JPH0721104Y2 - リニア同期モータ - Google Patents
リニア同期モータInfo
- Publication number
- JPH0721104Y2 JPH0721104Y2 JP1989075991U JP7599189U JPH0721104Y2 JP H0721104 Y2 JPH0721104 Y2 JP H0721104Y2 JP 1989075991 U JP1989075991 U JP 1989075991U JP 7599189 U JP7599189 U JP 7599189U JP H0721104 Y2 JPH0721104 Y2 JP H0721104Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- synchronous motor
- linear synchronous
- field
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Linear Motors (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、リニア電磁アクチュエータとして可変周波
数電源によって可変速制御されるリニア同期モータ、こ
とにその永久磁石界磁部の構造に関する。
数電源によって可変速制御されるリニア同期モータ、こ
とにその永久磁石界磁部の構造に関する。
第３図は従来のリニア同期モータを界磁の移動方向から
見た側面図、第４図は第３図のＡ−Ａ位置における断面
図である。図において、軌道13に布設されたレール12の
上には、レール12に案内される車輪11を有する台車10が
載置され、台車10にはその下面に上端が固定された非磁
性材からなる支持体６と、この支持体６に固定された板
状の複数の永久磁石5A,5B,5C,5D等５とで構成される長
さｌなるリニア同期モータの永久磁石界磁４が取り付け
られ、複数の永久磁石は軌道に沿ってＮ極,S極が交互に
並ぶよう所定の極ピッチを保持して支持体６に固定され
る。
見た側面図、第４図は第３図のＡ−Ａ位置における断面
図である。図において、軌道13に布設されたレール12の
上には、レール12に案内される車輪11を有する台車10が
載置され、台車10にはその下面に上端が固定された非磁
性材からなる支持体６と、この支持体６に固定された板
状の複数の永久磁石5A,5B,5C,5D等５とで構成される長
さｌなるリニア同期モータの永久磁石界磁４が取り付け
られ、複数の永久磁石は軌道に沿ってＮ極,S極が交互に
並ぶよう所定の極ピッチを保持して支持体６に固定され
る。
一方、軌道13側には一対の電機子1A,1Bが永久磁石５と
の間に空気ギャップ長ｇを保持して界磁４を挟むよう取
り付けられ、電機子1A,1Bは長さL,磁性鉄板の積み厚Ｈ
なる電機子鉄心２と、その軌道に沿って形成されたコイ
ル収納溝に所定の相順，極順で巻装された多相交流巻線
からなる電機子巻線３とで構成され、電機子巻線３を図
示しないインバータ等の可変電圧，可変周波数電源に接
続し、電機子巻線へ供給する電流，周波数を制御するこ
とにより、リニア同期モータの推力および界磁４の移動
速度を制御でき、したがって台車10を所望の推力と速度
でレール12に沿って往復運動させるリニア電磁アクチュ
エータが形成される。
の間に空気ギャップ長ｇを保持して界磁４を挟むよう取
り付けられ、電機子1A,1Bは長さL,磁性鉄板の積み厚Ｈ
なる電機子鉄心２と、その軌道に沿って形成されたコイ
ル収納溝に所定の相順，極順で巻装された多相交流巻線
からなる電機子巻線３とで構成され、電機子巻線３を図
示しないインバータ等の可変電圧，可変周波数電源に接
続し、電機子巻線へ供給する電流，周波数を制御するこ
とにより、リニア同期モータの推力および界磁４の移動
速度を制御でき、したがって台車10を所望の推力と速度
でレール12に沿って往復運動させるリニア電磁アクチュ
エータが形成される。
ところで、インバータ等の電源から電機子巻線に通電す
ることによって、長さｌなる界磁４と対向している位置
の電機子巻線と界磁間に電磁力が発生し、図中の台車10
が駆動されると、その結果として界磁と対向している位
置の電機子巻線には、界磁が同期速度で移動することで
逆起電力ｅが発生する。この逆起電力ｅと電源から一次
巻線に流れる電流Ｉの積が台車を駆動する電磁力を発生
するに有効な電力となる。この反面界磁と対向していな
い区間LA,LBに位置する電機子巻線に流れる電流Ｉによ
って電機子1A,1B間のギャップ長Ｇなる空隙中に磁界を
発生する。この磁界は電源から見ると次式で表わされる
励磁リアクタンスXmとして作用し、電源に無効電力を要
求する。
ることによって、長さｌなる界磁４と対向している位置
の電機子巻線と界磁間に電磁力が発生し、図中の台車10
が駆動されると、その結果として界磁と対向している位
置の電機子巻線には、界磁が同期速度で移動することで
逆起電力ｅが発生する。この逆起電力ｅと電源から一次
巻線に流れる電流Ｉの積が台車を駆動する電磁力を発生
するに有効な電力となる。この反面界磁と対向していな
い区間LA,LBに位置する電機子巻線に流れる電流Ｉによ
って電機子1A,1B間のギャップ長Ｇなる空隙中に磁界を
発生する。この磁界は電源から見ると次式で表わされる
励磁リアクタンスXmとして作用し、電源に無効電力を要
求する。
ここで、Kw:電機子巻線で決まる係数、Vs:同期速度〔m/
s〕 H :リニア同期モータの一次鉄心積厚さ〔ｍ〕 τ：リニア同期モータの極ピッチ〔ｍ〕 上式において励磁リアクタンスXmは、電機子と界磁の長
さの比L/l,リニア同期モータの出力によって決まる電機
子鉄心の積み厚H,同期速度Vs等に比例して増加し、極ピ
ッチτと空隙長Ｇとの比G/τに逆比例して減少する。イ
ンバータ等の高価な電源装置を必要とするリニア同期モ
ータでは、装置全体の経済性に及ぼす電源装置のコスト
の比重が高く、したがって無効電力の低減がことに重要
視される。
s〕 H :リニア同期モータの一次鉄心積厚さ〔ｍ〕 τ：リニア同期モータの極ピッチ〔ｍ〕 上式において励磁リアクタンスXmは、電機子と界磁の長
さの比L/l,リニア同期モータの出力によって決まる電機
子鉄心の積み厚H,同期速度Vs等に比例して増加し、極ピ
ッチτと空隙長Ｇとの比G/τに逆比例して減少する。イ
ンバータ等の高価な電源装置を必要とするリニア同期モ
ータでは、装置全体の経済性に及ぼす電源装置のコスト
の比重が高く、したがって無効電力の低減がことに重要
視される。
従来のリニア同期モータは電機子の長さＬが1mから3m程
度、電機子の長さＬが界磁の長さｌの５倍から10倍程度
のものが知られている。したがって、極ピッチτも数cm
と小さい。また、永久磁石５として使用されるフェライ
ト磁石，希土類磁石等の磁化方向の厚さｔには製造上の
限界があり、現在入手可能な永久磁石の厚みｔは20mm以
下である。その結果、一対の電機子間の空気ギャップ長
Ｇは30mm程度となり、励磁リアクタンスXmに大きな影響
を及ぼすG/τの値も必然的に大きくなり、したがって無
効電力もあまり大きくならないので、電源容量の低減も
あまり問題にならなかった。
度、電機子の長さＬが界磁の長さｌの５倍から10倍程度
のものが知られている。したがって、極ピッチτも数cm
と小さい。また、永久磁石５として使用されるフェライ
ト磁石，希土類磁石等の磁化方向の厚さｔには製造上の
限界があり、現在入手可能な永久磁石の厚みｔは20mm以
下である。その結果、一対の電機子間の空気ギャップ長
Ｇは30mm程度となり、励磁リアクタンスXmに大きな影響
を及ぼすG/τの値も必然的に大きくなり、したがって無
効電力もあまり大きくならないので、電源容量の低減も
あまり問題にならなかった。
ところが、リニア同期モータのアクチュエータへの適用
技術の進歩により、従来より電機子長の長いリニア同期
モータ，例えば電機子長が10mから30mにも及ぶ大型アク
チュエータが求められており、これに伴なってリニア同
期モータの極ピッチτも十数cmと大きくすることが必要
になるために、一対の電機子間の空隙長Ｇを大きくして
G/τ値を大きくしないと励磁リアクタンスXmが大きくな
って無効電力が増し、その結果大きな容量の可変電圧，
可変周波数電源が必要になるために、リニア電磁アクチ
ュエータとしての経済性が損われるという問題が発生す
る。空隙長Ｇを大きくしようとする場合、これに比例し
て永久磁石界磁の磁化方向の厚みを増し、永久磁石と電
機子との間の空気ギャップ長ｇを従来の装置と同等の数
mm程度に保持して推力の低下を防ぐ必要があるが、永久
磁石の厚みには前述の製造上の制約があり、永久磁石の
厚みを所望の寸法に大きくできないという問題がある。
またこれを解決する方法として厚み20mm以下の永久磁石
を複数板接着して永久磁石界磁を形成する方法が考えら
れるが、高価な永久磁石材料を必要以上に使用するため
に経済的不利益を招くという欠点がある。
技術の進歩により、従来より電機子長の長いリニア同期
モータ，例えば電機子長が10mから30mにも及ぶ大型アク
チュエータが求められており、これに伴なってリニア同
期モータの極ピッチτも十数cmと大きくすることが必要
になるために、一対の電機子間の空隙長Ｇを大きくして
G/τ値を大きくしないと励磁リアクタンスXmが大きくな
って無効電力が増し、その結果大きな容量の可変電圧，
可変周波数電源が必要になるために、リニア電磁アクチ
ュエータとしての経済性が損われるという問題が発生す
る。空隙長Ｇを大きくしようとする場合、これに比例し
て永久磁石界磁の磁化方向の厚みを増し、永久磁石と電
機子との間の空気ギャップ長ｇを従来の装置と同等の数
mm程度に保持して推力の低下を防ぐ必要があるが、永久
磁石の厚みには前述の製造上の制約があり、永久磁石の
厚みを所望の寸法に大きくできないという問題がある。
またこれを解決する方法として厚み20mm以下の永久磁石
を複数板接着して永久磁石界磁を形成する方法が考えら
れるが、高価な永久磁石材料を必要以上に使用するため
に経済的不利益を招くという欠点がある。
この考案の目的は、入手容易な厚みの永久磁石材料を適
量用いて励磁リアクタンスが小さく電機子長の長い大型
リニア同期モータを得ることにある。
量用いて励磁リアクタンスが小さく電機子長の長い大型
リニア同期モータを得ることにある。
上記課題を解決するために、この考案によれば、軌道に
案内された台車に支持体を介して支持された永久磁石界
磁と、この永久磁石界磁をその両側に空気ギャップを保
持して挟むよう軌道側に支持された一対の電機子とを有
するものにおいて、非磁性体から成る支持体と、所定の
極ピッチを保持して断続して前記支持体に支持された複
数個の強磁性体と、前記一対の電機子に互いに異なる極
性の磁極面が対向するよう前記複数個の強磁性体の両面
に一対ずつ固定された永久磁石とからなり，かつ互いに
隣接する前記永久磁石の極性が交互に反転するよう着磁
されてなる永久磁石界磁を備えてなるものとする。
案内された台車に支持体を介して支持された永久磁石界
磁と、この永久磁石界磁をその両側に空気ギャップを保
持して挟むよう軌道側に支持された一対の電機子とを有
するものにおいて、非磁性体から成る支持体と、所定の
極ピッチを保持して断続して前記支持体に支持された複
数個の強磁性体と、前記一対の電機子に互いに異なる極
性の磁極面が対向するよう前記複数個の強磁性体の両面
に一対ずつ固定された永久磁石とからなり，かつ互いに
隣接する前記永久磁石の極性が交互に反転するよう着磁
されてなる永久磁石界磁を備えてなるものとする。
上記手段において、支持体に支持された鉄材等の強磁性
体を間隔材としてその両側に板材の永久磁石を取り付
け、一対の電機子に空気ギャップ長ｇを介して対向する
面がＮ極およびＳ極となる永久磁石界磁を形成したこと
により、２枚の永久磁石を重ねた厚みは空気ギャップ長
ｇ中に所定の磁界を作るに必要とする厚みですみ、した
がって容易に入手できる市販の永久磁石材を使用できる
とともに、鉄材等安価な強磁性体の厚さを変えるだけで
任意の空隙長Ｇが得られるので、経済的不利益を招かず
にG/τ値を大きく取る構成が可能となり、励磁リアクタ
ンスを増大させることなく電機子鉄心長の長い大型のリ
ニア同期モータが得られ、かつ電源容量の増大も阻止す
ることができる。
体を間隔材としてその両側に板材の永久磁石を取り付
け、一対の電機子に空気ギャップ長ｇを介して対向する
面がＮ極およびＳ極となる永久磁石界磁を形成したこと
により、２枚の永久磁石を重ねた厚みは空気ギャップ長
ｇ中に所定の磁界を作るに必要とする厚みですみ、した
がって容易に入手できる市販の永久磁石材を使用できる
とともに、鉄材等安価な強磁性体の厚さを変えるだけで
任意の空隙長Ｇが得られるので、経済的不利益を招かず
にG/τ値を大きく取る構成が可能となり、励磁リアクタ
ンスを増大させることなく電機子鉄心長の長い大型のリ
ニア同期モータが得られ、かつ電源容量の増大も阻止す
ることができる。
また、永久磁石間に透磁率の大きい強磁性体を挿入した
構成の永久磁石界磁としたことで、この強磁性体で消費
される起磁力は磁気回路全体で消費される起磁力に比べ
てほんの僅かであり、リニア同期モータの推力にはほと
んど影響しない。
構成の永久磁石界磁としたことで、この強磁性体で消費
される起磁力は磁気回路全体で消費される起磁力に比べ
てほんの僅かであり、リニア同期モータの推力にはほと
んど影響しない。
以下この考案を実施例に基づいて説明する。
第１図はこの考案の実施例としてのリニア同期モータを
示す側面図、第２図は第１図におけるＢ−Ｂ位置の断面
図である。図において、永久磁石界磁20は、非磁性材か
らなる支持体６によって台車10の下面に固定されてお
り、支持体６には鉄材等からなる強磁性体21が所定の極
ピッチを保持して断続して複数個取り付けられ、板状の
強磁性体21の両面には一対の板状の永久磁石22および23
がエポキシ樹脂などの熱硬化性接着剤によって固着さ
れ、一対の電機子1Aおよび1Bに空気ギャップｇを保持し
て対向する一対の永久磁石22,23の磁極面の極性がＮ極
およびＳ極となり、かつ互いに隣接する永久磁石界磁の
極性が交互に反転するよう着磁される。
示す側面図、第２図は第１図におけるＢ−Ｂ位置の断面
図である。図において、永久磁石界磁20は、非磁性材か
らなる支持体６によって台車10の下面に固定されてお
り、支持体６には鉄材等からなる強磁性体21が所定の極
ピッチを保持して断続して複数個取り付けられ、板状の
強磁性体21の両面には一対の板状の永久磁石22および23
がエポキシ樹脂などの熱硬化性接着剤によって固着さ
れ、一対の電機子1Aおよび1Bに空気ギャップｇを保持し
て対向する一対の永久磁石22,23の磁極面の極性がＮ極
およびＳ極となり、かつ互いに隣接する永久磁石界磁の
極性が交互に反転するよう着磁される。
このように構成されたリニア同期モータにおいて、電機
子1A,1Bの長さＬが長大化することによって生ずる励磁
リアクタンスXmの増加、およびこれに伴う無負荷損の増
大を防ぐために一対の電機子1A,1B間の空気ギャップ長
Ｇを大きくしようとする場合、安価な鉄材からなる強磁
性体21の厚みｄを大きくすることにより、強磁性体21が
透磁率の大きい間隔材として機能して起磁力の損失をほ
とんど伴わずに永久磁石界磁20の厚みＴを増大させるこ
とが可能になる。また、板状の永久磁石22,23の厚み2t
は電機子との間のギャップ長ｇなる空隙中に所望の磁界
を発生するに必要な厚みですむので、製造上の制約によ
って決まる20mm以下の板状の永久磁石を使用することが
可能であり、高価な永久磁石材料の使用量を必要最小限
に抑さえることができる。またリニア同期モータの大型
化によって極ピッチτも大きくなるが、ギャップ長Ｇを
容易に大きくできるのでG/τ値を従来の小型機と同等に
大きくすることが可能であり、したがってリニア同期モ
ータの大型化に伴う励磁リアクタンスの増大を阻止して
無負荷損の少いリニア同期モータを得ることができる。
子1A,1Bの長さＬが長大化することによって生ずる励磁
リアクタンスXmの増加、およびこれに伴う無負荷損の増
大を防ぐために一対の電機子1A,1B間の空気ギャップ長
Ｇを大きくしようとする場合、安価な鉄材からなる強磁
性体21の厚みｄを大きくすることにより、強磁性体21が
透磁率の大きい間隔材として機能して起磁力の損失をほ
とんど伴わずに永久磁石界磁20の厚みＴを増大させるこ
とが可能になる。また、板状の永久磁石22,23の厚み2t
は電機子との間のギャップ長ｇなる空隙中に所望の磁界
を発生するに必要な厚みですむので、製造上の制約によ
って決まる20mm以下の板状の永久磁石を使用することが
可能であり、高価な永久磁石材料の使用量を必要最小限
に抑さえることができる。またリニア同期モータの大型
化によって極ピッチτも大きくなるが、ギャップ長Ｇを
容易に大きくできるのでG/τ値を従来の小型機と同等に
大きくすることが可能であり、したがってリニア同期モ
ータの大型化に伴う励磁リアクタンスの増大を阻止して
無負荷損の少いリニア同期モータを得ることができる。
この考案は前述のように、リニア同期モータの永久磁石
界磁を非磁性の支持体に支持された強磁性体と、その両
面に固着させた一対の板状の永久磁石とで構成した。そ
の結果、強磁性体が高い透磁率の間隔材として機能し
て、起磁力の損失や永久磁石の厚みの増大を伴なうこと
なく永久磁石界磁の磁化方向の厚みを容易かつ安価に増
すことを可能にするので、リニア同期モータの大出力化
や電機子鉄心の長大化に対して従来技術で問題となった
永久磁石材の厚みの制約や薄い永久磁石を重ねて使用す
ることによって生ずる経済的な不利益を排除して電機子
鉄心の長大化など大型化に相応したG/τ値が容易に得ら
れ、したがって無効電力が少く高価な可変電圧，可変周
波数電源の容量も小さくてすむリニア同期モータを経済
的にも有利に提供することができる。また大型のリニア
同期モータが経済的にも有利に提供できることにより、
リニア電磁アクチュエータの大型化に貢献することがで
きる。
界磁を非磁性の支持体に支持された強磁性体と、その両
面に固着させた一対の板状の永久磁石とで構成した。そ
の結果、強磁性体が高い透磁率の間隔材として機能し
て、起磁力の損失や永久磁石の厚みの増大を伴なうこと
なく永久磁石界磁の磁化方向の厚みを容易かつ安価に増
すことを可能にするので、リニア同期モータの大出力化
や電機子鉄心の長大化に対して従来技術で問題となった
永久磁石材の厚みの制約や薄い永久磁石を重ねて使用す
ることによって生ずる経済的な不利益を排除して電機子
鉄心の長大化など大型化に相応したG/τ値が容易に得ら
れ、したがって無効電力が少く高価な可変電圧，可変周
波数電源の容量も小さくてすむリニア同期モータを経済
的にも有利に提供することができる。また大型のリニア
同期モータが経済的にも有利に提供できることにより、
リニア電磁アクチュエータの大型化に貢献することがで
きる。
第１図はこの考案の実施例としてのリニア同期モータを
示す側面図、第２図は第１図のＢ−Ｂ位置における断面
図、第３図は従来のリニア同期モータを示す側面図、第
４図は第３図のＡ−Ａ位置における断面図である。 1A,1B……電機子、２……電機子鉄心、３……電機子巻
線、4,20……永久磁石界磁、5,22,23……永久磁石、６
……支持体、21……強磁性体、10……台車、12……レー
ル、Ｌ……電機子鉄心の長さ、ｌ……永久磁石界磁の
（有効）長さ、G,g……空気ギャップ長、Ｔ……永久磁
石界磁の厚み、ｔ……永久磁石の厚み、ｄ……強磁性体
の厚み。
示す側面図、第２図は第１図のＢ−Ｂ位置における断面
図、第３図は従来のリニア同期モータを示す側面図、第
４図は第３図のＡ−Ａ位置における断面図である。 1A,1B……電機子、２……電機子鉄心、３……電機子巻
線、4,20……永久磁石界磁、5,22,23……永久磁石、６
……支持体、21……強磁性体、10……台車、12……レー
ル、Ｌ……電機子鉄心の長さ、ｌ……永久磁石界磁の
（有効）長さ、G,g……空気ギャップ長、Ｔ……永久磁
石界磁の厚み、ｔ……永久磁石の厚み、ｄ……強磁性体
の厚み。
Claims (1)
- 【請求項１】軌道に案内された台車に支持体を介して支
持された永久磁石界磁と、この永久磁石界磁をその両側
に空気ギャップを保持して挟むよう軌道側に支持された
一対の電機子とを有するものにおいて、非磁性体から成
る支持体と、所定の極ピッチを保持して断続して前記支
持体に支持された複数個の強磁性体と、前記一対の電機
子に互いに異なる極性の磁極面が対向するよう前記複数
個の強磁性体の両面に一対ずつ固定された永久磁石とか
らなり，かつ互いに隣接する前記永久磁石の極性が交互
に反転するよう着磁されてなる永久磁石界磁を備えてな
ることを特徴とするリニア同期モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989075991U JPH0721104Y2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | リニア同期モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989075991U JPH0721104Y2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | リニア同期モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0314976U JPH0314976U (ja) | 1991-02-14 |
| JPH0721104Y2 true JPH0721104Y2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=31617058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989075991U Expired - Lifetime JPH0721104Y2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | リニア同期モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0721104Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6664779B1 (ja) * | 2019-04-08 | 2020-03-13 | 道下鉄工株式会社 | リニアアクチュエータ及びこれを用いたタフティングマシーン |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63217965A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-12 | Shinko Electric Co Ltd | リニアモ−タ |
-
1989
- 1989-06-28 JP JP1989075991U patent/JPH0721104Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0314976U (ja) | 1991-02-14 |
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