專利名稱：多臺交流線性電動(dòng)機(jī)的控制方法、多臺交流線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和多臺交流線性電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過連接多臺同一規(guī)格的交流線性電動(dòng)機(jī)(線圈特性、輸 入輸出特性等規(guī)格相同)，使它們同時(shí)工作，由此在表面上如一臺線性電 動(dòng)機(jī)那樣控制具有所希望的推力的多臺交流線性電動(dòng)機(jī)的方法、多臺交流 線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在工作機(jī)械的各種臺、產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人的行駛部、各種輸送裝置中經(jīng)常 使用的線性電動(dòng)機(jī)致動(dòng)器具有對臺等可動(dòng)體提供直線運(yùn)動(dòng)，并且使可動(dòng)體 在給定的位置停止的功能。作為它們的驅(qū)動(dòng)部件，使用交流線性同步電動(dòng) 機(jī)、交流線性感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等(以下，線性電動(dòng)機(jī))，但是其構(gòu)造是在定子 或者動(dòng)子的一部分巻繞由銅線構(gòu)成的勵(lì)磁線圈，使勵(lì)磁流電流到勵(lì)磁線 圈，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。
對線性電動(dòng)機(jī)要求的推力由線性電動(dòng)機(jī)移動(dòng)的工作臺的重量和速度 決定。而由于能取得的線性電動(dòng)機(jī)以一定規(guī)格制造，所以具有無法容易取 得適合于要求推力的線性電動(dòng)機(jī)的情形。此外，隨著要求推力增大，有必 要新設(shè)計(jì)和開發(fā)與它相稱的線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，如果對線性電動(dòng)機(jī)要求 的推力越大，在線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的開發(fā)中需要很多的時(shí)間和勞力，并 且必須解決很多技術(shù)的課題。
作為同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)線性電動(dòng)機(jī)的線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，知道以下的技
術(shù)。文獻(xiàn)1中記載的線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置是同時(shí)驅(qū)動(dòng)大致平行的2個(gè)線性 電動(dòng)機(jī)的線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，涉及根據(jù)來自外部的指令，生成推力的發(fā) 生所必要的勵(lì)磁電流，使取得的勵(lì)磁電流對各線性電動(dòng)機(jī)輸出，同時(shí)驅(qū)動(dòng) 2個(gè)線性電動(dòng)機(jī)的線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
可是，該技術(shù)是同時(shí)驅(qū)動(dòng)規(guī)格不同的2個(gè)線性電動(dòng)機(jī)的線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，是與本發(fā)明的目的的連接多臺同一規(guī)格的線性電動(dòng)機(jī)，作為具有 所希望的推力的一組的線性電動(dòng)機(jī)來行駛、控制的技術(shù)似是而非的技術(shù)。
文獻(xiàn)2涉及使刺繡框在X軸方向或者Y軸方向驅(qū)動(dòng)的線性電動(dòng)機(jī)經(jīng) 過總動(dòng)力的細(xì)分化，在外部連線，由此通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)線性刻度， 同時(shí)控制多個(gè)線性電動(dòng)機(jī)的技術(shù)。在文獻(xiàn)2中，使線性電動(dòng)機(jī)的動(dòng)子塊的 三相線圈的6個(gè)向外部引出，在外部連接多個(gè)線性電動(dòng)機(jī)，通過一個(gè)驅(qū)動(dòng) 器和一個(gè)線性刻度，控制多個(gè)線性電動(dòng)機(jī)。因此，是與本發(fā)明的目的的連 接多臺同一規(guī)格的線性電動(dòng)機(jī)，作為具有所希望的推力的一組的線性電動(dòng) 機(jī)來行駛、控制的技術(shù)似是而非的技術(shù)。
如上所述，未公開組合多臺作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，通用地制造的線性電動(dòng)機(jī)， 由此實(shí)現(xiàn)所希望的推力，使多臺線性電動(dòng)機(jī)如1臺線性電動(dòng)機(jī)那樣控制的 技術(shù)。
專利文獻(xiàn)1:特開2003-284388號公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:特開2004-024877號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題在于，提供連結(jié)多臺同一規(guī)格的交流線性電動(dòng)機(jī) (線圈特性、輸入輸出特性等規(guī)格相同)，使它們同時(shí)工作，作為具有所 希望的推力的一組線性電動(dòng)機(jī)，在表面上如一臺線性電動(dòng)機(jī)那樣控制有關(guān) 的多臺交流線性電動(dòng)機(jī)的方法、驅(qū)動(dòng)有關(guān)的多臺交流線性電動(dòng)機(jī)的線性電 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及其系統(tǒng)。
本發(fā)明是多臺線性電動(dòng)機(jī)的控制方法，連結(jié)多臺同一規(guī)格的交流線性 電動(dòng)機(jī)的動(dòng)子，作為一組的交流線性電動(dòng)機(jī)控制，按照使交流線性電動(dòng)機(jī) 的動(dòng)子的磁極間距和相鄰的動(dòng)子的相鄰磁極的間隔變?yōu)橄嗤姆绞骄o合 交流線性電動(dòng)機(jī)；使所述交流線性電動(dòng)機(jī)中的任意一個(gè)作為主交流線性電 動(dòng)機(jī)，通過根據(jù)交流線性電動(dòng)機(jī)的反饋信號生成的指令信號和使所述主交 流線性電動(dòng)機(jī)的相電流和其他交流線性電動(dòng)機(jī)的相電流比較從而取得的 電流差分信息，控制所述一組的交流線性電動(dòng)機(jī)。
據(jù)此，組合多臺以一定規(guī)格制造的交流線性電動(dòng)機(jī)，能變?yōu)榫哂兴?望的推力的交流線性電動(dòng)機(jī)。
5優(yōu)選所述相電流的比較是基于運(yùn)算放大器和比較器的電流波形的比 較，所述電流差分信息是電流波形的差異比例。通過比較電流波形，能以 高精度監(jiān)視連結(jié)的交流線性電動(dòng)機(jī)的狀況，能可靠地防止交流線性電動(dòng)機(jī) 線圈的燒損等。
優(yōu)選包含比較對所述主交流線性電動(dòng)機(jī)的線圈供給勵(lì)磁電流的交流 線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的一次側(cè)線間電壓值和其他交流線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝 置的一次側(cè)線間電壓值，取得的電壓差分信息，控制所述一組的線性電動(dòng) 機(jī)。據(jù)此，能二重保護(hù)交流線性電動(dòng)機(jī)。此外，優(yōu)選計(jì)算所述交流線性電 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的一次側(cè)線間電壓的平均值，在所述反饋信號中包含該平均 值，控制。
本發(fā)明是多臺交流線性電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，連結(jié)多臺同一規(guī)格的交流線性電 動(dòng)機(jī)的動(dòng)子，作為一組的交流線性電動(dòng)機(jī)控制，包括按照交流線性電動(dòng) 機(jī)的動(dòng)子的磁極間距和相鄰的動(dòng)子的相鄰磁極的間隔變?yōu)橥婚g隔的方 式緊合的多臺交流線性電動(dòng)機(jī)；和交流線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包含與所述 交流線性電動(dòng)機(jī)一對一地對應(yīng)對所述交流線性電動(dòng)機(jī)的線圈供給勵(lì)磁電 流的驅(qū)動(dòng)電流供給部、包含比較各交流線性電動(dòng)機(jī)的相電流的電流比較器 的保護(hù)監(jiān)視部、使所述交流線性電動(dòng)機(jī)中的一臺作為主交流線性電動(dòng)機(jī)并 且生成包含來自主交流線性電動(dòng)機(jī)的反饋信號和所述保護(hù)監(jiān)視部生成的 信號并對所述驅(qū)動(dòng)電流供給部配送的指令信號的控制指令部。
優(yōu)選所述保護(hù)監(jiān)視部還具有比較所述驅(qū)動(dòng)電流供給部的一次側(cè)電壓 的電壓比較器。此外，所述電流比較器適合具有運(yùn)算放大器和比較器。優(yōu) 選此外，所述電壓比較器具有計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)電流供給部的一次側(cè)線間電壓 的平均值，將該平均值作為所述反饋信號，對所述控制指令部配送的部件。
本發(fā)明是多臺交流線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，控制連結(jié)多臺同一規(guī)格的交 流線性電動(dòng)機(jī)的動(dòng)子，按照動(dòng)子的磁極間距和相鄰的動(dòng)子的相鄰磁極的間 隔成為相同間隔的方式緊合的一組多臺交流線性電動(dòng)機(jī)，包括與所述交 流線性電動(dòng)機(jī)一對一對應(yīng)，對所述交流線性電動(dòng)機(jī)的線圈供給驅(qū)動(dòng)電流的 驅(qū)動(dòng)電流供給部；包含比較所述交流線性電動(dòng)機(jī)的相電流的電流比較器的 保護(hù)監(jiān)視部；控制指令部，使所述交流線性電動(dòng)機(jī)中的一臺作為主交流線 性電動(dòng)機(jī)，并且生成包含來自主交流線性電動(dòng)機(jī)的反饋信號和所述保護(hù)監(jiān)視部生成的電流比較信號，對所述驅(qū)動(dòng)電流供給部配送的指令信號。
優(yōu)選所述保護(hù)監(jiān)視部還具有比較所述驅(qū)動(dòng)電流供給部的一次一側(cè)電
壓的電壓比較器。優(yōu)選此外，所述電流比較器具有運(yùn)算放大器和比較器。 根據(jù)本發(fā)明，連結(jié)多臺同一規(guī)格的交流線性電動(dòng)機(jī)，使它們同時(shí)工作，
由此能在表面上如一臺線性電動(dòng)機(jī)那樣控制作為具有所希望的推力的一
組線性電動(dòng)機(jī)。


圖1是表示線性電動(dòng)機(jī)致動(dòng)器的一個(gè)例子的立體圖。
圖2是表示從圖1所示的線性電動(dòng)機(jī)致動(dòng)器去除臺板的狀態(tài)的立體 圖。 '
圖3是表示勵(lì)磁線圈和臺板的結(jié)合狀態(tài)的立體圖(包含勵(lì)磁線圈的構(gòu) 造的剖視圖)。
圖4是連結(jié)同一規(guī)格的2臺交流線性同步電動(dòng)機(jī)時(shí)的線性電動(dòng)機(jī)致動(dòng) 器的立體圖。
圖5是表示從圖4所示的立體圖取下臺板的狀態(tài)的立體圖。 圖6是線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖7是表示保護(hù)和監(jiān)視部的U相電流不平衡比較器的細(xì)節(jié)的圖。 圖8是表示在保護(hù)和監(jiān)視部中比較相電流時(shí)的電流波形和比較總線電 壓時(shí)的電壓波形的比較狀況的圖。 符號的說明。
1—基構(gòu)件；2—軌道；3—滑動(dòng)臺；4一交流線性同步電動(dòng)機(jī)；5—滑
塊；6—臺板；40—定子磁鐵；41—?jiǎng)?lì)磁線圈；100—線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置 (交流線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置)；IOI—對交流線性同步電動(dòng)機(jī)供給驅(qū)動(dòng)電 流的驅(qū)動(dòng)電流供給部(變極器)；102—保護(hù)和監(jiān)視部；103—控制指令部。
具體實(shí)施例方式
圖1是使用1臺交流線性同步電動(dòng)機(jī)的線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的立體 圖。另外，雖然在該實(shí)施方式中，是交流線性同步電動(dòng)機(jī)，但是應(yīng)用的線 性電動(dòng)機(jī)并不局限于同步電動(dòng)機(jī)。
7線性電動(dòng)機(jī)致動(dòng)器由基構(gòu)件1、鋪設(shè)在基構(gòu)件1上的軌道2、能沿著 該軌道2自由往返運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)臺3、在基構(gòu)件1上推進(jìn)該滑動(dòng)臺3的交流
線性同步電動(dòng)機(jī)4、交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100構(gòu)成。
線性電動(dòng)機(jī)致動(dòng)器的構(gòu)成構(gòu)件的基構(gòu)件1具有底板10、在該底板10 的兩側(cè)立設(shè)的一對側(cè)壁11、 11，形成溝道狀，在底板10，沿著基構(gòu)件1 的縱向形成用于使軌道2定位的安裝溝12。
此外，滑動(dòng)臺3由沿著軌道2運(yùn)動(dòng)的滑塊5、固定在該滑塊5上的臺 板6構(gòu)成。
圖2是表示從圖1所示的立體圖取下臺板6的狀態(tài)的立體圖?；瑝K5 與軌道2—起，構(gòu)成線性導(dǎo)向器(linear guide)，沿著軌道2引導(dǎo)臺板6。
交流線性同步電動(dòng)機(jī)4的輸出(推力)由安放在滑動(dòng)臺3上的負(fù)荷的 大小決定。 一般，交流線性同步電動(dòng)機(jī)4的推力由通過在電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁線 圈41中流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電流在動(dòng)子(在本說明書中使動(dòng)子表現(xiàn)為交流線性同 步電動(dòng)機(jī)4)的磁極產(chǎn)生的磁場、和在基構(gòu)件1的各側(cè)壁11排列為一列的 多個(gè)定子磁鐵40的斥力決定。
在基構(gòu)件l的各側(cè)壁ll，定子磁鐵40排列為使N極和S極交替朝向 勵(lì)磁線圈41。這些定子磁鐵40排列在合成樹脂制的保持板42上，使有關(guān) 的保持板42與基構(gòu)件1的各側(cè)壁11的內(nèi)側(cè)面緊貼，能容易進(jìn)行定子磁鐵 40對于基構(gòu)件1的排列。此外，通過使保持板42注射模塑成形，定子磁 鐵40與保持板42—體化。
此外，對于由鐵等的強(qiáng)磁性體形成的核心構(gòu)件，巻繞線圈，形成勵(lì)磁 線圈41。在該線性電動(dòng)機(jī)致動(dòng)器中，存在與在基構(gòu)件1的各側(cè)壁11排列 的定子磁鐵40相對的一對勵(lì)磁線圈41、 41，但是在圖2所示的例子中， 使用一個(gè)核心板(coreplate) 43形成這一對勵(lì)磁線圈41 、 41。
圖3是表示勵(lì)磁線圈41和臺板6的結(jié)合狀態(tài)的立體圖，勵(lì)磁線圈41 的構(gòu)造作為剖視圖描畫。在核心板43巻繞線圈44，形成勵(lì)磁線圈41。該 核心板43由與所述臺板6結(jié)合的中央部43a、位于該中央部43a的兩側(cè)的 一對核心部43b、 43b構(gòu)成，在核心部43b分別形成用于容納線圈44的槽。
即通過對各核心部43b巻繞線圈44，來由核心板43構(gòu)成一體化的一 對勵(lì)磁線圈41。各勵(lì)磁線圈41具有U相、V相和W相的三相的線圈44，
8對于這些線圈44，使交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100供給的三相交流電流流過，
對勵(lì)磁線圈41，產(chǎn)生沿著定子磁鐵40的排列方向的推力。
在圖2中，在基構(gòu)件1的一方的側(cè)壁固定有截面大致L字型的托架 13，在托架13的上表面，沿著基構(gòu)件1的縱向，粘貼線性刻度14。此外， 在所述臺板6的下表面固定有按照該臺板6的移動(dòng)來讀取線性刻度14的 編碼器15，以與臺板6的移動(dòng)速度對應(yīng)的間隔輸出脈沖信號。
在對勵(lì)磁線圈41的通電、編碼器15的輸出信號的傳送中使用柔性印 刷電路板，它們固定在臺板6的下表面，向基構(gòu)件l的側(cè)方引出，與交流 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100連接。
在如以上那樣構(gòu)成的線性電動(dòng)機(jī)致動(dòng)器中，如果對固定在臺板6上的 勵(lì)磁線圈41通三相交流電流，在勵(lì)磁線圈41就發(fā)生沿著定子磁鐵40的 排列方向的推力，滑動(dòng)臺3沿著軌道2進(jìn)退。所述編碼器15讀取線性刻 度14，輸出與滑動(dòng)臺3的移動(dòng)速度以及移動(dòng)距離對應(yīng)的輸出信號，所以一 邊參照編碼器15的輸出， 一邊控制向勵(lì)磁線圈41的通電，能任意控制滑 動(dòng)臺3的往返運(yùn)動(dòng)。
線性電動(dòng)機(jī)致動(dòng)器如上述那樣進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)，但是根據(jù)線性電動(dòng)機(jī)致 動(dòng)器的負(fù)荷，有時(shí)在生產(chǎn)線上制造的規(guī)格的交流線性同步電動(dòng)機(jī)中無法取 得要求的推力的情況。在有關(guān)的情況下，按以下那樣組合控制標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的 交流線性同步電動(dòng)機(jī)，由此作成滿足要求的推力的交流線性同步電動(dòng)機(jī)， 能進(jìn)行行駛控制。
圖4表示連結(jié)同一規(guī)格的2臺交流線性同步電動(dòng)機(jī)時(shí)的線性電動(dòng)機(jī)致 動(dòng)器的立體圖。此外，圖5是表示從圖4所示的立體圖取下臺板6的狀態(tài) 的立體圖。另外，在本實(shí)施方式中，使用2臺交流線性同步電動(dòng)機(jī)，但是 在3臺以上也同樣能應(yīng)用它，此外，并不局限于交流線性同步電動(dòng)機(jī)。
例如，通過螺栓固定等，不松懈地牢固地使同一規(guī)格的交流線性同步 電動(dòng)機(jī)4a、交流線性同步電動(dòng)機(jī)4b連接到臺板6上。這里，連接2個(gè)交 流線性同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，交流線性同步電動(dòng)機(jī)4a的勵(lì)磁線圈41a和與它相 鄰的交流線性同步電動(dòng)機(jī)4b的勵(lì)磁線圈41b的間隔變?yōu)榕c勵(lì)磁線圈41的 間距(U相、W相、V相生成的磁極的間距)相同地連接。
通過這樣緊合2臺交流線性同步電動(dòng)機(jī)，由動(dòng)子即交流線性同步電動(dòng)機(jī)4的勵(lì)磁線圈41a、 41b生成的磁極(U、 W、 V、 U、 W、 V相)和定 子磁鐵40 —對一對應(yīng)，能取得在勵(lì)磁線圈41具有沿著定子磁鐵40的排 列方向的推力(與一個(gè)交流線性同步電動(dòng)機(jī)相比，最多為2倍的推力)的 線性電動(dòng)機(jī)致動(dòng)器。
滑塊5和軌道2結(jié)合起來，構(gòu)成線性導(dǎo)向器，沿著軌道2引導(dǎo)臺板6。 如圖5所示，交流線性同步電動(dòng)機(jī)4a的勵(lì)磁線圈41a和交流線性同步電 動(dòng)機(jī)4b的勵(lì)磁線圈41b連續(xù)，以同一磁極間距排列，構(gòu)成一組的交流線 性同步電動(dòng)機(jī)。
在對勵(lì)磁線圈41a、 41b的通電、編碼器15的輸出信號的傳送中使用 柔性印刷電路板，這些柔性印刷電路板固定在臺板6的下表面，向基構(gòu)件 l的側(cè)方引出，與交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100連接。
在如以上那樣構(gòu)成的線性電動(dòng)機(jī)致動(dòng)器中，2臺交流線性同步電動(dòng)機(jī) 中的任意一個(gè)為主交流線性同步電動(dòng)機(jī)(主線性電動(dòng)機(jī))，另一交流線性 同步電動(dòng)機(jī)為從線性電動(dòng)機(jī)，對固定在臺板6上的勵(lì)磁線圈41a、 41b，流 過三相交流電流。據(jù)此，在勵(lì)磁線圈41a、 41b產(chǎn)生沿著定子磁鐵40的排 列方向的推力，滑動(dòng)臺3沿著軌道2進(jìn)退。
這里，由于所述編碼器15讀取線性刻度14，輸出與主交流線性同步 電動(dòng)機(jī)4a的滑動(dòng)臺3的移動(dòng)速度以及移動(dòng)距離對應(yīng)的輸出信號，所以一 邊參照編碼器15的輸出， 一邊將與位置信息、速度信息有關(guān)的信號反饋 給交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100。
根據(jù)從編碼器15反饋而來的信號，同時(shí)控制連結(jié)的2臺交流線性同 步電動(dòng)機(jī)的是線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100。圖6是線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié) 構(gòu)框圖。線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置IOO包含對交流線性同步電動(dòng)機(jī)供給驅(qū)動(dòng)電 流的驅(qū)動(dòng)電流供給部(這里，變極器)101、保護(hù)和監(jiān)視部102、以及控制 指令部103。另外，驅(qū)動(dòng)電流供給部101按每個(gè)交流線性同步電動(dòng)機(jī)設(shè)置， 與交流線性同步電動(dòng)機(jī)4a對應(yīng)的是驅(qū)動(dòng)電流供給部101a，與交流線性同 步電動(dòng)機(jī)4b對應(yīng)的是驅(qū)動(dòng)電流供給部101b。另一方面，保護(hù)和監(jiān)視部102 和控制指令部103分別是一臺，與全部交流線性同步電動(dòng)機(jī)對應(yīng)。
保護(hù)和監(jiān)視部102包含比較驅(qū)動(dòng)電流供給部101a、 101b的輸出電流 即交流線性同步電動(dòng)機(jī)4a、 4b的U相、V相的相電流的U相電流不平衡比較器、V相電流不平衡比較器；以及比較驅(qū)動(dòng)電流供給部101a、 101b
的1次電壓即總線電壓的總線電壓不平衡比較器而構(gòu)成。另外，比較的相
電流是至少U、 V、 W相中的任意2相的比較即可，關(guān)于另1相，能從理
論計(jì)算求出。
控制指令部103根據(jù)來自編碼器15的反饋信號、來自保護(hù)和監(jiān)視部 102的保護(hù)和監(jiān)視信號，生成用于控制交流線性同步電動(dòng)機(jī)4的行駛的指 令信號。
圖7是表示保護(hù)和監(jiān)視部102的U相電流不平衡比較器的細(xì)節(jié)的圖。 由模擬運(yùn)算放大器和比較器構(gòu)成不平衡比較器。如果將交流線性同步電動(dòng) 機(jī)4a的U相電流(IU1)和交流線性同步電動(dòng)機(jī)4b的U相電流(IU2) 輸入給模擬運(yùn)算放大器，根據(jù)各電波波形的差異而輸出IU1和IU2的差分 值或者差異的比例。按照將該差分值或者差異的比例輸入給比較器，與預(yù) 先設(shè)定的某值或者比例比較，超過該值或者比例的情況下，輸出錯(cuò)誤信號 的方式構(gòu)成。另外，在本實(shí)施方式中，作為閾值，輸出波形的差異比例。 此外，電流波形的差異比例超過30%時(shí)，輸出錯(cuò)誤，從而確認(rèn)能進(jìn)行良好 的行駛控制。
將從保護(hù)和監(jiān)視部102輸出的錯(cuò)誤信號輸入給控制指令部103，控制 指令部103輸出使交流線性同步電動(dòng)機(jī)停止的指令信號。
圖8是表示在保護(hù)和監(jiān)視部102中的相電流波形和總線電壓值的比較 狀況的圖。圖8 (a)是交流線性同步電動(dòng)機(jī)4a的U相電流(IU1)和交 流線性同步電動(dòng)機(jī)4b的U相電流(IU2)的模擬運(yùn)算放大器的電流波形的 不平衡比較圖。
交流線性同步電動(dòng)機(jī)4a、 4b是同一規(guī)格，磁極間距也相同，并且對 驅(qū)動(dòng)電流供給部輸出的指令信號也相同，所以基本上由保護(hù)和監(jiān)視部102 的比較器比較的電波波形應(yīng)該成為相同?？墒牵捎诮?jīng)時(shí)變化，如果電動(dòng) 機(jī)的線圈惡化，就如圖8 (a)所示，電流波形有差異。此外，交流線性同 步電動(dòng)機(jī)的連接由于任意的要因而松弛，如果在磁極間距和相鄰的動(dòng)子的 磁極間隔(4a、 4b之間)產(chǎn)生偏移，就表現(xiàn)為電流的相位不同。因此，IU1 和lU2的電流值將30n/。作為閾值，超過它時(shí)，對控制指令部103輸出異常 信號，能使2臺交流線性同步電動(dòng)機(jī)安全地行駛。圖8 (b)是表示用總線電壓不平衡比較器監(jiān)視驅(qū)動(dòng)電流供給部101a、 101b的1次電壓即總線電壓的狀況的圖。將對交流線性同步電動(dòng)機(jī)4a、 4b供給的驅(qū)動(dòng)電流作為直流電壓監(jiān)視。如果交流線性同步電動(dòng)機(jī)4a、 4b 減速，反電動(dòng)勢就作為再生能量回到電源，因此，總線電壓上升。有關(guān)的 再生能量引起的總線電壓的上升也相同，但是，在交流線性同步電動(dòng)機(jī)的 安裝時(shí)，由于相鄰的動(dòng)子的磁極間隔與動(dòng)子的磁極間距不一致等安裝問 題、此后的連結(jié)部的松弛、勵(lì)磁線圈的經(jīng)年惡化等，發(fā)生本來VDC1的再 生能量成為如VDC2那樣大的反電動(dòng)勢，再生的情形。
據(jù)此，如果一部分的交流線性同步電動(dòng)機(jī)的再生能量引起的總線電壓 的上升增大，就會(huì)燒損交流線性同步電動(dòng)機(jī)的線圈，無法控制多臺交流線 性同步電動(dòng)機(jī)。監(jiān)視它，在兩者的總線電壓值的差超過例如20%時(shí)，對控 制指令部103輸出錯(cuò)誤信號，使交流線性同步電動(dòng)機(jī)4a、 4b停止，由此 能防止電動(dòng)機(jī)線圈的燒損。
通過交流線性同步電動(dòng)機(jī)4a、 4b的相電流的監(jiān)視、驅(qū)動(dòng)電流供給部 101a、 101b的總線電壓的監(jiān)視而進(jìn)行二重保護(hù)，能安全地控制同一規(guī)格的 2臺交流線性同步電動(dòng)機(jī)。
本說明書根據(jù)2006年9月29日提出的特愿2006-268804。其內(nèi)容全 部包含在這里。
權(quán)利要求
1.一種多臺交流線性電動(dòng)機(jī)的控制方法，連結(jié)多臺同一規(guī)格的交流線性電動(dòng)機(jī)的動(dòng)子，作為一組的交流線性電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，按照使交流線性電動(dòng)機(jī)的動(dòng)子的磁極間距和相鄰的動(dòng)子的相鄰磁極的間隔變?yōu)橄嗤姆绞絹砭o合交流線性電動(dòng)機(jī)；將所述交流線性電動(dòng)機(jī)中的任意一個(gè)作為主交流線性電動(dòng)機(jī)，通過根據(jù)主交流線性電動(dòng)機(jī)的反饋信號生成的指令信號、和對所述主交流線性電動(dòng)機(jī)的相電流與其他交流線性電動(dòng)機(jī)的相電流進(jìn)行比較從而取得的電流差分信息，控制所述一組的交流線性電動(dòng)機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多臺交流線性電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征 在于所述相電流的比較是基于運(yùn)算放大器和比較器的電流波形的比較，所 述電流差分信息是電流波形的差異比例。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多臺交流線性電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于包含比較對所述主交流線性電動(dòng)機(jī)的線圈供給勵(lì)磁電流的交流線性 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的一次側(cè)線間電壓值和其他交流線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的 一次側(cè)線間電壓值而取得的電壓差分信息，控制所述一組的線性電動(dòng)機(jī)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任意一項(xiàng)所述的多臺交流線性電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于計(jì)算所述交流線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的一次側(cè)線間電壓的平均值，在所 述反饋信號中包含該平均值。
5. —種多臺交流線性電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，連結(jié)多臺同一規(guī)格的交流線性電動(dòng)機(jī)的動(dòng)子，作為一組的交流線性電動(dòng)機(jī)控制，包括按照使交流線性電動(dòng)機(jī)的動(dòng)子的磁極間距和相鄰的動(dòng)子的相鄰磁極 的間隔變?yōu)橄嗤g隔的方式緊合的多臺交流線性電動(dòng)機(jī)；禾口交流線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，具備與所述交流線性電動(dòng)機(jī)一對一地對 應(yīng)、對所述交流線性電動(dòng)機(jī)的線圈供給勵(lì)磁電流的驅(qū)動(dòng)電流供給部；包含 比較各交流線性電動(dòng)機(jī)的相電流的電流比較器的保護(hù)監(jiān)視部；和將所述交流線性電動(dòng)機(jī)中的一臺作為主交流線性電動(dòng)機(jī)，生成配送給所述驅(qū)動(dòng)電流 供給部的指令信號的控制指令部，該指令信號包含來自主交流線性電動(dòng)機(jī) 的反饋信號和所述保護(hù)監(jiān)視部生成的信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多臺交流線性電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述保護(hù)監(jiān)視部還具有比較所述驅(qū)動(dòng)電流供給部的一次側(cè)電壓的電 壓比較器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的多臺交流線性電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述電流比較器具有運(yùn)算放大器和比較器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5 7中的任意一項(xiàng)所述的多臺交流線性電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述電壓比較器具有計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)電流供給部的一次側(cè)線間電壓的 平均值，并將該平均值作為所述反饋信號配送給所述控制指令部的部件。
9. 一種多臺交流線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，對連結(jié)多臺同一規(guī)格的交流 線性電動(dòng)機(jī)的動(dòng)子，并且按照動(dòng)子的磁極間距和相鄰的動(dòng)子的相鄰磁極間隔成為相同間隔的方式緊合的一組多臺交流線性電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，包括 驅(qū)動(dòng)電流供給部，與所述交流線性電動(dòng)機(jī)一對一對應(yīng)，對所述交流線性電動(dòng)機(jī)的線圈供給驅(qū)動(dòng)電流；保護(hù)監(jiān)視部，包含比較所述交流線性電動(dòng)機(jī)的相電流的電流比較器； 控制指令部，將所述交流線性電動(dòng)機(jī)中的一臺作為主交流線性電動(dòng)機(jī)，并且生成配送給所述驅(qū)動(dòng)電流供給部的指令信號，該指令信號包含來自主交流線性電動(dòng)機(jī)的反饋信號和所述保護(hù)監(jiān)視部生成的電流比較信號。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的多臺交流線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述保護(hù)監(jiān)視部還具有比較所述驅(qū)動(dòng)電流供給部的一次側(cè)電壓的電 壓比較器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或IO所述的多臺交流線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述電流比較器具有運(yùn)算放大器和比較器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種連接多臺同一規(guī)格的交流線性電動(dòng)機(jī)，使它們同時(shí)工作，由此在表面上如一臺線性電動(dòng)機(jī)那樣控制具有希望的推力的一組線性電動(dòng)機(jī)的方法。一種多臺線性電動(dòng)機(jī)的控制方法，連結(jié)多臺同一規(guī)格的交流線性電動(dòng)機(jī)的動(dòng)子，作為一組的交流線性電動(dòng)機(jī)控制，使交流線性電動(dòng)機(jī)的動(dòng)子的磁極間距和相鄰的動(dòng)子的相鄰磁極的間隔變?yōu)橄嗤鼐o合交流線性電動(dòng)機(jī)；將所述交流線性電動(dòng)機(jī)中的任意一個(gè)作為主交流線性電動(dòng)機(jī)，通過根據(jù)主交流線性電動(dòng)機(jī)的反饋信號生成的指令信號和使所述主交流線性電動(dòng)機(jī)的相電流和其他交流線性電動(dòng)機(jī)的相電流進(jìn)行比較從而取得的電流差分信息，控制所述一組的交流線性電動(dòng)機(jī)。
文檔編號H02P25/06GK101517887SQ20078003446
公開日2009年8月26日 申請日期2007年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者正田和男, 長門義文 申請人:Thk株式會(huì)社