor is driven and when contactless power feeding is performed.
  • the capacitors 22a to 22c and the three power receiving coils 14A form a first LC resonance circuit that is a first resonance circuit.
  • a second LC resonance circuit which is a second resonance circuit, is formed by the capacitor 25 and the specific coil 12 to which a voltage is supplied during non-contact power feeding.
  • the stator 65D and the mover 61C are prepared so that the LC resonance frequency of the stator 65D matches the LC resonance frequency of the mover 61C.
  • the motor drive amplifier provided in the linear motor according to the fifth embodiment operates in accordance with the LC resonance frequency of the LC resonance circuit during non-contact power feeding.
  • the linear motor according to the fifth embodiment can perform non-contact power feeding by the magnetic resonance method by operating the motor drive amplifier at the same frequency as the LC resonance frequency of the coil 12 and the capacitor 25.
  • the mover 61C moving on the stator 65D has one power receiving coil facing the single-phase coil 12 that performs non-contact power feeding. 14A is sufficient. That is, the mover 61C only needs to have one power receiving coil 14A. Thereby, compared with the case where all three phases operate
  • the stator 65D has a simple configuration.
  • the neutral point 20 of the star connection is connected to the reference potential of the motor drive amplifier via the switch 19 and the capacitor 25, so that the third embodiment and the fourth embodiment Has the same effect. That is, magnetic resonance type non-contact power feeding can be realized for each phase with a simple configuration.
  • Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • a material for forming the switching element of the inverter 11 will be described.
  • Silicon (Si) silicon is generally used as a material for forming the switching element, but silicon carbide (SiC), which is an example of a wide band gap semiconductor, is used for the inverter 11 described in the first to fifth embodiments. May be.
  • An SiC element is an example of a semiconductor called a wide bandgap semiconductor, capturing the characteristic that the band gap is larger than that of an Si element.
  • a semiconductor formed using a gallium nitride (GaN) -based material or diamond belongs to a wide band gap semiconductor, and these characteristics are also similar to SiC. Therefore, a configuration using a wide band gap semiconductor other than SiC for the switching element also forms the gist of the present invention.
  • ⁇ Motor drive amplifiers may generate heat when the voltage output frequency is increased in order to efficiently perform non-contact power feeding and the motor drive amplifier loss increases.
  • the motor drive amplifier becomes large. Therefore, in the sixth embodiment, by using a wide band gap semiconductor for the switching element of the inverter 11, an increase in the loss of the motor drive amplifier can be suppressed to half or less.
  • FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the output frequency and the loss in the drive amplifier.
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 13 is the output frequency of the voltage output by the motor drive amplifier when contactless power feeding is performed, and the vertical axis is the loss in the motor drive amplifier when contactless power feeding is performed.
  • the loss in the motor drive amplifier will be described as the heat generation amount.
  • the switching element when the switching element is a Si element, the amount of heat generation increases rapidly as the output frequency increases.
  • the switching element is a SiC element, the amount of generated heat increases only slowly even when the output frequency increases.
  • the amount of increase in the amount of heat generated with respect to the output frequency is smaller when the switching element is a SiC element than when the switching element is a Si element.
  • the non-contact power supply and the motor drive can be efficiently performed with the inverter 11 having a small configuration.
  • FIG. 14 is a diagram of a hardware configuration example of the control unit according to the first to sixth embodiments.
  • the control means 15 can be realized by the control circuit 300 shown in FIG. 14, that is, the processor 301 and the memory 302.
  • the processor 301 are a CPU (Central Processing Unit, a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a processor, and a DSP) or a system LSI (Large Scale Integration).
  • An example of the memory 302 is a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory).
  • the control means 15 is realized by the processor 301 reading out and executing a program stored in the memory 302 for executing the operation of the control means 15. It can also be said that this program causes a computer to execute the procedure or method of the control means 15.
  • the memory 302 is also used as a temporary memory when the processor 301 executes various processes.
  • the program executed by the processor 301 may be realized by a computer program product that is a recording medium in which the program is stored.
  • An example of the recording medium in this case is a non-transitory computer-readable medium in which a program is stored.
  • part of the function of the control means 15 may be realized by dedicated hardware, and part of it may be realized by software or firmware. Embodiments 2 to 6 may be combined. Further, the number of power receiving coils 14A and 14B is not limited to the number described in the second to fifth embodiments, and an arbitrary number may be arranged. Further, the power receiving coil 14A may be disposed at a plurality of locations. For example, the first power receiving coil 14 ⁇ / b> A may be disposed in front of the traveling direction of the magnet 16, and the second power receiving coil 14 ⁇ / b> A may be disposed behind the traveling direction of the magnet 16.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
  • 1 motor drive system 2A to 2C linear motor, 10, 10A, 10B motor drive amplifier, 11, 31 inverter, 12 coils, 13 rectifiers, 14A, 14B, 41a receiving coil, 15, 35 control means, 16 magnets, 17 positions Sensor, 18, 22a, 22b, 22c, 25, 52a, 52b, 52c capacitor, 19, 30, 53a, 53b, 53c switch, 20 neutral point, 21 capacitor group, 32, 80 power supply, 40 power supply mechanism, 41b power transmission Coil, 50 motor, 51B, 52B voltage, 51a, 51b, 51c, 51d switching part, 55 switching mechanism, 61A, 61B, 61C mover, 62A, 62B fixing part, 65A, 65B, 65C, 65D stator, 71A, 72A voltage command, 300 control times , 301 processor, 302 memory.

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Abstract

モータ駆動システムにおいて、第１の電圧と第２の電圧とを切換えて出力するインバータ（３１）と、第１の電圧を出力させるための第１の電圧指令（７１Ａ）と、第２の電圧を出力させるための第２の電圧指令（７２Ａ）との何れかをインバータ（３１）に送信する制御手段（３５）と、を有するモータ駆動アンプ（１０）と、送電コイルおよび受電コイルを有し、インバータ（３１）から出力される第１の電圧によって送電コイル側から受電コイル側に非接触で電力を伝送する給電機構と、固定子および可動子を有し、インバータ（３１）から出力される第２の電圧によって固定子が発生させる磁界で可動子を駆動するモータと、を備える。

Description

モータ駆動システム
　本発明は、非接触給電を行うことができるモータ駆動システムに関する。
　産業界においては非接触給電の技術が一般的に用いられている。この非接触給電の技術は、固定子の上を可動子が移動するリニアモータの可動子への電力供給、センサまたはＡＧＶ（Automated　Guided　Vehicle、無人搬送機）等への電力供給のために用いられる。また、産業界においてモータ駆動アンプは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換するために広く一般的に用いられ、リニアモータまたはその他のモータと併せてモータ駆動システムを構成する。さらに、センサまたはＡＧＶ等は、モータが搭載されるシステムとともに用いられている。
　特許文献１には、可動子の二次側コイルが固定子の一次側コイルと向き合って配置され、可動子とともに二次側コイルが一次側コイルに沿って移動する間に、一次側コイルおよび二次側コイルを用いた電磁誘導によって非接触で可動子に給電する非接触給電装置の技術が開示されている。
特開２００９－２８４６９５号公報
　しかしながら、上記従来の技術である特許文献１では、複数の固定子のそれぞれに、可動子に給電するためのインバータと、自走式台車を走行させるために電気エネルギーを機械エネルギーに変換するモータ駆動アンプ用のインバータが必要になる。ここで、モータ駆動アンプとはモータ駆動する機能を備えた電力変換装置のことであり、インバータとは直流を交流に変換する回路である。このため、非接触給電装置とモータ駆動アンプそれぞれがインバータを備えるため、装置全体として大型化してしまうという問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置の大型化を抑制して非接触給電とモータ駆動を行うことができるモータ駆動システムを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のモータ駆動システムは、第１の電圧と第２の電圧とを切換えて出力するインバータと、第１の電圧を出力させるための第１の電圧指令と、第２の電圧を出力させるための第２の電圧指令との何れかをインバータに送信する制御手段と、を有するモータ駆動アンプと、送電コイルおよび受電コイルを有し、インバータから出力される第１の電圧によって送電コイル側から受電コイル側に非接触で電力を伝送する給電機構と、固定子および可動子を有し、インバータから出力される第２の電圧によって固定子が発生させる磁界で可動子を駆動するモータと、を備える。
　本発明にかかるモータ駆動システムは、装置の大型化を抑制してモータ駆動と非接触給電とを行うことができるという効果を奏する。
本発明の実施の形態１にかかるモータ駆動システムの構成を示す図 実施の形態１にかかるモータ駆動アンプの構成を示す図 実施の形態１にかかるモータ駆動アンプの動作を説明するための図 実施の形態２にかかるリニアモータの構成を示す図 実施の形態２にかかるリニアモータの非接触給電機構の構成を示す図 実施の形態２にかかるリニアモータが備える制御手段の動作手順を示すフローチャート 実施の形態２にかかるリニアモータにおける、コイルのオンおよびオフのタイミングを説明するための図 実施の形態３にかかるリニアモータが備える固定子の構成を示す図 実施の形態３にかかるリニアモータの概略構成を示す図 実施の形態３にかかるリニアモータにおける、コイルのオンおよびオフのタイミングを説明するための図 実施の形態４にかかるリニアモータの非接触給電機構の構成を示す図 実施の形態５にかかるリニアモータが備える固定子の構成を示す図 出力周波数と駆動アンプにおける損失との関係を示す図 実施の形態１から６にかかる制御手段のハードウェア構成例を示す図
　以下に、本発明の実施の形態にかかるモータ駆動システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１にかかるモータ駆動システムの構成を示す図である。モータ駆動システム１は、電圧を出力するモータ駆動アンプ１０と、モータ駆動アンプ１０に接続されるスイッチ３０とを備えている。また、モータ駆動システム１は、スイッチ３０を介してモータ駆動アンプ１０に接続可能な給電機構４０と、スイッチ３０を介してモータ駆動アンプ１０に接続可能なモータ５０とを備えている。
　モータ駆動システム１は、給電機構４０内で非接触給電を行うことと、モータ５０を駆動することとを切換えることができる。モータ駆動アンプ１０は、第１の電圧を給電機構４０に出力し、第２の電圧をモータ５０に出力する。モータ駆動アンプ１０は、第１の電圧を出力するための後述する電圧指令７１Ａと、第２の電圧を出力するための後述する電圧指令７２Ａと、を切換える後述の制御手段３５を有している。
　給電機構４０は、スイッチ３０を介してモータ駆動アンプ１０に接続可能なよう構成されており、送電コイル４１ｂと受電コイル４１ａとを有している。給電機構４０は、スイッチ３０を介してモータ駆動アンプ１０に接続されるとモータ駆動アンプ１０からの第１の電圧によって送電コイル４１ｂに磁界を発生させる。給電機構４０は、送電コイル４１ｂが発生させる磁界を受電コイル４１ａに与えることで送電コイル４１ｂ側から受電コイル４１ａ側に非接触で電力を伝送する。
　モータ５０は、モータ駆動アンプ１０に接続可能なよう構成されており、固定子および可動子を有している。モータ５０は、モータ駆動アンプ１０に接続されるとモータ駆動アンプ１０からの第２の電圧によって固定子が可動子を駆動させる。
　なお、モータ駆動システム１は、スイッチ３０を備えていなくてもよい。この場合、モータ駆動システム１の使用者によってモータ駆動アンプ１０と給電機構４０との接続、またはモータ駆動アンプ１０とモータ５０との接続が行われる。
　このように、モータ駆動アンプ１０は、モータ５０を駆動するモータ駆動機能と、送電コイル４１ｂ側から受電コイル４１ａ側に非接触で電力を伝送する非接触給電機能と、を備えている。モータ駆動アンプ１０は、給電機構４０に接続される場合には第１の電圧を出力し、モータ５０に接続される場合には第２の電圧を出力する。
　ここで、モータ駆動アンプ１０の構成について説明する。図２は、実施の形態１にかかるモータ駆動アンプの構成を示す図である。モータ駆動アンプ１０は、電圧を出力する電源３２と、電源３２から出力された電圧の周波数および振幅の大きさを変えるインバータ３１と、インバータ３１を制御するマイクロコンピュータである制御手段３５とを備えている。電源３２が、モータ駆動アンプ１０の外部に配置され、外部からモータ駆動アンプ１０へ電圧を供給してもよい。
　電源３２は、直流電源であり、電圧をインバータ３１に出力する。なお、電源３２は、交流電源であってもよい。この場合、電源３２とインバータ３１との間にコンバータが接続される。制御手段３５は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）といったプロセッサ、およびメモリを有した半導体チップ等である。制御手段３５は、インバータ３１への電圧指令７１Ａ，７２Ａを切換えることによって、モータ駆動機能と非接触給電機能とを切換える。制御手段３５は、非接触給電機能を実行させる場合には、第１の電圧指令である電圧指令７１Ａをインバータ３１に送信し、モータ駆動機能を実行させる場合には、第２の電圧指令である電圧指令７２Ａをインバータ３１に送信する。電圧指令７１Ａ，７２Ａは、出力させたい電圧の、周波数および振幅を示す指令である。インバータ３１は、電圧指令７１Ａを受信すると第１の電圧を出力し、電圧指令７２Ａを受信すると第２の電圧を出力する。
　図３は、実施の形態１にかかるモータ駆動アンプの動作を説明するための図である。モータ駆動システム１では、スイッチ３０が操作されることによって、モータ駆動アンプ１０が、給電機構４０またはモータ５０に接続される。スイッチ３０への操作は、モータ駆動アンプ１０に接続されてモータ駆動アンプ１０を制御するＰＬＣ（Programmable　Logic　Controller）といった外部装置が行ってもよいし、使用者が手動で行ってもよい。
　モータ駆動アンプ１０が給電機構４０に接続された場合、モータ駆動アンプ１０の制御手段３５は、給電機構４０への電力供給に用いる電圧の出力を指示する電圧指令７１Ａをインバータ３１に送信する。制御手段３５がインバータ３１に出力する電圧指令７１Ａは、出力電圧の周波数を、例えば７０ｋＨｚから数ＭＨｚとさせるための指令である。
　また、モータ駆動アンプ１０がモータ５０に接続された場合、モータ駆動アンプ１０の制御手段３５は、モータ５０への電力供給に用いる電圧の出力を指示する電圧指令７２Ａをインバータ３１に送信する。制御手段３５がインバータ３１に出力する電圧指令７２Ａは、出力電圧の周波数を、例えばモータ回転周波数である数百ＨｚおよびＰＷＭ（Pulse　Width　Modulation）（パルス幅変調）周波数である２ｋＨｚから２０ｋＨｚとさせるための指令である。ＰＷＭ方式は、パルス信号の幅を変える変調方式である。
　インバータ３１は、制御手段３５から電圧指令７１Ａを受信すると、電圧指令７１Ａに対応する電圧５１Ｂをスイッチ３０側へ出力する。また、インバータ３１は、制御手段３５から電圧指令７２Ａを受信すると、電圧指令７２Ａに対応する電圧５２Ｂをスイッチ３０側へ出力する。インバータ３１が出力する電圧５１Ｂ，５２Ｂは、交流電圧である。
　モータ駆動アンプ１０が給電機構４０に接続された場合、インバータ３１は、給電機構４０に対応する電圧５１Ｂを、スイッチ３０を介して給電機構４０に出力する。また、モータ駆動アンプ１０がモータ５０に接続された場合、インバータ３１は、モータ５０に対応する電圧５２Ｂを、スイッチ３０を介してモータ５０に出力する。第１の電圧である電圧５１Ｂは、第２の電圧である電圧５２Ｂよりも周波数が高い電圧である。このように、モータ駆動アンプ１０は、給電機構４０に接続された場合には、モータ５０に接続された場合よりも高い周波数の電圧を出力し、モータ５０に接続された場合には、給電機構４０に接続された場合よりも低い周波数の電圧を出力する。
　モータ駆動アンプ１０が給電機構４０に接続された場合にモータ駆動アンプ１０が出力する電圧５１Ｂの周波数の一例は、数ＭＨｚであり、モータ駆動アンプ１０がモータ５０に接続された場合にモータ駆動アンプ１０が出力する電圧５２Ｂの周波数の一例は、１０ｋＨｚである。このように、モータ駆動機能と非接触給電機能とでは、供給される電圧の出力周波数が異なる。周波数が異なる理由は、非接触給電では送受信アンテナであるコイルの位置ずれがあるため、モータ駆動よりもコイルのインダクタンスが小さくなるからである。そのため、出力電力を得るためには電流または周波数が高くされる。しかし、電流を増大させるとコイルの銅損が発生し、エネルギー交換効率が悪化してしまう。そのため、非接触給電では、モータ駆動よりも周波数を高くすることが有効である。
　このように、モータ駆動システム１は、モータ５０への接続と給電機構４０への接続とをスイッチ３０で切換えることができるとともに、モータ５０への電力供給と給電機構４０への電力供給とをモータ駆動アンプ１０の制御手段３５で切換えることができる。このように、モータ駆動システム１は、１つのモータ駆動アンプ１０にて、モータ駆動機能と非接触給電機能とを切換えることができる。すなわち、モータ駆動システム１は、１つのインバータ３１でモータ駆動機能および非接触給電機能のそれぞれに適した周波数の電圧を供給することができる。
　ここで、一般的にモータ駆動アンプから出力される電圧の出力周波数は、主に出力電力によって制約される。その理由は、大電力で出力周波数を高くした場合、インバータのスイッチング素子の損失が増大し発熱するためである。実施の形態１のモータ駆動アンプ１０は、モータ５０よりも低電力で動作可能なセンサ等に非接触給電で電力を供給する。例えば、モータ５０に必要な電力が１ｋＷ程度であるのに対して、センサに必要な電力は１Ｗ程度である。このように、センサ等に供給する電力はモータ５０に供給する電力よりも低くても良いので、モータ駆動アンプ１０は、給電機構４０に供給する電圧の出力周波数をモータ５０に供給する電圧の出力周波数よりも高くすることが可能である。
　なお、本実施の形態におけるセンサとしては、位置センサまたは近接センサが挙げられるが、本実施の形態におけるセンサは、例えば産業（Factory　Automation）分野で用いられるセンサであれば何れのセンサであってもよい。
　モータ駆動システム１は、非接触給電時に高い周波数の電圧を供給することができるので、給電機構４０が備える送電コイル４１ｂと受電コイル４１ａとの間のエネルギー変換効率を向上させることができる。
　このように、モータ駆動アンプ１０は、１つの電源３２と、１つのインバータ３１とを用いて、モータ駆動機能と非接触給電機能とを実現することができる。このため、モータ駆動システム１は、新たに非接触給電専用の電源を準備する必要がない。
　比較例としてリニアモータの推力発生用の電磁束を流用する例を考える。モータ駆動機能と非接触給電機能とを有した比較例のモータ駆動システムは、非接触給電用に受け渡される電磁エネルギーに、推力発生用の電磁束を流用する。この場合、モータ駆動用の電磁束は、非接触給電用に比べて周波数が低く、出力電力を大きく取ることができない。もしくは出力電力を大きくとるために、電流が増大しエネルギー変換効率が低下するといった問題がある。すなわち、この比較例のモータ駆動システムでは、非接触給電用に受け渡される電圧が、推力発生用に最適化された電圧であるので、非接触給電用に受け渡される電圧として最適な周波数ではない。エネルギー変換効率良く非接触給電をするためには、非接触給電用の高周波電源を別途用意する必要があり、システムサイズが大型化してしまう。
　一方、実施の形態１のモータ駆動システム１は、制御手段３５がインバータ３１への電圧指令７１Ａ，７２Ａを切換えることによってモータ駆動機能と非接触給電機能とを切換えるので、小さなシステム構成でモータ駆動および非接触給電を実現することができる。
　このように実施の形態１によれば、モータ駆動アンプ１０は、インバータ３１と制御手段３５とを備えている。そして、制御手段３５が、非接触給電を行うための電圧５１Ｂを出力するための電圧指令７１Ａと、モータ駆動を行うための電圧５２Ｂを出力するための電圧指令７２Ａと、の何れかをインバータ３１に送信している。これにより、インバータ３１が、電圧５１Ｂと電圧５２Ｂとを切換えて出力している。換言すると、モータ駆動アンプ１０は、１つのインバータ３１が制御手段３５からの指令に従って、モータ駆動用の電圧５２Ｂと非接触給電用の電圧５１Ｂとを切換えて出力する。したがって、モータ駆動システム１は、装置の大型化を抑制してモータ駆動と非接触給電とを行うことが可能となる。
　さらに、モータ５０は、リニアモータまたは回転モータの何れであってもよいので、モータ駆動システム１は、非接触給電が必要な種々の現場において、モータ５０を駆動可能なモータ駆動アンプ１０を非接触給電用のアンプとして代用することができる。
　また、本実施の形態では、エネルギー変換効率よく非接触給電を実現できるので、非接触給電用の送電コイル４１ｂおよび受電コイル４１ａのサイズの大型化を抑制する効果も得られる。すなわち、非接触給電時に電圧の高周波化が可能となるため、コアを小型化することができ、システムサイズの小型化につながる。
　なお、実施の形態１では、インバータ３１から出力される電圧がモータ駆動用の電圧５２Ｂの場合、非接触給電機能は停止し、インバータ３１から出力される電圧が非接触給電用の電圧５１Ｂの場合、モータ駆動機能は停止するので、モータ駆動アンプ１０は、非接触給電とモータ駆動とを交互に行うようなシステムに適用される。
実施の形態２．
　つぎに、図４から図７を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、可動子にモータ駆動用の磁石と非接触給電用の受電コイルとを配置しておき、モータ駆動アンプが、１つのインバータから、モータ駆動用の電圧と非接触給電用の電圧とを切換えて出力する。すなわち、本実施の形態では可動子が受電コイルを備え、固定子が送電コイルを備える。つまり、モータを駆動する駆動コイルとして、送電コイルを用いる。
　図４は、実施の形態２にかかるリニアモータの構成を示す図である。リニアモータ２Ａは、軌道側にモータを駆動するためのモータ駆動アンプ１０Ａおよびコイル１２を備えた磁石可動型のリニアモータである。リニアモータ２Ａは、３相交流によって動作する。図４では、送電コイルに用いられる３相のコイル１２と、受電コイル１４Ａと、が対向した状態でのリニアモータ２Ａの構成を示している。リニアモータ２Ａは、電磁誘導方式または磁気共鳴方式の非接触給電を行う。リニアモータ２Ａは、１つの可動子６１Ａと、固定部６２Ａとを備えている。
　固定部６２Ａは、後述する複数の固定子６５Ａを有している。１つの固定子６５Ａは、１つのモータ駆動アンプ１０Ａと、３相のコイル１２とを含んで構成されている。各固定子６５Ａでは、３つのコイル１２が直線状に並ぶよう配置されている。また、固定部６２Ａでは、各コイル１２が直線状に並ぶよう、複数の固定子６５Ａが直線状に配置されており、モータ駆動によって可動子６１Ａが固定部６２Ａ上を直線移動する。
　各固定子６５Ａが備えるコイル１２は、可動子６１Ａ側に磁界を発生させる。コイル１２は、可動子６１Ａを駆動するモータ駆動コイルの機能と、可動子６１Ａに送電する送電コイルの機能とを有している。
　各モータ駆動アンプ１０Ａは、制御手段１５と、１つのインバータ１１と、後述する１つの電源８０とを備えている。なお、図４では、電源８０の図示を省略している。また、図４では、インバータ１１とコイル１２との接続を模式的に図示しており、正確な接続は後述する。電源８０は、実施の形態１で説明した電源３２と同様の機能を有しており、インバータ１１に電圧を出力する。また、インバータ１１は、実施の形態１で説明したインバータ３１と同様の機能を有している。また、制御手段１５は、実施の形態１で説明した制御手段３５と同様の機能を有している。
　１つの固定子６５Ａ内では、インバータ１１が、３つのコイル１２に接続されている。例えば、第１の固定子６５Ａ内では、第１のインバータ１１が第１から第３のコイル１２に接続され、第２の固定子６５Ａ内では、第２のインバータ１１が第４から第６のコイル１２に接続されている。第１および第４のコイル１２は、Ｕ相交流電圧が印加されるＵ相コイルであり、第２および第５のコイル１２は、Ｖ相交流電圧が印加されるＶ相コイルであり、第３および第６のコイル１２は、Ｗ相交流電圧が印加されるＷ相コイルである。また、各インバータ１１は、制御手段１５および電源８０に接続されている。
　各固定子６５Ａでは、制御手段１５が実施の形態１と同様の電圧指令をインバータ１１に送信する。以下の説明では、非接触給電を行う際に第１の電圧を出力させるための指令を第１の電圧指令とし、モータ駆動を行う際に第２の電圧を出力させるための指令を第２の電圧指令として説明する。第１の電圧および第２の電圧は、実施の形態毎に異なってもよい。
　インバータ１１は、非接触給電を行う際には、制御手段１５からの第１の電圧指令に従って第１の電圧をコイル１２に供給し、モータ駆動を行う際には、制御手段１５からの第２の電圧指令に従って第２の電圧をコイル１２に供給する。これにより、コイル１２は、非接触給電を行う際に供給される第１の電圧によって第１の磁界を発生させ、モータ駆動を行う際に供給される第２の電圧によって第２の磁界を発生させる。
　可動子６１Ａは、固定部６２Ａによって直線運動させられる移動体である。ここでは、１つの可動子６１Ａの底面が、固定子６５Ａの２つ分の底面と同じ大きさを有している場合について説明する。可動子６１Ａは、位置センサ１７と、永久磁石である磁石１６と、整流器１３と、３つの受電コイル１４Ａとを備えている。
　磁石１６は、固定部６２Ａ側に磁束を発生させる。磁石１６の底面は、コイル１２に対向する面である。磁石１６の底面形状および底面寸法は、３つ分のコイル１２が配置された矩形領域の形状および寸法と略同じである。換言すると、磁石１６のコイル１２に対する対向面は、コイル１２の３つ分の配置領域と略同じである。
　可動子６１Ａは、固定部６２Ａが備えるコイル１２に流れる電流と、磁石１６から発生する磁束との作用によって発生する推力で固定部６２Ａ上をコイル１２の配置方向に沿って移動する。複数の固定子６５Ａが備える各コイル１２は、直線状に並べられているので、可動子６１Ａは、コイル１２の配置方向である直線方向に沿って移動する。
　受電コイル１４Ａのコイル径と、コイル１２のコイル径とは同じである。可動子６１Ａが備える各受電コイル１４Ａは、固定子６５Ａが備えるコイル１２に１対１で対向できるよう可動子６１Ａ内に配置されている。可動子６１Ａでは、磁石１６および３つの受電コイル１４Ａが、６つのコイル１２に対向するよう直線状に配置されている。
　受電コイル１４Ａのうちの第１の受電コイル１４Ａは、Ｕ相コイルであり、第２の受電コイル１４Ａは、Ｖ相コイルであり、第３の受電コイル１４Ａは、Ｗ相コイルである。各受電コイル１４Ａは、固定部６２Ａが備えるコイル１２が発生させる磁界を受け取ることによって、固定部６２Ａからの交流電力を受電する。このように、リニアモータ２Ａは、一次コイルであるコイル１２および二次コイルである受電コイル１４Ａを用いた電磁誘導によって非接触で可動子６１Ａに給電を行う。受電コイル１４Ａは、受電した交流電力を整流器１３に送る。
　整流器１３は、受電コイル１４Ａからの交流電力を直流電力に変換する素子である。整流器１３は、変換した直流電力を後述するコンデンサ１８に供給するとともに、位置センサ１７といった負荷に供給する。
　位置検出装置である位置センサ１７は、可動子６１Ａの位置を検出するセンサである。位置センサ１７は、整流器１３を介して送られてくる直流電力を用いて動作する。位置センサ１７は、可動子６１Ａが固定部６２Ａ内の何れの位置にあるかを検出する。位置センサ１７は、可動子６１Ａの位置を示す位置情報を、無線通信によって各制御手段１５に送信する。なお、位置センサ１７は、可動子６１Ａに配置される付帯装置の一例であり、可動子６１Ａに配置される付帯装置は位置センサ１７以外の位置検出装置であってもよい。
　制御手段１５は、位置センサ１７から送られてくる位置情報に基づいて、各固定子６５Ａに送信する電圧指令を決定する。制御手段１５は、磁石１６とコイル１２とが向き合う位置にある固定子６５Ａのコイル１２に、モータ駆動用の電圧が供給されるようインバータ１１に電圧指令を送る。換言すると、制御手段１５は、磁石１６とコイル１２とが向き合うタイミングで、磁石１６に向き合うコイル１２にモータ駆動用の電圧が供給されるようインバータ１１を制御する。また、制御手段１５は、受電コイル１４Ａとコイル１２とが向き合う位置にある固定子６５Ａのコイル１２に、非接触給電用の電圧が供給されるようインバータ１１に電圧指令を送る。換言すると、制御手段１５は、受電コイル１４Ａとコイル１２とが向き合うタイミングで、受電コイル１４Ａに向き合うコイル１２に非接触給電用の電圧が供給されるようインバータ１１を制御する。また、制御手段１５は、固定子６５Ａが有する３つのコイル１２の何れの上にも磁石１６および受電コイル１４Ａが来ていない場合には、電圧を出力させない電圧指令をインバータ１１に送る。
　制御手段１５は、インバータ１１に対して、非接触給電用の電圧指令、モータ駆動用の電圧指令、電圧を出力させない電圧指令の何れか１つを送信する。なお、制御手段１５は、固定子６５Ａが有する３つのコイル１２の何れの上にも磁石１６および受電コイル１４Ａが来ていない場合であっても、非接触給電用の電圧指令またはモータ駆動用の電圧指令をインバータ１１に送ってもよい。また、位置センサ１７以外の位置検出装置が位置情報を検出して制御手段１５に送信してもよい。この場合、可動子６１Ａは、位置センサ１７を有していなくてもよい。
　なお、各モータ駆動アンプ１０Ａそれぞれに電源８０を接続してもよいし、各モータ駆動アンプ１０Ａで電源８０を共有してもよい。モータ駆動アンプ１０Ａで電源８０を共有する場合、固定部６２Ａに対して１つの電源が配置され、この電源から各固定子６５Ａに電圧が出力される。
　図５は、実施の形態２にかかるリニアモータの非接触給電機構の構成を示す図である。図５では、リニアモータ２Ａが有している可動子６１Ａの回路構成と、リニアモータ２Ａが有している固定子６５Ａの回路構成とを示している。なお、図５では、リニアモータ２Ａが有する複数の固定子６５Ａのうちの１つの固定子６５Ａを図示している。また、図５では、可動子６１Ａが備える磁石１６の図示を省略している。
　リニアモータ２Ａの非接触給電機構は、可動子６１Ａと固定子６５Ａとで実現される。固定子６５Ａは、１つのインバータ１１と、３つのコイル１２と、電源８０と、制御手段１５とを備えている。インバータ１１は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各相２組ずつのスイッチング素子を用いた３相出力インバータである。各スイッチング素子は、トランジスタおよびダイオードを有している。
　３つのコイル１２は、Ｕ相コイルと、Ｖ相コイルと、Ｗ相コイルとからなる。そして、Ｕ相コイルが、Ｕ相のスイッチング素子に接続され、Ｖ相コイルが、Ｖ相のスイッチング素子に接続され、Ｗ相コイルが、Ｗ相のスイッチング素子に接続されている。固定子６５Ａでは、コイル１２とスイッチング素子とがスター結線されている。
　可動子６１Ａは、整流器１３と、位置センサ１７と、３つの受電コイル１４Ａとを備えている。なお、ここでは可動子６１Ａがコンデンサ１８を備えている場合について説明する。整流器１３は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各相２組ずつの合計６つのダイオードを有している。
　３つの受電コイル１４Ａは、Ｕ相コイルと、Ｖ相コイルと、Ｗ相コイルとである。そして、Ｕ相コイルが、Ｕ相のダイオードに接続され、Ｖ相コイルが、Ｖ相のダイオードに接続され、Ｗ相コイルが、Ｗ相のダイオードに接続されている。
　可動子６１Ａでは、整流器１３と、コンデンサ１８と、位置センサ１７と、が並列接続されている。受電コイル１４Ａが固定子６５Ａから受電した交流電力は、整流器１３に送られて整流器１３が直流電力に変換する。この直流電力は、コンデンサ１８に送られてコンデンサ１８で蓄電されるとともに、位置センサ１７に供給される。コンデンサ１８への蓄電は、可動子６１Ａが停止している状態で、実施されてもよい。なお、可動子６１Ａは、コンデンサ１８を有していなくてもよい。
　リニアモータ２Ａでは、コイル１２が発生する磁界を受電コイル１４Ａが受け取ることによって非接触で電力伝送する。また、リニアモータ２Ａでは、コイル１２に流れる電流と、磁石１６から発生する磁束とによって可動子６１Ａを移動させる。このように、リニアモータ２Ａは、軌道側に可動子６１Ａを移動させるコイル１２を備えており、非接触給電時にはコイル１２が送電コイルとして用いられる。このように、リニアモータ２Ａは、非接触給電のための専用コイルおよび非接触給電のための専用電源を準備することなく、駆動用のコイル１２および電源８０で非接触給電を実現できる。
　つぎに、制御手段１５の動作手順について説明する。図６は、実施の形態２にかかるリニアモータが備える制御手段の動作手順を示すフローチャートである。リニアモータ２Ａは、動作を開始すると、位置センサ１７が位置情報を検出して制御手段１５に送信する。
　制御手段１５は、位置センサ１７から位置情報を受信し（ステップＳ１）、位置情報に基づいて磁石１６および受電コイル１４Ａの位置を算出する（ステップＳ２）。このとき、制御手段１５は、コイル１２に対する磁石１６および受電コイル１４Ａの位置を算出する。
　そして、制御手段１５は、自らの固定子６５Ａに対して、磁石１６および受電コイル１４Ａの位置に対応する電圧指令を算出する（ステップＳ３）。このとき、制御手段１５は、磁石１６が何れの固定子６５Ａにおける何れのコイル１２の上に位置しているかを判定し、受電コイル１４Ａが何れの固定子６５Ａにおける何れのコイル１２の上に位置しているかを判定する。制御手段１５は、磁石１６および受電コイル１４Ａがそれぞれ何れのコイル１２の上に位置しているかに基づいて、各固定子６５Ａへの電圧指令を算出する。換言すると、制御手段１５は、磁石１６および受電コイル１４Ａがそれぞれ何れのコイル１２の上に位置しているかに基づいて、各固定子６５Ａに対して第１の電圧指令および第２の電圧指令の何れを送信するかを決定する。制御手段１５は、算出した電圧指令をインバータ１１に送信する（ステップＳ４）。
　制御手段１５は、１つの固定子６５Ａ内で少なくとも１つのコイル１２が磁石１６の直下となり、且つ何れのコイル１２も受電コイル１４Ａの直下となっていない場合には、この固定子６５Ａのインバータ１１に対してモータ駆動用の電圧指令を送信する。
　また、制御手段１５は、１つの固定子６５Ａ内で少なくとも１つのコイル１２が受電コイル１４Ａの直下となり、且つ何れのコイル１２も磁石１６の直下となっていない場合には、この固定子６５Ａのインバータ１１に対して非接触給電用の電圧指令を送信する。
　また、制御手段１５は、１つの固定子６５Ａ内でコイル１２が磁石１６および受電コイル１４Ａの直下となっている場合には、この固定子６５Ａのインバータ１１に対して電圧を０とする電圧指令をインバータ１１に送信する。換言すると、制御手段１５は、３つのコイル１２のうちの少なくとも１つが磁石１６の直下となり、且つ３つのコイル１２のうちの少なくとも１つが受電コイル１４Ａの直下となっている場合には、電圧を０とする電圧指令を送信する。
　各固定子６５Ａでは、インバータ１１が、制御手段１５から受信した電圧指令に基づいてコイル１２のオンとオフを行う。インバータ１１は、モータ駆動用の電圧指令を受信した場合は、モータ駆動用の電圧を出力して３つのコイル１２をオンにする。インバータ１１は、非接触給電用の電圧指令を受信した場合は、非接触給電用の電圧を出力して３つのコイル１２をオンにする。インバータ１１は、電圧を０とする電圧指令を受信した場合は、電圧を出力せずに３つのコイル１２をオフにする。ここで、コイル１２をオンにするとは、コイル１２を動作状態にすることを言い、インバータ１１からコイル１２に、モータ駆動用の電圧あるいは非接触給電用の電圧が出力される状態を示す。なお、これらの電圧の例としては、上述したようにＰＷＭ変調された電圧も含まれる。また、コイル１２をオフにするとは、インバータ１１からコイル１２にモータ駆動用の電圧および非接触給電用の電圧がいずれも出力されない状態を言う。
　ここで、可動子６１Ａが備える磁石１６および受電コイル１４Ａの位置と、各コイル１２をオンにするタイミングとの関係について説明する。図７は、実施の形態２にかかるリニアモータにおける、コイルのオンおよびオフのタイミングを説明するための図である。
　図７では、可動子６１Ａが移動中の第１のタイミングにおけるリニアモータ２Ａの状態を状態（ａ）で示し、第２のタイミングにおけるリニアモータ２Ａの状態を状態（ｂ）で示している。また、図７では、最左端の固定子６５Ａが備えるコイル１２を、左側から順番にコイル１２－０Ｕ，１２－０Ｖ，１２－０Ｗで示し、左から２つ目の固定子６５Ａが備えるコイル１２を、左側から順番にコイル１２－１Ｕ，１２－１Ｖ，１２－１Ｗで示している。また、図７では、左から３つ目の固定子６５Ａが備えるコイル１２を、左側から順番にコイル１２－２Ｕ，１２－２Ｖ，１２－２Ｗで示し、最右端の固定子６５Ａが備えるコイル１２を、左側から順番にコイル１２－３Ｕ，１２－３Ｖ，１２－３Ｗで示している。なお、ここでは、可動子６１Ａが図内の右から左に移動するものとする。
　第１のタイミングでは、状態（ａ）に示すように、最左端の固定子６５Ａの直上には磁石１６および受電コイル１４Ａの何れも移動してきていない。また、左から２つ目の固定子６５Ａが備えるコイル１２－１Ｕ，１２－１Ｖ，１２－１Ｗの直上には磁石１６が移動してきている。また、左から３つ目の固定子６５Ａが備えるコイル１２－２Ｕ，１２－２Ｖ，１２－２Ｗの直上には受電コイル１４Ａが移動してきている。また、最右端の固定子６５Ａは、磁石１６および受電コイル１４Ａが通過した後であり、最右端の固定子６５Ａの直上には磁石１６および受電コイル１４Ａの何れもが無い。
　この第１のタイミングでは、最左端の固定子６５Ａが備えるコイル１２－０Ｕ，１２－０Ｖ，１２－０Ｗ、および最右端の固定子６５Ａが備えるコイル１２－３Ｕ，１２－３Ｖ，１２－３Ｗは、オフである。また、左から２つ目の固定子６５Ａが備えるコイル１２－１Ｕ，１２－１Ｖ，１２－１Ｗは、モータ駆動用の電圧によってオンとなっている。また、左から３つ目の固定子６５Ａが備えるコイル１２－２Ｕ，１２－２Ｖ，１２－２Ｗは、非接触給電用の電圧によってオンとなっている。
　この後、可動子６１Ａが移動して磁石１６の一部が最左端の固定子６５Ａが備えるコイル１２－０Ｗの直上に位置することとなるタイミングが第２のタイミングである。第２のタイミングでは、状態（ｂ）に示すように、最左端の固定子６５Ａが備えるコイル１２のうち、最右端のコイル１２－０Ｗの直上に磁石１６が来ており、残りのコイル１２－０Ｕ，１２－０Ｖの直上には、磁石１６および受電コイル１４Ａの何れも移動してきていない。
　また、左から２つ目の固定子６５Ａが備えるコイル１２のうち、最右端のコイル１２－１Ｗの直上に受電コイル１４Ａが来ており、残りのコイル１２－１Ｕ，１２－１Ｖの直上には磁石１６が来ている。また、左から３つ目の固定子６５Ａが備えるコイル１２のうち、コイル１２－２Ｕ，１２－２Ｖの直上には受電コイル１４Ａが来ており、最右端のコイル１２－２Ｗの直上には磁石１６および受電コイル１４Ａの何れも移動してきていない。
　また、最右端の固定子６５Ａは、磁石１６および受電コイル１４Ａが通過した後であり、コイル１２－３Ｕ，１２－３Ｖ，１２－３Ｗの直上には、磁石１６および受電コイル１４Ａの何れもが無い。
　この第２のタイミングでは、最左端の固定子６５Ａが備えるコイル１２－０Ｕ，１２－０Ｖ，１２－０Ｗは、何れもモータ駆動用の電圧によってオンとなっている。また、左から２つ目の固定子６５Ａが備えるコイル１２－１Ｕ，１２－１Ｖ，１２－１Ｗは、オフである。また、左から３つ目の固定子６５Ａが備えるコイル１２－２Ｕ，１２－２Ｖ，１２－２Ｗは、非接触給電用の電圧によってオンとなっている。また、最右端の固定子６５Ａが備えるコイル１２－３Ｕ，１２－３Ｖ，１２－３Ｗは、オフである。
　なお、第２のタイミングでは、左から３つ目の固定子６５Ａが備えるコイル１２－２Ｕ，１２－２Ｖ，１２－２Ｗを全てオフにしてもよい。すなわち、固定子６５Ａは、３つのコイル１２の直上に３つの受電コイル１４Ａが移動してきている場合にのみ、非接触給電用の電圧によって３つのコイル１２をオンにし、１つまたは２つのコイル１２の直上に受電コイル１４Ａが移動してきている場合には、３つのコイル１２をオフにしてもよい。
　なお、実施の形態２では、磁石１６の底面形状および底面寸法が３つ分のコイル１２が配置された領域と略同じである場合について説明したが、磁石１６の底面形状および底面寸法は、この形状および寸法に限らない。磁石１６の底面形状および底面寸法は、４つ以上のコイル１２が直線状に配置された領域と略同じであってもよい。換言すると、磁石１６のコイル１２に対する対向面は、コイル１２の３つ分の配置領域よりも大きくてもよい。例えば、磁石１６の底面形状および底面寸法は、６つ分のコイル１２が直線状に配置された領域と略同じであってもよい。磁石１６の底面形状および底面寸法が６つ分のコイル１２を直線状に配置した領域と略同じである場合、可動子６１Ａが固定子６５Ａ上の何れの位置を移動中であっても、リニアモータ２Ａは、少なくとも３つのコイル１２を用いてモータ駆動を行うことができる。
　また、実施の形態２では、可動子６１Ａが３つの受電コイル１４Ａを備える場合について説明したが、可動子６１Ａは、４つ以上の受電コイル１４Ａを備えていてもよい。この場合も、可動子６１Ａが備える受電コイル１４Ａが、固定子６５Ａが備えるコイル１２に１対１で対向できるよう可動子６１Ａ内で受電コイル１４Ａが直線状に配置される。例えば、可動子６１Ａは、６つの受電コイル１４Ａを備えていてもよい。可動子６１Ａが６つの受電コイル１４Ａを備えている場合、可動子６１Ａが固定子６５Ａ上の何れの位置を移動中であっても、リニアモータ２Ａは、少なくとも３つのコイル１２を用いて非接触給電を行うことができる。
　このように実施の形態２によれば、固定子６５Ａがインバータ１１および制御手段１５を備えている。そして、制御手段１５が、磁石１６および受電コイル１４Ａの位置に基づいて、非接触給電を行うための電圧指令と、モータ駆動を行うための電圧指令とを切換えてインバータ１１に送信している。これにより、インバータ１１が、非接触給電を行うための電圧と、モータ駆動を行うための電圧とを切換えて出力している。このように、モータ駆動アンプ１０Ａは、１つのインバータ１１から、モータ駆動用の電圧と非接触給電用の電圧とを切換えて出力する。したがって、リニアモータ２Ａは、装置の大型化を抑制してモータ駆動と非接触給電とを行うことが可能となる。
実施の形態３．
　つぎに、図８から図１０を用いてこの発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３では、固定子におけるスター結線の中性点が、スイッチを介してモータ駆動アンプの基準電位に接続される。これにより、固定子において単相の動作を可能とする。
　図８は、実施の形態３にかかるリニアモータが備える固定子の構成を示す図である。図８の各構成要素のうち図５に示す実施の形態２の固定子６５Ａと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
　実施の形態３では、後述するリニアモータ２Ｂが、固定子６５Ｂおよび後述する可動子６１Ｂを備えている。リニアモータ２Ｂは、複数の固定子６５Ｂと制御手段１５とを備えた固定部を備えており、この固定部上を可動子６１Ｂが移動する。
　リニアモータ２Ｂの非接触給電機構は、可動子６１Ｂと固定子６５Ｂとで実現される。固定子６５Ｂは、固定子６５Ａと同様に、１つのインバータ１１と、３相のコイル１２とを備えており、３相のコイル１２がスター結線されている。また、固定子６５Ｂは、スイッチ１９を備えている。
　固定子６５Ｂでは、スター結線の中性点２０が、スイッチ１９を介してモータ駆動アンプの基準電位に接続されている。具体的には、スター結線の中性点２０が、固定子６５Ｂの備える電源８０にスイッチ１９を介して接続されている。すなわち、ここでは、基準電位とは、電源８０の負電位のことを言う。
　実施の形態３では、制御手段１５が、誘導起電力を発生させたいコイル１２に対応するスイッチング素子をオンにするための電圧指令をインバータ１１に送信する。具体的には、制御手段１５は、非接触給電時には、非接触給電をさせたいコイル１２に対応するスイッチング素子をオンにするための非接触給電用の電圧指令をインバータ１１に送信する。
　固定子６５Ｂは、非接触給電時には制御手段１５からの指示によってスイッチ１９をオンにし、これにより単相の動作を行う。図８では、Ｕ相の上側のトランジスタを動作させた場合の電流経路を示している。このように、固定子６５Ｂは、スイッチ１９をオンにした状態で、インバータ１１が備える特定のトランジスタを動作させることにより、動作させるトランジスタに対応するコイル１２をオンにすることができる。これにより、固定子６５Ｂは、コイル１２を送電コイルとして動作させる際に、コイル１２を単相ごとに界磁することが可能になる。
　なお、固定子６５Ｂは、モータ駆動を行う際には、制御手段１５からの指示によりスイッチ１９をオフにする。これにより、モータ駆動の際には、インバータ１１の３相全てが動作することとなる。
　このように、固定子６５Ｂは、非接触給電時には単相毎に動作できるので、可動子６１Ｂは、非接触給電を行う単相のコイル１２に対向する１つの受電コイルがあればよい。これにより、３相の全てが動作する場合に比べて、可動子６１Ｂを小型化することが可能となる。
　図９は、実施の形態３にかかるリニアモータの概略構成を示す図である。図９の各構成要素のうち図４に示す実施の形態２のリニアモータ２Ａと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
　リニアモータ２Ｂは、可動子６１Ｂと固定部６２Ｂとを備えている。なお、図９では、可動子６１Ｂが備える構成要素のうち磁石１６および受電コイル１４Ｂを図示しており、可動子６１Ｂが備える位置センサ１７、整流器１３、コンデンサ１８の図示は省略している。また、図９では、スイッチ１９とコイル１２との接続、およびモータ駆動アンプ１０Ｂとコイル１２との接続を模式的に図示しており、正確な接続は図８に示したとおりである。
　可動子６１Ｂは、磁石１６と、１つの受電コイル１４Ｂとを備えている。受電コイル１４Ｂは、受電コイル１４Ａと同様のコイルである。固定部６２Ｂは、複数の固定子６５Ｂを備えている。固定部６２Ｂが備える各固定子６５Ｂは、モータ駆動アンプ１０Ｂと、３つのコイル１２と、スイッチ１９とを備えている。モータ駆動アンプ１０Ｂは、インバータ１１と、制御手段１５と、電源８０とを備えている。固定子６５Ｂと固定子６５Ａとの違いは、前述したように、固定子６５Ｂがスイッチ１９を有している点である。なお、スイッチ１９は、モータ駆動アンプ１０Ｂ内に配置されてもよい。
　制御手段１５は、固定子６５Ｂ内で少なくとも１つのコイル１２が磁石１６の直下となる場合には、この固定子６５Ｂのインバータ１１に対して、コイル１２をオンにするためのモータ駆動用の電圧指令を送信する。このとき、制御手段１５は、スイッチ１９をオフにする。
　また、制御手段１５は、固定子６５Ｂ内でコイル１２が受電コイル１４Ｂの直下となり、且つ何れのコイル１２も磁石１６の直下となっていない場合には、この固定子６５Ｂのインバータ１１に対して受電コイル１４Ｂの直下となっているコイル１２をオンにするための非接触給電用の電圧指令を送信する。このとき、制御手段１５は、スイッチ１９をオンにする。
　また、制御手段１５は、固定子６５Ｂ内でコイル１２が磁石１６および受電コイル１４Ｂの直下となっている場合には、この固定子６５Ｂのインバータ１１に対して受電コイル１４Ｂの直下となっているコイル１２をオンにするための非接触給電用の電圧指令を送信する。
　また、制御手段１５は、固定子６５Ｂ内でコイル１２が磁石１６および受電コイル１４Ｂの何れの直下にもなっていない場合には、この固定子６５Ｂのインバータ１１に対して電圧を０とする電圧指令を送信する。
　各固定子６５Ｂでは、インバータ１１が、制御手段１５から受信した電圧指令に基づいてコイル１２のオンとオフを行う。インバータ１１は、モータ駆動用の電圧指令を受信した場合は、モータ駆動用の電圧を出力する。これにより、コイル１２がオンになる。また、インバータ１１は、非接触給電用の電圧指令を受信した場合は、非接触給電用の電圧指令に対応するコイル１２に非接触給電用の電圧を出力する。これにより、非接触給電用の電圧指令に対応するコイル１２がオンになり、その他のコイル１２は、オフとなる。インバータ１１は、電圧を０とする電圧指令を受信した場合は、電圧を出力せずに３つのコイル１２をオフにする。
　ここで、可動子６１Ｂが備える磁石１６および受電コイル１４Ｂの位置と、各コイル１２をオンにするタイミングとの関係について説明する。図１０は、実施の形態３にかかるリニアモータにおける、コイルのオンおよびオフのタイミングを説明するための図である。リニアモータ２Ｂとリニアモータ２Ａとでは、同様の位置にコイル１２が配置されているものとする。すなわち、リニアモータ２Ｂのコイル１２－０Ｕ，１２－０Ｖ，１２－０Ｗ，１２－１Ｕ，１２－１Ｖ，１２－１Ｗ，１２－２Ｕ，１２－２Ｖ，１２－２Ｗ，１２－３Ｕ，１２－３Ｖ，１２－３Ｗは、図７に示したものと同じである。
　図１０では、可動子６１Ｂが移動中の第１のタイミングにおけるリニアモータ２Ｂの状態を状態（ｃ）で示し、第２のタイミングにおけるリニアモータ２Ｂの状態を状態（ｄ）で示している。なお、ここでは、可動子６１Ｂが図内の右から左に移動するものとする。
　第１のタイミングでは、状態（ｃ）に示すように、最左端の固定子６５Ｂの直上には磁石１６および受電コイル１４Ｂの何れも移動してきていない。また、左から２つ目の固定子６５Ｂの直上には磁石１６が移動してきている。また、左から３つ目の固定子６５Ｂの直上には受電コイル１４Ｂが移動してきている。また、最右端の固定子６５Ｂは、磁石１６および受電コイル１４Ｂが通過した後であり、最右端の固定子６５Ｂの直上には磁石１６および受電コイル１４Ｂの何れもが無い。
　この第１のタイミングでは、最左端の固定子６５Ｂが備えるコイル１２－０Ｕ，１２－０Ｖ，１２－０Ｗ、および最右端の固定子６５Ｂが備えるコイル１２－３Ｕ，１２－３Ｖ，１２－３Ｗは、何れもオフである。また、左から２つ目の固定子６５Ｂが備えるコイル１２－１Ｕ，１２－１Ｖ，１２－１Ｗは、何れもモータ駆動用の電圧によってオンとなっている。また、左から３つ目の固定子６５Ｂが備えるコイル１２のうち、コイル１２－２Ｕは、非接触給電用の電圧によってオンとなり、コイル１２－２Ｖ，１２－２Ｗはオフとなっている。
　この後、可動子６１Ｂが移動して磁石１６の一部が最左端の固定子６５Ｂが備えるコイル１２－０Ｗの直上に位置することとなるタイミングが第２のタイミングである。第２のタイミングでは、状態（ｄ）に示すように、最左端の固定子６５Ｂが備えるコイル１２のうち、最右端のコイル１２－０Ｗの直上に磁石１６が来ており、残りのコイル１２－０Ｕ，１２－０Ｖの直上には、磁石１６および受電コイル１４Ｂの何れも移動してきていない。
　また、左から２つ目の固定子６５Ｂが備えるコイル１２のうち、最右端のコイル１２－１Ｗの直上に受電コイル１４Ｂが来ており、残りのコイル１２－１Ｕ，１２－１Ｖの直上には磁石１６が来ている。また、左から３つ目の固定子６５Ｂおよび最右端の固定子６５Ｂは、磁石１６および受電コイル１４Ｂが通過した後であり、コイル１２－２Ｕ，１２－２Ｖ，１２－２Ｗ，１２－３Ｕ，１２－３Ｖ，１２－３Ｗの直上には、磁石１６および受電コイル１４Ｂの何れもが無い。
　この第２のタイミングでは、最左端の固定子６５Ｂが備える、コイル１２－０Ｕ，１２－０Ｖ，１２－０Ｗは、モータ駆動用の電圧によって全てオンとなっている。
　また、左から２つ目の固定子６５Ｂが備えるコイル１２のうち、コイル１２－１Ｕ，１２－１Ｖはオフとなり、コイル１２－１Ｗは非接触給電用の電圧によってオンとなっている。また、左から３つ目の固定子６５Ｂおよび最右端の固定子６５Ｂが備えるコイル１２－２Ｕ，１２－２Ｖ，１２－２Ｗ，１２－３Ｕ，１２－３Ｖ，１２－３Ｗは、何れもオフである。
　このように、実施の形態３では、相単位でオンとオフを制御できるので、モータ駆動を行う固定子６５Ｂは、磁石１６が直上にあるコイル１２のみをオンにし、残りのコイル１２をオフにすることができる。
　また、相単位でオンとオフを制御できるので、可動子６１Ｂは、コイル１２の単相分に対向するように１つの受電コイル１４Ｂを備えればよい。したがって、可動子６１Ｂを小さく構成することができる。
　このように実施の形態３によれば、スター結線の中性点２０がスイッチ１９を介してモータ駆動アンプ１０Ｂの基準電位に接続されているので、スイッチ１９をオンにすることで単相毎にコイル１２のオンとオフとを制御することができる。これにより、リニアモータ２Ｂは、非接触給電時には、１つのコイル１２をオンにすればよく、モータ駆動時には、磁石１６が直上にあるコイル１２のみをオンにすればよいので、無駄な電力の消費を抑制できる。また、可動子６１Ｂは、１つの受電コイル１４Ｂを備えていればよいので、可動子６１Ｂを小さく構成することができる。
実施の形態４．
　つぎに、図１１を用いてこの発明の実施の形態４について説明する。実施の形態４では、固定子および可動子にコンデンサを配置することによって磁気共鳴方式で非接触給電を行う。
　図１１は、実施の形態４にかかるリニアモータの非接触給電機構の構成を示す図である。図１１の各構成要素のうち図５に示す実施の形態２のリニアモータ２Ａと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
　図１１では、リニアモータ２Ｃが有している可動子６１Ｃの回路構成と、リニアモータ２Ｃが有している固定子６５Ｃの回路構成とを示している。なお、図１１では、リニアモータ２Ｃが有する複数の固定子６５Ｃのうちの１つの固定子６５Ｃを図示している。また、図１１では、可動子６１Ｃが備える磁石１６の図示を省略している。
　リニアモータ２Ｃは、リニアモータ２Ａと同様に、コイル１２が発生する磁界を受電コイル１４Ａが受け取ることによって非接触で電力伝送する。また、リニアモータ２Ｃは、リニアモータ２Ａと同様に、コイル１２に流れる電流と、磁石１６から発生する磁束とによって可動子６１Ｃを移動させる。
　リニアモータ２Ｃの非接触給電機構は、可動子６１Ｃと固定子６５Ｃとで実現される。可動子６１Ｃと可動子６１Ａとの相違点は、可動子６１Ｃが、負荷である位置センサ１７と受電コイル１４Ａとの間にコンデンサ群２１を備えている点である。具体的には、可動子６１Ｃでは、整流器１３と受電コイル１４Ａとの間にコンデンサ群２１が接続される。コンデンサ群２１は、受電コンデンサである３つのコンデンサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃを備えている。
　また、可動子６１Ｃは、可動子６１Ａと同様に３つの受電コイル１４Ａを備えている。可動子６１Ｃでは、受電コイル１４Ａと整流器１３とを接続する接続線上にコンデンサ群２１が配置されている。すなわち、可動子６１Ｃでは、受電コイル１４Ａと整流器１３との間の１つの接続線上に１つのコンデンサが配置されている。具体的には、第１の受電コイル１４Ａが接続されている第１の接続線上にコンデンサ２２ａが配置され、第２の受電コイル１４Ａが接続されている第２の接続線上にコンデンサ２２ｂが配置され、第３の受電コイル１４Ａが接続されている第３の接続線上にコンデンサ２２ｃが配置されている。換言すると、第１の受電コイル１４Ａに対して直列にコンデンサ２２ａが接続され、第２の受電コイル１４Ａに対して直列にコンデンサ２２ｂが接続され、第３の受電コイル１４Ａに対して直列にコンデンサ２２ｃが接続されている。
　固定子６５Ｃと固定子６５Ａとの相違点は、固定子６５Ｃが、インバータ１１を備えたモータ駆動アンプとコイル１２との間に切換機構５５を備えている点である。切換機構５５は、３つの切換部５１ａ，５１ｂ，５１ｃを備えている。そして、切換部５１ａが、コンデンサ５２ａおよびスイッチ５３ａを備え、切換部５１ｂが、コンデンサ５２ｂおよびスイッチ５３ｂを備え、切換部５１ｃが、コンデンサ５２ｃおよびスイッチ５３ｃを備えている。送電コンデンサであるコンデンサ５２ａ，５２ｂ，５２ｃは、コイル１２が、送電コイルとなる場合に用いられる。
　切換機構５５は、インバータ１１とコイル１２との間で、インバータ１１およびコイル１２に直列接続されている。３つのコイル１２のうちの第１のコイル１２には切換部５１ａが接続され、第２のコイル１２には切換部５１ｂが接続され、第３のコイル１２には切換部５１ｃが接続される。そして、切換部５１ａでは、コンデンサ５２ａおよびスイッチ５３ａが直列接続され、切換部５１ｂでは、コンデンサ５２ｂおよびスイッチ５３ｂが直列接続され、切換部５１ｃでは、コンデンサ５２ｃおよびスイッチ５３ｃが直列接続されている。なお、切換機構５５は、固定子６５Ｃが備えるモータ駆動アンプ内に配置されてもよいし、モータ駆動アンプの外側に配置されてもよい。
　スイッチ５３ａは、インバータ１１と第１のコイル１２との間の経路を、コンデンサ５２ａを介した経路とするか、コンデンサ５２ａを介さない経路とするかを切換える。同様に、スイッチ５３ｂは、インバータ１１と第２のコイル１２との間の経路を、コンデンサ５２ｂを介した経路とするか、コンデンサ５２ｂを介さない経路とするかを切換える。また、スイッチ５３ｃは、インバータ１１と第３のコイル１２との間の経路を、コンデンサ５２ｃを介した経路とするか、コンデンサ５２ｃを介さない経路とするかを切換える。
　このように、切換部５１ａでは、コンデンサ５２ａを介した経路と、コンデンサ５２ａを介さない経路とが、並列接続されており、スイッチ５３ａが、これらの経路を切換える。同様に、切換部５１ｂでは、コンデンサ５２ｂを介した経路と、コンデンサ５２ｂを介さない経路とが、並列接続されており、スイッチ５３ｂが、これらの経路を切換える。また、切換部５１ｃでは、コンデンサ５２ｃを介した経路と、コンデンサ５２ｃを介さない経路とが、並列接続されており、スイッチ５３ｃが、これらの経路を切換える。スイッチ５３ａ～５３ｃは、固定子６５Ｃに接続される制御手段１５によって制御される。
　切換機構５５は、モータ駆動時はスイッチ５３ａ～５３ｃによってコンデンサ５２ａ～５２ｃを介さない経路を形成し、非接触給電時はスイッチ５３ａ～５３ｃによってコンデンサ５２ａ～５２ｃを介する経路を形成する。このように、切換機構５５は、モータ駆動時と非接触給電時とで、インバータ１１とコイル１２との間の経路を切換える。
　これにより、可動子６１Ｃでは、非接触給電時には、コンデンサ２２ａ～２２ｃおよび３つの受電コイル１４Ａによって第１の共振回路である第１のＬＣ共振回路が作られる。また、固定子６５Ｃでは、非接触給電時には、コンデンサ５２ａ～５２ｃおよび３つのコイル１２によって第２の共振回路である第２のＬＣ共振回路が作られる。また、リニアモータ２Ｃにおいては、固定子６５ＣのＬＣ共振周波数と、可動子６１ＣのＬＣ共振周波数とが同じになるように、固定子６５Ｃおよび可動子６１Ｃを作製しておく。
　リニアモータ２Ｃが備えるモータ駆動アンプは、非接触給電時にはＬＣ共振回路のＬＣ共振周波数に合わせて動作する。このように、リニアモータ２Ｃは、コイル１２およびコンデンサ５２ａ～５２ｃのＬＣ共振周波数と同じ周波数でモータ駆動アンプを動作させることで、磁気共鳴方式で非接触給電することができる。
　リニアモータ２Ｃが行う磁気共鳴方式の非接触給電は、ＬＣ共振を用いるのでコイル１２と受電コイル１４Ａとの間の位置ずれに強い。電磁誘導方式の非接触給電は、コイル径の１０分の１以下の位置ずれが許容されるのに対し、リニアモータ２Ｃが行う磁気共鳴方式の非接触給電は、コイル径の２分の１までコイル１２と受電コイル１４Ａとの間の位置ずれを許容できる。例えば、コイル１２および受電コイル１４Ａのコイル径が１０ｃｍである場合、電磁誘導方式では位置ずれの許容寸法が１ｃｍであるのに対し、非接触給電方式では位置ずれの許容寸法が５ｃｍとなる。
　このように、リニアモータ２Ｃは、非接触給電のための専用コイルおよび非接触給電のための専用電源を準備することなく、モータ駆動に用いられるコイル１２およびモータ駆動に用いられる電源８０で磁気共鳴方式の非接触給電を実現できる。
　このように実施の形態４によれば、可動子６１Ｃにコンデンサ群２１が配置されるとともに、固定子６５Ｃにコンデンサ５２ａ～５２ｃおよびスイッチ５３ａ～５３ｃを備えた切換機構５５が配置されている。これにより、リニアモータ２Ｃは、駆動用のコイル１２および電源８０で磁気共鳴方式の非接触給電を実現できる。
実施の形態５．
　つぎに、図１２を用いてこの発明の実施の形態５について説明する。実施の形態５では、実施の形態３で説明した固定子に対してスイッチ１９とコイル１２との間の接続線上にコンデンサを設ける。換言すると、実施の形態５では、スター結線されたコイル１２の中性点２０が、スイッチ１９およびコンデンサを介してモータ駆動アンプの基準電位に接続される。
　図１２は、実施の形態５にかかるリニアモータが備える固定子の構成を示す図である。図１２の各構成要素のうち図８に示す実施の形態３の固定子６５Ｂと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
　実施の形態５のリニアモータは、固定子６５Ｄおよび実施の形態４で説明した可動子６１Ｃを備えている。実施の形態５のリニアモータは、複数の固定子６５Ｄを備えた固定部を有しており、この固定部上を可動子６１Ｃが移動する。
　固定子６５Ｄと実施の形態３の固定子６５Ｂとの相違点は、固定子６５Ｄが、スイッチ１９とコイル１２との間にコンデンサ２５を有している点である。また、固定子６５Ｄと実施の形態４の固定子６５Ｃとの相違点は、固定子６５Ｄが、１つのスイッチ１９および１つのコンデンサ２５を備えている点である。換言すると、実施の形態４における固定子６５Ｃは、３つの切換部５１ａ，５１ｂ，５１ｃを有していたが、本実施の形態における固定子６５Ｄは、スイッチ１９およびコンデンサ２５からなる１つの切換部５１ｄしか有していない。すなわち、本実施の形態では、送電コンデンサとしてコンデンサ２５を有する。
　固定子６５Ｄでは、スター結線の中性点２０が、スイッチ１９およびコンデンサ２５を介してモータ駆動アンプの基準電位に接続されている。具体的には、固定子６５Ｄは、中性点２０とスイッチ１９との間の接続線上にコンデンサ２５が配置されている。すなわち、スター結線の中性点２０が、固定子６５Ｄが備えるコンデンサ２５に接続され、コンデンサ２５が、固定子６５Ｄに接続される電源８０にスイッチ１９を介して接続されている。
　固定子６５Ｄは、固定子６５Ｂと同様に、非接触給電時には制御手段１５からの指示によってスイッチ１９をオンにし、これにより単相の動作を行う。このように、固定子６５Ｄは、スイッチ１９をオンにした状態で、インバータ１１が備える特定のトランジスタを動作させることにより、動作させるトランジスタに対応する相をオンにすることができる。これにより、固定子６５Ｄは、コイル１２を送電コイルとして動作させる際に、コイル１２を単相ごとに界磁することが可能になる。
　なお、固定子６５Ｄは、モータ駆動を行う際には、制御手段１５からの指示によりスイッチ１９をオフにする。これにより、モータ駆動の際には、インバータ１１の３相全てが動作することとなる。
　このように、固定子６５Ｄは、モータ駆動時にはスイッチ１９をオフにすることによってコンデンサ２５を介さない経路を形成し、非接触給電時はスイッチ１９をオンにすることによってコンデンサ２５を介する経路を形成する。このように、固定子６５Ｄは、モータ駆動時と非接触給電時とで、インバータ１１とコイル１２との間の経路を切換える。
　これにより、可動子６１Ｃでは、非接触給電時には、コンデンサ２２ａ～２２ｃおよび３つの受電コイル１４Ａによって第１の共振回路である第１のＬＣ共振回路が作られる。また、固定子６５Ｄでは、非接触給電時には、コンデンサ２５および電圧が供給されている特定のコイル１２によって第２の共振回路である第２のＬＣ共振回路が作られる。実施の形態５のリニアモータにおいては、固定子６５ＤのＬＣ共振周波数と、可動子６１ＣのＬＣ共振周波数とが合うように、固定子６５Ｄおよび可動子６１Ｃを作製しておく。
　実施の形態５のリニアモータが備えるモータ駆動アンプは、非接触給電時にはＬＣ共振回路のＬＣ共振周波数に合わせて動作する。このように、実施の形態５のリニアモータは、コイル１２およびコンデンサ２５のＬＣ共振周波数と同じ周波数でモータ駆動アンプを動作させることで、磁気共鳴方式で非接触給電することができる。
　このように、固定子６５Ｄは、非接触給電時には単相毎に動作できるので、固定子６５Ｄ上を移動する可動子６１Ｃは、非接触給電を行う単相のコイル１２に対向する１つの受電コイル１４Ａがあればよい。すなわち、可動子６１Ｃは、１つの受電コイル１４Ａを有していればよい。これにより、３相の全てが動作する場合に比べて、可動子６１Ｃを小型化することが可能となる。
　また、実施の形態４ではスイッチ５３ａ～５３ｃおよびコンデンサ５２ａ～５２ｃのように３つの切換部５１ａ～５１ｃが必要であったが、実施の形態５では、スイッチ１９およびコンデンサ２５のように１つの切換部５１ｄがあればよい。このため、固定子６５Ｄは、簡易な構成となる。
　なお、可動子６１Ｃ側の構成は、実施の形態４で説明した図１１と同様の構成を用いればよい。
　このように実施の形態５によれば、スター結線の中性点２０がスイッチ１９およびコンデンサ２５を介してモータ駆動アンプの基準電位に接続されているので、実施の形態３および実施の形態４と同様の効果を有する。すなわち、簡易な構成で相毎に磁気共鳴方式の非接触給電を実現することができる。
実施の形態６．
　つぎに、図１３を用いてこの発明の実施の形態６について説明する。実施の形態６では、インバータ１１のスイッチング素子を形成する素材について説明する。スイッチング素子を形成する素材は、珪素（Ｓｉ）（シリコン）が一般的であるが、実施の形態１から５で説明したインバータ１１に、ワイドバンドギャップ半導体の一例である炭化珪素（ＳｉＣ）を用いてもよい。
　ＳｉＣ素子は、Ｓｉ素子よりもバンドギャップが大きいという特性を捉えて、ワイドバンドギャップ半導体と称される半導体の一例である。このＳｉＣ素子以外にも、例えば窒化ガリウム（ＧａＮ）系材料、またはダイヤモンドを用いて形成される半導体もワイドバンドギャップ半導体に属しており、これらの特性もＳｉＣに類似した点が多い。従って、ＳｉＣ以外の他のワイドバンドギャップ半導体をスイッチング素子に用いる構成も、本発明の要旨を成すものである。
　モータ駆動アンプは、効率良く非接触給電するために電圧の出力周波数を高くすると、モータ駆動アンプの損失が増大し発熱する場合がある。ところが、発熱に対して冷却性能の高い冷却構造を採用するといった対策を行うとモータ駆動アンプは大型化してしまう。そこで、実施の形態６では、インバータ１１のスイッチング素子にワイドバンドギャップ半導体を用いることで、モータ駆動アンプの損失の増大を半分以下に抑制することができる。
　図１３は、出力周波数と駆動アンプにおける損失との関係を示す図である。図１３に示すグラフの横軸は、非接触給電する際にモータ駆動アンプが出力する電圧の出力周波数であり、縦軸は、非接触給電する際のモータ駆動アンプにおける損失である。ここでは、モータ駆動アンプにおける損失を発熱量として説明する。
　図１３に示すように、スイッチング素子がＳｉ素子である場合、出力周波数が高くなると発熱量が急激に増大する。一方、スイッチング素子がＳｉＣ素子である場合、出力周波数が高くなっても発熱量は緩やかにしか増大しない。このように、出力周波数に対する発熱量の増大量は、スイッチング素子がＳｉ素子である場合よりも、スイッチング素子がＳｉＣ素子である場合の方が小さい。
　このように実施の形態６によれば、モータ駆動アンプのインバータ１１にワイドバンドギャップ半導体を用いるので、小さい構成のインバータ１１で、非接触給電およびモータ駆動を効率良く実施することが可能となる。
　ここで、制御手段１５のハードウェア構成について説明する。図１４は、実施の形態１から６にかかる制御手段のハードウェア構成例を示す図である。制御手段１５は、図１４に示した制御回路３００、すなわちプロセッサ３０１およびメモリ３０２により実現することができる。プロセッサ３０１の例は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、プロセッサ、ＤＳＰともいう）またはシステムＬＳＩ（Large　Scale　Integration）である。メモリ３０２の例は、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、またはＲＯＭ（Read　Only　Memory）である。
　制御手段１５は、プロセッサ３０１が、メモリ３０２で記憶されている、制御手段１５の動作を実行するためのプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、このプログラムは、制御手段１５の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。メモリ３０２は、プロセッサ３０１が各種処理を実行する際の一時メモリにも使用される。
　プロセッサ３０１が実行するプログラムは、プログラムが格納された記録媒体であるコンピュータプログラムプロダクトで実現されてもよい。この場合の記録媒体の例は、プログラムが格納された非一時的な（non-transitory）コンピュータ可読媒体である。
　また、制御手段１５の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。なお、実施の形態２から６を組合せてもよい。また、受電コイル１４Ａ，１４Ｂは、実施の形態２から５で説明した個数に限らず、任意の個数が配置されてもよい。また、受電コイル１４Ａは、複数個所に配置されてもよい。例えば、第１の受電コイル１４Ａが、磁石１６の進行方向の前方に配置され、第２の受電コイル１４Ａが、磁石１６の進行方向の後方に配置されてもよい。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１　モータ駆動システム、２Ａ～２Ｃ　リニアモータ、１０，１０Ａ，１０Ｂ　モータ駆動アンプ、１１，３１　インバータ、１２　コイル、１３　整流器、１４Ａ，１４Ｂ，４１ａ　受電コイル、１５，３５　制御手段、１６　磁石、１７　位置センサ、１８，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２５，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ　コンデンサ、１９，３０，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ　スイッチ、２０　中性点、２１　コンデンサ群、３２，８０　電源、４０　給電機構、４１ｂ　送電コイル、５０　モータ、５１Ｂ，５２Ｂ　電圧、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ　切換部、５５　切換機構、６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ　可動子、６２Ａ，６２Ｂ　固定部、６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃ，６５Ｄ　固定子、７１Ａ，７２Ａ　電圧指令、３００　制御回路、３０１　プロセッサ、３０２　メモリ。

Claims (11)

  1. 　第１の電圧と第２の電圧とを切換えて出力するインバータと、前記第１の電圧を出力させるための第１の電圧指令と、前記第２の電圧を出力させるための第２の電圧指令との何れかを前記インバータに送信する制御手段と、を有するモータ駆動アンプと、
    　送電コイルおよび受電コイルを有し、前記インバータから出力される前記第１の電圧によって前記送電コイル側から前記受電コイル側に非接触で電力を伝送する給電機構と、
    　固定子および可動子を有し、前記インバータから出力される前記第２の電圧によって前記固定子が発生させる磁界で前記可動子を駆動するモータと、
    　を備えることを特徴とするモータ駆動システム。
  2. 　前記モータ駆動アンプの前記給電機構への接続と、前記モータ駆動アンプの前記モータへの接続と、を切換えるスイッチをさらに備える、
    　ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動システム。
  3. 　前記固定子は、前記送電コイルを有し、
    　前記可動子は、磁石および前記受電コイルを有し、
    　前記モータはリニアモータである、
    　ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動システム。
  4. 　前記インバータは、３相出力インバータであり、
    　３つの前記送電コイルを有する前記固定子を複数備え、
    　前記磁石の前記送電コイルに対する対向面は、前記送電コイルの３つ分の配置領域よりも大きい、
    　ことを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動システム。
  5. 　前記受電コイルは３つ以上である、
    　ことを特徴とする請求項３または４に記載のモータ駆動システム。
  6. 　前記可動子は、前記可動子の位置を検出して前記可動子の位置を示す位置情報を出力する位置検出装置を備え、
    　前記制御手段は、前記位置情報に基づいて、前記インバータに、前記第１の電圧指令および前記第２の電圧指令の何れを送信するかを決定する、
    　ことを特徴とする請求項３から５のいずれか１つに記載のモータ駆動システム。
  7. 　前記インバータは、３相出力インバータであり、
    　３つの前記送電コイルはスター結線され、
    　前記固定子は、前記スター結線の中性点に接続されたスイッチを備え、前記中性点は、前記スイッチを介して前記モータ駆動アンプの基準電位に接続されている、
    　ことを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動システム。
  8. 　前記受電コイルは１つである、
    　ことを特徴とする請求項７に記載のモータ駆動システム。
  9. 　前記固定子のそれぞれは、
    　前記送電コイルに接続された送電コンデンサと、
    　前記インバータと前記送電コイルとの接続を前記送電コンデンサを介した接続とするか前記送電コンデンサを介さない接続とするかを切換えるスイッチと、
    　をさらに備える、
    　ことを特徴とする請求項３から６のいずれか１つに記載のモータ駆動システム。
  10. 　前記固定子のそれぞれは、前記中性点および前記スイッチに直列接続された送電コンデンサをさらに備え、
    　前記中性点は、前記スイッチおよび前記送電コンデンサを介して前記モータ駆動アンプの基準電位に接続されている、
    　ことを特徴とする請求項７に記載のモータ駆動システム。
  11. 　前記インバータは、スイッチング素子を備え、
    　前記スイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体を含む、
    　ことを特徴とする請求項３から１０のいずれか１つに記載のモータ駆動システム。
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