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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- 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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- Mechanical Engineering (AREA)
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- 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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