JPH0698591A - 直流モータ駆動装置 - Google Patents
直流モータ駆動装置Info
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- JPH0698591A JPH0698591A JP4268067A JP26806792A JPH0698591A JP H0698591 A JPH0698591 A JP H0698591A JP 4268067 A JP4268067 A JP 4268067A JP 26806792 A JP26806792 A JP 26806792A JP H0698591 A JPH0698591 A JP H0698591A
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- pulse width
- motor drive
- power
- power amplifier
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
- H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
- B60L13/03—Electric propulsion by linear motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
- Control Of Linear Motors (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 発熱の少ない直流モータ駆動装置を提供する
こと。 【構成】 パルス幅変調器32は、入力端子31に印加
されるトルク指令信号±VT に応じてパルス幅変調信号
を発生する。このパルス幅変調信号はホール効果素子2
0に印加され、ホール効果素子20は可動側の界磁マグ
ネットの磁力線の量に応じた出力を発生する。ホール効
果素子20の出力は、オペアンプ33によって増幅され
た後、第1と第2のコンパレータ34、35によって波
形整形され、第1と第2の電力増幅器36、37によっ
て電力増幅されて励磁コイル16に対して励磁電流を供
給する。前記第1と第2の電力増幅器36、37に加え
る信号はコンパレータ34、35によって波形整形され
ているため、電力増幅器36、37はスイッチング領域
で増幅動作が成され、発熱が抑制される。
こと。 【構成】 パルス幅変調器32は、入力端子31に印加
されるトルク指令信号±VT に応じてパルス幅変調信号
を発生する。このパルス幅変調信号はホール効果素子2
0に印加され、ホール効果素子20は可動側の界磁マグ
ネットの磁力線の量に応じた出力を発生する。ホール効
果素子20の出力は、オペアンプ33によって増幅され
た後、第1と第2のコンパレータ34、35によって波
形整形され、第1と第2の電力増幅器36、37によっ
て電力増幅されて励磁コイル16に対して励磁電流を供
給する。前記第1と第2の電力増幅器36、37に加え
る信号はコンパレータ34、35によって波形整形され
ているため、電力増幅器36、37はスイッチング領域
で増幅動作が成され、発熱が抑制される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直流モータ駆動装置、例
えば直流リニアモータの駆動装置に関するものである。
えば直流リニアモータの駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】直流リニアモータは、例えば工作機械や
産業用ロボットなどの直線運動機構部において、移動さ
せるべき物体を高精度に移動させるために多用されてい
る。そしてこの種のリニアモータは、一次側及び二次側
から成り、例えば一次側を給電側にしてしかも固定側と
し、二次側を可動側に成される。
産業用ロボットなどの直線運動機構部において、移動さ
せるべき物体を高精度に移動させるために多用されてい
る。そしてこの種のリニアモータは、一次側及び二次側
から成り、例えば一次側を給電側にしてしかも固定側と
し、二次側を可動側に成される。
【0003】一次側を構成する給電側には、励磁コイル
及びこの励磁コイルに対して駆動電流を供給するための
駆動回路等が具備され、また二次側を構成する可動側に
は、界磁マグネットが装着され、前記励磁コイルに電流
を供給することによって、一次側及び二次側の両者間に
生ずるフレミングの左手の法則に基づく推力により一次
側に対して二次側である可動側を移動させるようにす
る。
及びこの励磁コイルに対して駆動電流を供給するための
駆動回路等が具備され、また二次側を構成する可動側に
は、界磁マグネットが装着され、前記励磁コイルに電流
を供給することによって、一次側及び二次側の両者間に
生ずるフレミングの左手の法則に基づく推力により一次
側に対して二次側である可動側を移動させるようにす
る。
【0004】図7は前記した励磁コイルに対して駆動電
流を供給するための駆動回路の構成を示したものであ
る。図7において、51は±VT のトルク指令信号が供
給される入力端子であり、±VT のトルク指令信号は入
力端子51より絶対値回路52に供給される。この絶対
値回路52によって生成されたトルク指令信号の絶対値
出力は、パルス幅変調器53に印加され、ここでパルス
幅変調信号に変換される。そしてパルス幅変調器53か
らのパルス幅変調信号は方向切換器54に供給される。
流を供給するための駆動回路の構成を示したものであ
る。図7において、51は±VT のトルク指令信号が供
給される入力端子であり、±VT のトルク指令信号は入
力端子51より絶対値回路52に供給される。この絶対
値回路52によって生成されたトルク指令信号の絶対値
出力は、パルス幅変調器53に印加され、ここでパルス
幅変調信号に変換される。そしてパルス幅変調器53か
らのパルス幅変調信号は方向切換器54に供給される。
【0005】方向切換器54は極性判別回路55からの
信号によってパルス幅変調器53よりもたらされるパル
ス幅変調信号の出力極性を切り換えるものであり、この
極性判別回路55には入力端子51に加えられる±VT
のトルク指令信号が供給されるように成されている。従
って、方向切換器54よりもたらされる出力信号は、入
力端子51に加えられるトルク指令信号の極性によっ
て、パルス幅変調信号の出力極性が切り換えられたもの
になる。
信号によってパルス幅変調器53よりもたらされるパル
ス幅変調信号の出力極性を切り換えるものであり、この
極性判別回路55には入力端子51に加えられる±VT
のトルク指令信号が供給されるように成されている。従
って、方向切換器54よりもたらされる出力信号は、入
力端子51に加えられるトルク指令信号の極性によっ
て、パルス幅変調信号の出力極性が切り換えられたもの
になる。
【0006】前記方向切換器54からのパルス幅変調信
号は、各ホール効果素子56a〜56cの被制御入力端
子にそれぞれ供給される。そして各ホール効果素子56
a〜56cのホール効果出力端子は各電力増幅器57a
〜57cに接続されており、各ホール効果素子56a〜
56cの出力は、この電力増幅器57a〜57cによっ
てそれぞれ電力増幅され、それぞれの電力増幅器57a
〜57cの出力端に接続された各励磁コイル58a〜5
8cに供給される。
号は、各ホール効果素子56a〜56cの被制御入力端
子にそれぞれ供給される。そして各ホール効果素子56
a〜56cのホール効果出力端子は各電力増幅器57a
〜57cに接続されており、各ホール効果素子56a〜
56cの出力は、この電力増幅器57a〜57cによっ
てそれぞれ電力増幅され、それぞれの電力増幅器57a
〜57cの出力端に接続された各励磁コイル58a〜5
8cに供給される。
【0007】ここで、前記各ホール効果素子56a〜5
6cは、可動側を構成する界磁マグネット(図示せず)
に対応するように配置されており、従って可動側の各界
磁マグネットが接近したときのみトルク指令信号に対応
したパルス幅変調信号を各電力増幅器57a〜57cに
対して出力する。従って各励磁コイル58a〜58cに
は、順に各電力増幅器57a〜57cからの出力が供給
され、フレミングの左手の法則に基づいて界磁マグネッ
トに対して推力が与えられ、固定の一次側に対して二次
側である可動側がトルク指令信号に応じたトルクをもっ
て移動されるよう作用する。
6cは、可動側を構成する界磁マグネット(図示せず)
に対応するように配置されており、従って可動側の各界
磁マグネットが接近したときのみトルク指令信号に対応
したパルス幅変調信号を各電力増幅器57a〜57cに
対して出力する。従って各励磁コイル58a〜58cに
は、順に各電力増幅器57a〜57cからの出力が供給
され、フレミングの左手の法則に基づいて界磁マグネッ
トに対して推力が与えられ、固定の一次側に対して二次
側である可動側がトルク指令信号に応じたトルクをもっ
て移動されるよう作用する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の駆動装置によると、各電力増幅器57a〜57cに
よって増幅される電流はパルス幅に応じた間欠的なもの
になる。しかしながら各電力増幅器57a〜57cに供
給されるパルス幅変調信号は、各ホール効果素子56a
〜56cよりもたらされるものであり、この各ホール効
果素子56a〜56cは可動側を構成する界磁マグネッ
トによる磁力線の量によってその出力が制御される。
来の駆動装置によると、各電力増幅器57a〜57cに
よって増幅される電流はパルス幅に応じた間欠的なもの
になる。しかしながら各電力増幅器57a〜57cに供
給されるパルス幅変調信号は、各ホール効果素子56a
〜56cよりもたらされるものであり、この各ホール効
果素子56a〜56cは可動側を構成する界磁マグネッ
トによる磁力線の量によってその出力が制御される。
【0009】そして各ホール効果素子56a〜56cに
対して作用する磁力線の量は界磁マグネットとホール効
果素子との距離の2乗に反比例する。従って各ホール効
果素子56a〜56cによる出力は、図8に示したよう
に時点(イ)より時点(ロ)の間でリニアに立上がり、
時点(ロ)より時点(ハ)に至る所定時間tにおいて波
高値hを継続し、時点(ハ)より時点(ニ)の間でリニ
アに立ち下がるという出力特性が生ずる。
対して作用する磁力線の量は界磁マグネットとホール効
果素子との距離の2乗に反比例する。従って各ホール効
果素子56a〜56cによる出力は、図8に示したよう
に時点(イ)より時点(ロ)の間でリニアに立上がり、
時点(ロ)より時点(ハ)に至る所定時間tにおいて波
高値hを継続し、時点(ハ)より時点(ニ)の間でリニ
アに立ち下がるという出力特性が生ずる。
【0010】このために各電力増幅器57a〜57cの
動作は、時点(ロ)より時点(ハ)に至る所定時間tに
おいては、略完全なスイッチング動作領域となり、電力
増幅器57a〜57cを構成するパワートランジスタの
コレクタ損失はそれ程生じない。しかしながら時点
(イ)より時点(ロ)の間のリニア領域(ホ)および時
点(ハ)より時点(ニ)の間のリニア領域(ヘ)におい
ては、各電力増幅器57a〜57cは完全なスイッチン
グ動作領域とはならず、電力増幅器57a〜57cを構
成するパワートランジスタのコレクタ損失が増大する。
動作は、時点(ロ)より時点(ハ)に至る所定時間tに
おいては、略完全なスイッチング動作領域となり、電力
増幅器57a〜57cを構成するパワートランジスタの
コレクタ損失はそれ程生じない。しかしながら時点
(イ)より時点(ロ)の間のリニア領域(ホ)および時
点(ハ)より時点(ニ)の間のリニア領域(ヘ)におい
ては、各電力増幅器57a〜57cは完全なスイッチン
グ動作領域とはならず、電力増幅器57a〜57cを構
成するパワートランジスタのコレクタ損失が増大する。
【0011】従って、このコレクタ損失が各電力増幅器
57a〜57cの発熱となり、駆動回路の信頼性が低下
するという問題点が生ずる。
57a〜57cの発熱となり、駆動回路の信頼性が低下
するという問題点が生ずる。
【0012】そこで、本発明は前記従来技術の欠点に鑑
みて成されたもので、駆動回路における各電力増幅器か
らの発熱を抑さえ、信頼性の高い直流モータ駆動装置を
提供することを目的とする。
みて成されたもので、駆動回路における各電力増幅器か
らの発熱を抑さえ、信頼性の高い直流モータ駆動装置を
提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明はトルク指令信号
をこれに応じたパルスに変調するパルス変調手段と、前
記パルス変調手段からのパルス信号が加えられる磁電変
換手段と、前記磁電変換手段の出力を受けて磁電変換手
段からの出力信号を波形整形する比較手段と、前記比較
手段の出力を増幅してその増幅出力を励磁コイルに供給
するための電力増幅手段とを備えて構成されたものであ
る。
をこれに応じたパルスに変調するパルス変調手段と、前
記パルス変調手段からのパルス信号が加えられる磁電変
換手段と、前記磁電変換手段の出力を受けて磁電変換手
段からの出力信号を波形整形する比較手段と、前記比較
手段の出力を増幅してその増幅出力を励磁コイルに供給
するための電力増幅手段とを備えて構成されたものであ
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明に係る直流モータ駆動装置を図
に示す実施例に基づいて説明するが、これに先立ち本発
明の駆動装置によって駆動される直流リニアモータの一
例について図1乃至図4を用いて説明する。
に示す実施例に基づいて説明するが、これに先立ち本発
明の駆動装置によって駆動される直流リニアモータの一
例について図1乃至図4を用いて説明する。
【0015】図1乃至図4に示す直流リニアモータは、
一次側及び二次側から成り、この例においては一次側を
給電側にしてしかも固定側とし、二次側を可動側とされ
ている。先ずこれら一次側及び二次側の相互の案内をな
す案内手段から説明する。
一次側及び二次側から成り、この例においては一次側を
給電側にしてしかも固定側とし、二次側を可動側とされ
ている。先ずこれら一次側及び二次側の相互の案内をな
す案内手段から説明する。
【0016】図1乃至図3に示すように、この案内手段
は、その伸長方向に対して垂直な断面の形状が上方に解
放した略コの字状であるように形成された軌道台1と、
転動体循環路2(参照符号は図2及び図3に示す:詳細
は後述する)を有し、該軌道台1に対して相対運動可能
な摺動台としてのスライドユニット3とを有している。
軌道台1の左右の外側部には、断面が略円弧状の軌道と
しての軌道溝1aが1条ずつ、軸方向に沿って形成され
ている。前記転動体循環路2はこれら軌道溝1aの各々
に対応すべく、2条設けられている。そして、該転動体
循環路2内には、スライドユニット3の移動に伴ってこ
の軌道溝1a上を転動しつつ循環して軌道台1及びスラ
イドユニット3の間で荷重を負荷する転動体としての多
数のボール4が配列収容されている。
は、その伸長方向に対して垂直な断面の形状が上方に解
放した略コの字状であるように形成された軌道台1と、
転動体循環路2(参照符号は図2及び図3に示す:詳細
は後述する)を有し、該軌道台1に対して相対運動可能
な摺動台としてのスライドユニット3とを有している。
軌道台1の左右の外側部には、断面が略円弧状の軌道と
しての軌道溝1aが1条ずつ、軸方向に沿って形成され
ている。前記転動体循環路2はこれら軌道溝1aの各々
に対応すべく、2条設けられている。そして、該転動体
循環路2内には、スライドユニット3の移動に伴ってこ
の軌道溝1a上を転動しつつ循環して軌道台1及びスラ
イドユニット3の間で荷重を負荷する転動体としての多
数のボール4が配列収容されている。
【0017】このスライドユニット3は、軌道台1上に
跨架したケーシング6と、該ケーシング6の両端部に結
合された一対のエンドキャップ7a及び7bと、該エン
ドキャップ7a及び7b各々の外面に取り付けられた2
枚のシール8a及び8bとを有している。なお、エンド
キャップ7aには、前記したボール4にグリースを供給
するためのグリースニップル9が取り付けられている。
図2及び図3に示すように、各転動体循環路2は、ケー
シング6の左右両側部に夫々直線的にかつ互いに平行に
形成された負荷軌道溝2a及びリターン路2bと、両エ
ンドキャップ7a、7bに形成されて該負荷軌道溝2a
及びリターン路2bをこれらの両端部にて連通させる一
対の略半円状の方向転換路2c及び2dとから成る。な
お、上記負荷軌道溝2aが軌道台1の軌道溝1aと対向
している。
跨架したケーシング6と、該ケーシング6の両端部に結
合された一対のエンドキャップ7a及び7bと、該エン
ドキャップ7a及び7b各々の外面に取り付けられた2
枚のシール8a及び8bとを有している。なお、エンド
キャップ7aには、前記したボール4にグリースを供給
するためのグリースニップル9が取り付けられている。
図2及び図3に示すように、各転動体循環路2は、ケー
シング6の左右両側部に夫々直線的にかつ互いに平行に
形成された負荷軌道溝2a及びリターン路2bと、両エ
ンドキャップ7a、7bに形成されて該負荷軌道溝2a
及びリターン路2bをこれらの両端部にて連通させる一
対の略半円状の方向転換路2c及び2dとから成る。な
お、上記負荷軌道溝2aが軌道台1の軌道溝1aと対向
している。
【0018】前記構成よりなる案内手段は、例えば、図
2及び図3に示す工作機械(全体としては図示しない)
が装備する平坦なベッド12上に配置され、軌道台1が
該ベッド12に対して複数本のボルト(六角穴つき)1
3によって締結される。このため、軌道台1は、これを
ベッド12に固定するための平坦な取付面1bを底部に
有している。なお、図2及び図3に示すように、軌道台
1の底部には、該ボルト13の頭部よりも大きな径の座
ぐリ部1cと、ボルト13のねじ部よりも僅かに大径の
挿通孔1dとが同心的に形成されており、ボルト13
は、該座ぐリ部1c及び挿通孔1dにその全体が埋没す
るように挿入されてベッド12に螺合されている。ま
た、図1に示すように、スライドユニット3のケーシン
グ6の上面側には、複数のねじ孔6aが形成されてお
り、被加工物等を担持するテーブル(図示せず)が、こ
れらのねじ孔6aに螺合するボルト(六角穴付き:図示
せず)によって該ケーシング6に締結される。
2及び図3に示す工作機械(全体としては図示しない)
が装備する平坦なベッド12上に配置され、軌道台1が
該ベッド12に対して複数本のボルト(六角穴つき)1
3によって締結される。このため、軌道台1は、これを
ベッド12に固定するための平坦な取付面1bを底部に
有している。なお、図2及び図3に示すように、軌道台
1の底部には、該ボルト13の頭部よりも大きな径の座
ぐリ部1cと、ボルト13のねじ部よりも僅かに大径の
挿通孔1dとが同心的に形成されており、ボルト13
は、該座ぐリ部1c及び挿通孔1dにその全体が埋没す
るように挿入されてベッド12に螺合されている。ま
た、図1に示すように、スライドユニット3のケーシン
グ6の上面側には、複数のねじ孔6aが形成されてお
り、被加工物等を担持するテーブル(図示せず)が、こ
れらのねじ孔6aに螺合するボルト(六角穴付き:図示
せず)によって該ケーシング6に締結される。
【0019】次いで、上述した構成の案内手段によって
相互の案内がなされる直流リニアモータの一次側及び二
次側について詳述する。
相互の案内がなされる直流リニアモータの一次側及び二
次側について詳述する。
【0020】図1及び図3に示すように、該一次側は、
軌道台1上に該軌道台の略全長に亘って延在するように
設けられた矩形板状のコイルヨーク15と、該コイルヨ
ーク15上に一列に並べて配設された多数の励磁コイル
16とを有している。なお、コイルヨーク15は断面形
状が上方が開放するコの字状に形成された軌道台1の底
部近傍に配置されている。詳しくは、軌道台1にはその
底部近傍に2条の支持段部1eが形成されており、コイ
ルヨーク15はこれら支持段部1eにより支持され、且
つ、該各支持段部に対して接着剤若しくは小ねじ等を以
て固定されている。また、図示のように、各励磁コイル
16は夫々、略矩形状に巻回されている。
軌道台1上に該軌道台の略全長に亘って延在するように
設けられた矩形板状のコイルヨーク15と、該コイルヨ
ーク15上に一列に並べて配設された多数の励磁コイル
16とを有している。なお、コイルヨーク15は断面形
状が上方が開放するコの字状に形成された軌道台1の底
部近傍に配置されている。詳しくは、軌道台1にはその
底部近傍に2条の支持段部1eが形成されており、コイ
ルヨーク15はこれら支持段部1eにより支持され、且
つ、該各支持段部に対して接着剤若しくは小ねじ等を以
て固定されている。また、図示のように、各励磁コイル
16は夫々、略矩形状に巻回されている。
【0021】図3に示すように、コイルヨーク15の下
面側には、制御駆動回路を構成するIC及びトランジス
タなどの電子部品群18が設けられている。コイルヨー
ク15の表面には、これらの電子部品相互を電気的に接
続するための配線がエッチング等により施されている。
但し、該配線とコイルヨーク15とは、互いに電気的に
絶縁されている。すなわち、コイルヨーク15が回路基
板として作用するように構成されている。
面側には、制御駆動回路を構成するIC及びトランジス
タなどの電子部品群18が設けられている。コイルヨー
ク15の表面には、これらの電子部品相互を電気的に接
続するための配線がエッチング等により施されている。
但し、該配線とコイルヨーク15とは、互いに電気的に
絶縁されている。すなわち、コイルヨーク15が回路基
板として作用するように構成されている。
【0022】また、各励磁コイル16の上面側には該各
励磁コイルを固定するための樹脂等からなる薄い基板1
9が固設されており、該基板19の下面に、コイルヨー
ク15及び励磁コイル16等を有する一次側と後述の二
次側との相対的位置を検知するためのホール素子等から
成る磁電変換素子20が取り付けられている。この磁電
変換素子20は、前記した励磁コイル16の各々の内側
に位置するようにして、該一次側及び二次側の相対移動
方向において所定ピッチを隔てて多数並設されている。
また、これら磁電変換素子20は、電子部品群18を含
む制御駆動回路と結線されている。
励磁コイルを固定するための樹脂等からなる薄い基板1
9が固設されており、該基板19の下面に、コイルヨー
ク15及び励磁コイル16等を有する一次側と後述の二
次側との相対的位置を検知するためのホール素子等から
成る磁電変換素子20が取り付けられている。この磁電
変換素子20は、前記した励磁コイル16の各々の内側
に位置するようにして、該一次側及び二次側の相対移動
方向において所定ピッチを隔てて多数並設されている。
また、これら磁電変換素子20は、電子部品群18を含
む制御駆動回路と結線されている。
【0023】一方、二次側に関しては、下記のように構
成されている。
成されている。
【0024】図3に示すように、該二次側は、スライド
ユニット3の構成部材であるケーシング6の下面側に固
着されたマグネットヨーク22と、上記一次側の励磁コ
イル16の各々と対向すべく該マグネットヨーク22の
下面に固設された界磁マグネット23とを有している。
図4から明らかなように、界磁マグネット23は、全体
として略矩形板状に形成され、一次側及び二次側の相対
的移動がなされる方向A、すなわち軌道台1の長さ方向
に沿って、N及びSの磁極が複数、この場合5極が交互
に並ぶように着磁されている。
ユニット3の構成部材であるケーシング6の下面側に固
着されたマグネットヨーク22と、上記一次側の励磁コ
イル16の各々と対向すべく該マグネットヨーク22の
下面に固設された界磁マグネット23とを有している。
図4から明らかなように、界磁マグネット23は、全体
として略矩形板状に形成され、一次側及び二次側の相対
的移動がなされる方向A、すなわち軌道台1の長さ方向
に沿って、N及びSの磁極が複数、この場合5極が交互
に並ぶように着磁されている。
【0025】上述した直流リニアモータを含む直動ユニ
ットは例えば、スライドユニット3がテーブル(図示せ
ず)を担持するようにして使用される。この構成におい
て、該テーブル上に被加工物(図示せず)が載置されて
固定され、その状態で励磁コイル16に所定の電流を供
給することにより、一次側及び二次側の両者間にフレミ
ングの左手の法則による推力が生じ、固定側である一次
側に対して二次側が移動する。これにより、該被加工物
の搬送が行われる。
ットは例えば、スライドユニット3がテーブル(図示せ
ず)を担持するようにして使用される。この構成におい
て、該テーブル上に被加工物(図示せず)が載置されて
固定され、その状態で励磁コイル16に所定の電流を供
給することにより、一次側及び二次側の両者間にフレミ
ングの左手の法則による推力が生じ、固定側である一次
側に対して二次側が移動する。これにより、該被加工物
の搬送が行われる。
【0026】図5は以上のように成された直流リニアモ
ータを駆動するための本発明に係る駆動装置をブロック
図で示したものである。なお図5は複数存在する励磁コ
イルのうち、1つの励磁コイルに対して励磁電流を供給
する回路部分を示しており、他の励磁コイルに対する駆
動回路も同一のため、その説明は省略する。
ータを駆動するための本発明に係る駆動装置をブロック
図で示したものである。なお図5は複数存在する励磁コ
イルのうち、1つの励磁コイルに対して励磁電流を供給
する回路部分を示しており、他の励磁コイルに対する駆
動回路も同一のため、その説明は省略する。
【0027】図5において、31は±VT のトルク指令
信号が供給される入力端子であり、±VT のトルク指令
信号はこの入力端子31より、パルス変調手段としての
パルス幅変調器32に印加される。そしてパルス幅変調
器32の出力端は磁電変換素子としてのホール効果素子
20の被制御入力端子に接続されている。前記ホール効
果素子20のホール効果出力端子は、入力抵抗R1 およ
びR2 をそれぞれ介してオペレーショナルアンプ(以下
オペアンプと称する)33の反転入力端および非反転入
力端に接続されている。前記オペアンプ33の出力端
と、前記反転入力端との間には帰還抵抗R3 が接続さ
れ、またオペアンプ33の非反転入力端と基準電位点と
の間には接地抵抗R4 が接続されている。
信号が供給される入力端子であり、±VT のトルク指令
信号はこの入力端子31より、パルス変調手段としての
パルス幅変調器32に印加される。そしてパルス幅変調
器32の出力端は磁電変換素子としてのホール効果素子
20の被制御入力端子に接続されている。前記ホール効
果素子20のホール効果出力端子は、入力抵抗R1 およ
びR2 をそれぞれ介してオペレーショナルアンプ(以下
オペアンプと称する)33の反転入力端および非反転入
力端に接続されている。前記オペアンプ33の出力端
と、前記反転入力端との間には帰還抵抗R3 が接続さ
れ、またオペアンプ33の非反転入力端と基準電位点と
の間には接地抵抗R4 が接続されている。
【0028】前記オペアンプ33の出力端には、出力抵
抗R5 の一端が接続され、出力抵抗R5 の他端は比較手
段としての第1コンパレータ34と第2コンパレータ3
5の入力端にそれぞれ接続されている。前記第1コンパ
レータ34のリファレンス電圧入力端は、抵抗R6 を介
して所定の基準正電位+VRef に接続されており、また
前記第2コンパレータ35のリファレンス電圧入力端
は、抵抗R7 を介して所定の基準負電位−VRef に接続
されている。
抗R5 の一端が接続され、出力抵抗R5 の他端は比較手
段としての第1コンパレータ34と第2コンパレータ3
5の入力端にそれぞれ接続されている。前記第1コンパ
レータ34のリファレンス電圧入力端は、抵抗R6 を介
して所定の基準正電位+VRef に接続されており、また
前記第2コンパレータ35のリファレンス電圧入力端
は、抵抗R7 を介して所定の基準負電位−VRef に接続
されている。
【0029】前記第1コンパレータ34の出力端は、抵
抗R8 を介して電力増幅手段を構成する第1電力増幅器
36の入力端に接続されており、且つ第1電力増幅器3
6の入力端にはプルアップ抵抗R9 を介して所定のバイ
アス電圧が印加される。また第2コンパレータ35の出
力端は、抵抗R10を介して電力増幅手段を構成する第2
電力増幅器37の入力端に接続されており、且つ第2電
力増幅器37の入力端にはプルアップ抵抗R11を介して
所定のバイアス電圧が印加される。
抗R8 を介して電力増幅手段を構成する第1電力増幅器
36の入力端に接続されており、且つ第1電力増幅器3
6の入力端にはプルアップ抵抗R9 を介して所定のバイ
アス電圧が印加される。また第2コンパレータ35の出
力端は、抵抗R10を介して電力増幅手段を構成する第2
電力増幅器37の入力端に接続されており、且つ第2電
力増幅器37の入力端にはプルアップ抵抗R11を介して
所定のバイアス電圧が印加される。
【0030】そして第1電力増幅器36の出力端38
と、第2電力増幅器37の出力端39との間には励磁コ
イル16の各端部が接続されている。
と、第2電力増幅器37の出力端39との間には励磁コ
イル16の各端部が接続されている。
【0031】以上の構成において、入力端子31に図6
(a)に示したような±VT のトルク指令信号が印加さ
れると、パルス幅変調器32はトルク指令信号の電圧値
に応じて図6(b)に示したようなパルス幅変調信号を
発生する。このパルス幅変調信号はホール効果素子20
の被制御入力端子に印加され、ホール効果素子20はこ
の時に可動側の界磁マグネット23が接近したとき、界
磁マグネット23から発生する磁力線の量に応じて図6
(c)に示すようなパルス幅変調信号を発生する。
(a)に示したような±VT のトルク指令信号が印加さ
れると、パルス幅変調器32はトルク指令信号の電圧値
に応じて図6(b)に示したようなパルス幅変調信号を
発生する。このパルス幅変調信号はホール効果素子20
の被制御入力端子に印加され、ホール効果素子20はこ
の時に可動側の界磁マグネット23が接近したとき、界
磁マグネット23から発生する磁力線の量に応じて図6
(c)に示すようなパルス幅変調信号を発生する。
【0032】この図6(c)に示したパルス幅変調信号
はオペアンプ33によって増幅され、比較手段としての
第1および第2コンパレータ34、35のそれぞれの入
力端に供給される。第1コンパレータ34は、所定の基
準正電位+VRef に対してこれを越える波高値のパルス
幅変調信号が供給されたときに出力を発生する。また同
様に第2コンパレータ35は、所定の基準負電位−VRe
fニ対してこれ未満の(負方向に越える)波高値のパルス
幅変調信号が供給されたときに出力を発生する。すなわ
ち、第1コンパレータ34の出力端には、図6(d)に
示すようにホール効果素子20によって発生するリニア
領域(ト)部分を除いた正方向のパルス幅変調信号が発
生し、また第2コンパレータ35の出力端には、図6
(e)に示すようにホール効果素子20によって発生す
るリニア領域(ト)部分を除いた負方向のパルス幅変調
信号が発生する。
はオペアンプ33によって増幅され、比較手段としての
第1および第2コンパレータ34、35のそれぞれの入
力端に供給される。第1コンパレータ34は、所定の基
準正電位+VRef に対してこれを越える波高値のパルス
幅変調信号が供給されたときに出力を発生する。また同
様に第2コンパレータ35は、所定の基準負電位−VRe
fニ対してこれ未満の(負方向に越える)波高値のパルス
幅変調信号が供給されたときに出力を発生する。すなわ
ち、第1コンパレータ34の出力端には、図6(d)に
示すようにホール効果素子20によって発生するリニア
領域(ト)部分を除いた正方向のパルス幅変調信号が発
生し、また第2コンパレータ35の出力端には、図6
(e)に示すようにホール効果素子20によって発生す
るリニア領域(ト)部分を除いた負方向のパルス幅変調
信号が発生する。
【0033】そしてこれら図6(d)および図6(e)
に示したパルス幅変調信号は、第1電力増幅器36およ
び第2電力増幅器37にそれぞれ供給される。前記第1
電力増幅器36および第2電力増幅器37の入力端には
それぞれプルアップ抵抗R9およびR11を介して所定の
バイアス電圧が印加されており、従って第1電力増幅器
36は図6(d)に示したパルス幅信号が到来した時に
これを電力増幅して励磁コイル16に励磁電流を流し、
また第2電力増幅器37は図6(e)に示したパルス幅
信号が到来した時にこれを電力増幅して励磁コイル16
に励磁電流を流す。
に示したパルス幅変調信号は、第1電力増幅器36およ
び第2電力増幅器37にそれぞれ供給される。前記第1
電力増幅器36および第2電力増幅器37の入力端には
それぞれプルアップ抵抗R9およびR11を介して所定の
バイアス電圧が印加されており、従って第1電力増幅器
36は図6(d)に示したパルス幅信号が到来した時に
これを電力増幅して励磁コイル16に励磁電流を流し、
また第2電力増幅器37は図6(e)に示したパルス幅
信号が到来した時にこれを電力増幅して励磁コイル16
に励磁電流を流す。
【0034】図6(d)および(e)の信号波形で理解
できるように、第1および第2の各電力増幅器36、3
7に供給される信号は、前記ホール効果素子20によっ
て発生するリニア領域(ト)部分のパルス幅変調信号が
除かれており、従って各電力増幅器36、37は共に略
完全なスイッチング動作領域で増幅動作が成される。こ
のため、電力増幅器を構成するパワートランジスタのコ
レクタ損失はそれ程生ずることなく、電力増幅器からの
発熱が抑えられる。
できるように、第1および第2の各電力増幅器36、3
7に供給される信号は、前記ホール効果素子20によっ
て発生するリニア領域(ト)部分のパルス幅変調信号が
除かれており、従って各電力増幅器36、37は共に略
完全なスイッチング動作領域で増幅動作が成される。こ
のため、電力増幅器を構成するパワートランジスタのコ
レクタ損失はそれ程生ずることなく、電力増幅器からの
発熱が抑えられる。
【0035】なお、以上説明した図5に示す実施例は、
比較手段および電力増幅手段にいわゆるプッシュプル構
成を採用した場合を示しているが、これはシングル構成
の場合にも適用できる。例えば図7に示した従来例にお
いて、各ホール効果素子56a〜56cと各電力増幅器
57a〜57cとの間に、各ホール効果素子56a〜5
6cからの出力信号を波形整形する比較手段をそれぞれ
挿入することで実現できる。
比較手段および電力増幅手段にいわゆるプッシュプル構
成を採用した場合を示しているが、これはシングル構成
の場合にも適用できる。例えば図7に示した従来例にお
いて、各ホール効果素子56a〜56cと各電力増幅器
57a〜57cとの間に、各ホール効果素子56a〜5
6cからの出力信号を波形整形する比較手段をそれぞれ
挿入することで実現できる。
【0036】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係る直流モータ駆動装置によれば、ホール効果素子によ
って得られるパルス幅変調された駆動信号を比較手段に
与え、この比較手段によってパルス幅変調された駆動信
号における前記したリニア領域の信号を削除するように
波形整形するため、これを受ける電力増幅器は略完全な
スイッチング領域で動作することになる。従って、電力
増幅器を構成するパワートランジスタのコレクタ損失を
少なく、すなわち各電力増幅器からの発熱を抑制させる
ことが可能となり、信頼性の高い直流モータ駆動装置を
提供できる効果がある。
係る直流モータ駆動装置によれば、ホール効果素子によ
って得られるパルス幅変調された駆動信号を比較手段に
与え、この比較手段によってパルス幅変調された駆動信
号における前記したリニア領域の信号を削除するように
波形整形するため、これを受ける電力増幅器は略完全な
スイッチング領域で動作することになる。従って、電力
増幅器を構成するパワートランジスタのコレクタ損失を
少なく、すなわち各電力増幅器からの発熱を抑制させる
ことが可能となり、信頼性の高い直流モータ駆動装置を
提供できる効果がある。
【図1】図1は、本発明が実施される直流リニアモータ
の構成を一部を破断して示した斜視図である。
の構成を一部を破断して示した斜視図である。
【図2】図2は、図1に示したリニアモータを工作機械
のベッド上に取り付けた状態を一部破断して示した側面
図である。
のベッド上に取り付けた状態を一部破断して示した側面
図である。
【図3】図3は、図2におけるB−B線における断面を
矢印方向に見た断面図である。
矢印方向に見た断面図である。
【図4】図4は、図1乃至図3に示したリニアモータが
具備する界磁マグネットの斜視図である。
具備する界磁マグネットの斜視図である。
【図5】図5は、本発明の直流モータ駆動装置の一実施
例を示した回路ブロック図である。
例を示した回路ブロック図である。
【図6】図6は、図5に示したブロック図における各部
の信号波形を示した信号波形図である。
の信号波形を示した信号波形図である。
【図7】図7は、従来の直流モータ駆動装置の一例を示
した回路ブロック図である。
した回路ブロック図である。
【図8】図8は、図7に示したブロック図における一部
の信号波形を示した信号波形図である。
の信号波形を示した信号波形図である。
16 励磁コイル 20 ホール効果素子(磁電変換手段) 31 入力端子 32 パルス幅変調器(パルス変調手段) 33 オペアンプ 34 第1コンパレータ(比較手段) 35 第2コンパレータ(比較手段) 36 第1電力増幅器(電力増幅手段) 37 第2電力増幅器(電力増幅手段)
Claims (4)
- 【請求項1】 トルク指令信号をこれに応じたパルスに
変調するパルス変調手段と、前記パルス変調手段からの
パルス信号が加えられる磁電変換手段と、前記磁電変換
手段の出力を受けて磁電変換手段からの出力信号を波形
整形する比較手段と、前記比較手段の出力を増幅してそ
の増幅出力を励磁コイルに供給するための電力増幅手段
とを具備したことを特徴とする直流モータ駆動装置 - 【請求項2】 前記パルス変調手段は、トルク指令信号
をパルス幅に変調するパルス幅変調器であり、前記磁電
変換手段はホール効果素子であることを特徴とする請求
項1記載の直流モータ駆動装置。 - 【請求項3】 前記比較手段は、基準電位に対して所定
の正電位が印加されたときに出力を発生する第1コンパ
レータと、基準電位に対して所定の負電位が印加された
ときに出力を発生する第2コンパレータとで形成された
ことを特徴とする請求項1記載の直流モータ駆動装置。 - 【請求項4】 前記電力増幅手段は、前記第1コンパレ
ータの出力を受ける第1電力増幅器と、前記第2コンパ
レータの出力を受ける第2電力増幅器とで構成され、前
記第1電力増幅器の出力端と前記第2電力増幅器の出力
端との間に励磁コイルの各端部が接続されることを特徴
とする請求項3記載の直流モータ駆動装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26806792A JP3420265B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 直流モータ駆動装置 |
US08/117,615 US5469030A (en) | 1992-09-10 | 1993-09-08 | Direct current motor drive apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26806792A JP3420265B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 直流モータ駆動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0698591A true JPH0698591A (ja) | 1994-04-08 |
JP3420265B2 JP3420265B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=17453431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26806792A Expired - Fee Related JP3420265B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 直流モータ駆動装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5469030A (ja) |
JP (1) | JP3420265B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020117883A (ja) * | 2019-01-21 | 2020-08-06 | アイシン精機株式会社 | 車両用開閉体制御装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10384914B2 (en) * | 2015-09-10 | 2019-08-20 | Otis Elevator Company | Elevator support structure |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3619749A (en) * | 1969-10-06 | 1971-11-09 | Reliance Electric Co | Motor current control circuit utilizing real current component |
DE2063351C3 (de) * | 1970-12-23 | 1981-11-05 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Drehzahlgeregelter kollektorloser Gleichstrommotor mit Anlaufhilfseinrichtung |
JPS5674094A (en) * | 1979-11-22 | 1981-06-19 | Sony Corp | Brushless dc motor |
US4686437A (en) * | 1980-06-20 | 1987-08-11 | Kollmorgen Technologies Corporation | Electromechanical energy conversion system |
JPH07120907B2 (ja) * | 1988-08-15 | 1995-12-20 | パイオニア株式会社 | インピーダンス負荷駆動回路 |
US5162709A (en) * | 1989-04-25 | 1992-11-10 | Diesel Kiki Co., Ltd. | Apparatus for controlling blower motor of automobile air-conditioner |
US5270631A (en) * | 1991-04-16 | 1993-12-14 | Olympus Optical Co., Ltd. | Linear DC motor driving device |
-
1992
- 1992-09-10 JP JP26806792A patent/JP3420265B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-09-08 US US08/117,615 patent/US5469030A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020117883A (ja) * | 2019-01-21 | 2020-08-06 | アイシン精機株式会社 | 車両用開閉体制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5469030A (en) | 1995-11-21 |
JP3420265B2 (ja) | 2003-06-23 |
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