JPH06335230A - Permanent magnet type linear synchronous motor - Google Patents
Permanent magnet type linear synchronous motorInfo
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- JPH06335230A JPH06335230A JP13938293A JP13938293A JPH06335230A JP H06335230 A JPH06335230 A JP H06335230A JP 13938293 A JP13938293 A JP 13938293A JP 13938293 A JP13938293 A JP 13938293A JP H06335230 A JPH06335230 A JP H06335230A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石と電機子コイ
ルとが相対的に移動する永久磁石式リニア同期モータに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a permanent magnet type linear synchronous motor in which a permanent magnet and an armature coil move relative to each other.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、相隣る磁極が相互に異なるよ
うに、かつ異なる磁極の極性が対向するように、磁気空
隙を介してヨークに配置された複数個の永久磁石と、磁
気空隙内に設けられた電機子コイルとを有し、電機子コ
イルに駆動電流を流すことにより、永久磁石と電機子コ
イルとを相対的に移動させるようにしたリニアモータが
知られている。このようなリニアモータとしては、永久
磁石を固定しておいて電機子コイルを移動させるタイプ
(可動コイル型)と、電機子コイルを固定しておいて永
久磁石を移動させるタイプ(可動マグネット型)とがあ
る。そして、従来では、リニアモータの制御は次のよう
に行われていた。各コイルにはホール素子が設けられて
おり、このホール素子により磁極を検出して磁極検出信
号を駆動部に送る。一方、リニアモータには、位置検出
器(エンコーダ)が設けられており、この位置検出器か
らの位置信号を主制御部に送る。主制御部は、この位置
信号と目標移動量とに基づいて推力指令値(トルク指令
値)を発生し駆動部に送る。駆動部は、磁極検出信号と
推力指令値とに基づいて、コイルの通電と切替とを行な
う。最終的に目標移動量に達した時点で、コイルへの通
電が止まり可動子が停止する。このように従来では、推
力指令値を出力するのに位置検出器(エンコーダ)を使
い、コイルの切替を行なうのにホール素子を使ってい
た。これに関連する技術として、例えば、特開昭63−
103653号などがある。2. Description of the Related Art Conventionally, a plurality of permanent magnets arranged in a yoke via a magnetic gap so that adjacent magnetic poles are different from each other and the polarities of different magnetic poles are opposed to each other, and a plurality of permanent magnets inside the magnetic gap. A linear motor is known which has an armature coil provided in the armature coil, and causes a permanent magnet and the armature coil to move relative to each other by supplying a drive current to the armature coil. Such linear motors include a type in which a permanent magnet is fixed and the armature coil is moved (moving coil type), and a type in which the armature coil is fixed and a permanent magnet is moved (movable magnet type). There is. Then, conventionally, the control of the linear motor has been performed as follows. A Hall element is provided in each coil, and the Hall element detects a magnetic pole and sends a magnetic pole detection signal to the drive unit. On the other hand, the linear motor is provided with a position detector (encoder) and sends a position signal from this position detector to the main control unit. The main control unit generates a thrust command value (torque command value) based on this position signal and the target movement amount and sends it to the drive unit. The drive unit energizes and switches the coil based on the magnetic pole detection signal and the thrust command value. When the target movement amount is finally reached, the coil is de-energized and the mover stops. As described above, conventionally, the position detector (encoder) is used to output the thrust command value, and the hall element is used to switch the coil. As a technique related to this, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-
There are 103653 and so on.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来のリニアモー
タでは、可動子は常に固定子側の磁極を検出する必要が
ある。可動子側で磁極を判定するためにはホール素子が
必要である。そして、このホール素子の磁極検出信号に
基づいて可動子に駆動電流を流す必要があった。In the above conventional linear motor, the mover must always detect the magnetic pole on the stator side. A Hall element is required to determine the magnetic pole on the mover side. Then, it is necessary to flow a drive current to the mover based on the magnetic pole detection signal of the Hall element.
【0004】そこで、本発明は、前記従来技術の問題点
に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、コ
イルへの通電を止めれば可動子が自動的に磁極上の一定
位相位置にセットされるようにすることにある。Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to make the mover automatically move to a constant phase position on the magnetic pole when the coil is de-energized. To be set.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の永久磁石式リニア同期モータでは、相隣る
磁極が相互に異なるように、かつ異なる磁極の極性が対
向するように、磁気空隙を介してヨークに配置された複
数個の永久磁石と、この磁気空隙内に設けられた電機子
コイルとを有し、電機子コイルに駆動電流を流すことに
より、永久磁石と電機子コイルとを相対的に移動させる
ようにしたリニアモータにおいて、電機子コイルの所定
位置には小磁石が配置され、電機子コイルへの駆動電流
の供給停止後、この小磁石の磁力により可動子が磁極上
の一定位相位置にセットされるように構成した。In order to achieve the above object, in the permanent magnet type linear synchronous motor of the present invention, adjacent magnetic poles are different from each other, and polarities of different magnetic poles are opposed to each other. The permanent magnet and the armature coil are provided with a plurality of permanent magnets arranged in the yoke via the magnetic gap and an armature coil provided in the magnetic gap, and by supplying a drive current to the armature coil. In a linear motor in which the and are relatively moved, a small magnet is arranged at a predetermined position of the armature coil, and after the supply of the drive current to the armature coil is stopped, the magnetic force of the small magnet causes the mover to move to the magnetic pole. It is configured to be set at the upper constant phase position.
【0006】[0006]
【作用】上記本発明では、電機子コイルの所定位置に小
磁石を設けたので、電機子コイルへの駆動電流の供給を
停止すれば、その後、この小磁石の磁力によって可動子
は磁極上の一定位相位置に自動的にセットされる。よっ
て、磁極の判定は不要であり、これによりホール素子を
省略できる。これに伴い、ホール素子の信号に基づいて
コイルを切り替えるための回路及び配線も不要となり、
制御回路自体も簡略化される。In the present invention, since the small magnet is provided at the predetermined position of the armature coil, if the supply of the drive current to the armature coil is stopped, then the magnetic force of the small magnet causes the mover to move on the magnetic pole. It is automatically set to a fixed phase position. Therefore, it is not necessary to determine the magnetic pole, and the Hall element can be omitted. Along with this, the circuit and wiring for switching the coil based on the signal of the Hall element becomes unnecessary,
The control circuit itself is also simplified.
【0007】[0007]
【実施例】本発明の実施例を図により説明する。最初
に、本発明の永久磁石式リニア同期モータの要部断面を
図2に示す。ベース1上には、センターヨーク2とサイ
ドヨーク3が固着されている。このセンターヨーク2と
サイドヨーク3の内側には、永久磁石4が複数個配設さ
れている。永久磁石4の配設方向は、紙面と直行する方
向である。対向する永久磁石4a,4bは、一定の磁気
空隙5を介して配置されている。そして、この磁気空隙
5に電機子コイル6が配置されている。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 2 shows a cross section of a main part of a permanent magnet type linear synchronous motor of the present invention. A center yoke 2 and a side yoke 3 are fixed on the base 1. Inside the center yoke 2 and the side yoke 3, a plurality of permanent magnets 4 are arranged. The permanent magnet 4 is arranged in a direction perpendicular to the plane of the drawing. Opposing permanent magnets 4a and 4b are arranged with a constant magnetic gap 5 interposed therebetween. An armature coil 6 is arranged in this magnetic gap 5.
【0008】電機子コイル6は、多相コイルで構成さ
れ、各コイルに流れる電流を切り替えることにより、電
機子コイル6が一定推力を得て一定方向に移動できるよ
うになっている。このようにして、電機子コイル6が移
動することにより、電機子コイルを有する可動子7が移
動するようになっている。図2のリニア同期モータは推
力発生部を2つ有するタイプであるが、本発明はこれに
限定されず、例えば、推力発生部を1つしか有さないタ
イプのリニア同期モータにも適用可能である。The armature coil 6 is composed of a multi-phase coil, and by switching the current flowing through each coil, the armature coil 6 can move in a fixed direction with a constant thrust. As the armature coil 6 moves in this way, the mover 7 having the armature coil moves. The linear synchronous motor of FIG. 2 is of a type having two thrust generating portions, but the present invention is not limited to this, and is applicable to, for example, a linear synchronous motor of a type having only one thrust generating portion. is there.
【0009】次に、リニア同期モータの制御システムの
概要を図1に示す。センターヨーク2とサイドヨーク3
の内側には、複数個の永久磁石4が、相隣る磁極の極性
が相互に異なるように配置されている。さらに、対向す
る永久磁石同士4a,4bもその磁極は相互に異なって
いる。そして、対向する永久磁石4a,4b間の磁気空
隙5には、電機子コイル6が配置されている。そして、
この電機子コイル6の所定の位置には、小磁石8が設け
られている。この小磁石8は、静止摩擦以上の力が発生
するものを使用する。Next, FIG. 1 shows an outline of a control system for a linear synchronous motor. Center yoke 2 and side yoke 3
Inside, a plurality of permanent magnets 4 are arranged such that the polarities of adjacent magnetic poles are different from each other. Further, the magnetic poles of the facing permanent magnets 4a and 4b are different from each other. An armature coil 6 is arranged in the magnetic gap 5 between the opposing permanent magnets 4a and 4b. And
A small magnet 8 is provided at a predetermined position of the armature coil 6. As the small magnet 8, a magnet that generates a force larger than static friction is used.
【0010】この小磁石8の磁力が大きすぎると推力が
低下してしまうので、小磁石8の磁力としては磁気空隙
5の磁束密度の5%程度が好ましい。この程度の磁力な
らば、推力リプルの増加を極力抑えることができる。さ
らに、リニア同期モータAには、電機子コイル6の位置
を検出するための位置検出手段Bが設けられている。こ
の位置検出手段Bは、電機子コイル6の所定位置に配置
された読取ヘッド9と、固定配置されたスケール10と
から構成されている。このスケール10は、透明ガラス
に一定間隔の不透明目盛を有し、この目盛を読取ヘッド
9により光学的に読み取る。If the magnetic force of the small magnet 8 is too large, the thrust will be reduced. Therefore, the magnetic force of the small magnet 8 is preferably about 5% of the magnetic flux density of the magnetic gap 5. With such a magnetic force, an increase in thrust ripple can be suppressed as much as possible. Further, the linear synchronous motor A is provided with position detecting means B for detecting the position of the armature coil 6. The position detecting means B is composed of a read head 9 arranged at a predetermined position of the armature coil 6 and a scale 10 fixedly arranged. The scale 10 has opaque graduations on a transparent glass at regular intervals, and the graduation is optically read by the reading head 9.
【0011】この位置検出手段Bは、制御部Cに接続さ
れている。この制御部Cは、演算部11とリングカウン
タ12とを有する。演算部11は、読取ヘッド9からの
移動量パルス信号17と指令入力(目標移動量パルス)
13とに基づいて推力指令信号14を発生する。また、
リングカウンタ12は、読取ヘッド9からの移動量パル
ス信号17をカウントし基準パルス数に達するごとに切
替信号15を発生する。この制御部Cは、パワーアンプ
を有する駆動部Dに接続されている。この駆動部Dは、
リニアモータAの可動子である電機子コイル6に接続さ
れ、演算部11からの推力指令信号14に基づいて電機
子コイル6に所定の駆動電流を流すと共に、リングカウ
ンタ12からの切替信号15に基づいて電機子コイル6
の電流を切り替える。The position detecting means B is connected to the control section C. The control unit C has a calculation unit 11 and a ring counter 12. The calculation unit 11 inputs a movement amount pulse signal 17 from the reading head 9 and a command input (target movement amount pulse).
A thrust command signal 14 is generated based on Also,
The ring counter 12 counts the movement amount pulse signal 17 from the reading head 9 and generates a switching signal 15 each time the reference pulse number is reached. The control section C is connected to a drive section D having a power amplifier. This drive unit D
It is connected to the armature coil 6 which is a mover of the linear motor A, and a predetermined drive current is supplied to the armature coil 6 based on the thrust command signal 14 from the arithmetic unit 11 and the switching signal 15 from the ring counter 12 is supplied. Based on the armature coil 6
Switch the current of.
【0012】最後に、本発明の動作を説明する。まず、
可動子である電機子コイル6を磁極上の一定位相位置に
セットする。これは、電機子コイル6への駆動電流の供
給を停止すれば、電機子コイル6に設けられた小磁石8
の磁力によって電機子コイル6が磁極上の一定位相位置
に自動的にセットされる。つまり、電機子コイル6への
通電をストップさせると、ヨーク2,3に配置された所
定の永久磁石40と小磁石8のとの間に吸引力が働い
て、電機子コイル6が自動的に磁極上の一定位相位置に
セットされるのである。Finally, the operation of the present invention will be described. First,
The armature coil 6, which is a mover, is set at a constant phase position on the magnetic pole. This is because if the supply of the drive current to the armature coil 6 is stopped, the small magnet 8 provided in the armature coil 6
By the magnetic force of, the armature coil 6 is automatically set at a constant phase position on the magnetic pole. That is, when the energization of the armature coil 6 is stopped, an attractive force acts between the predetermined permanent magnets 40 arranged on the yokes 2 and 3 and the small magnets 8, and the armature coil 6 automatically moves. It is set at a constant phase position on the magnetic pole.
【0013】次に、あらかじめ、電機子コイル6の目標
移動量(目標移動パルス数)を示す指令入力13を制御
部Cに入力しておく。その後、所定の駆動電流を電機子
コイル6に供給すると、永久磁石4と電機子コイル6と
の間に推力が発生して電機子コイル6が一定方向に移動
する。そして、位置検出手段Bから、電機子コイル6の
移動量パルス信号17が制御部Cに送られる。演算部1
1は、移動量パルス信号17と目標移動量13とに基づ
いて推力指令信号14を発生して駆動部Dに送る。駆動
部Dは、この推力指令信号14に基づいた駆動電流をリ
ニア同期モータAの電機子コイル6に供給する。Next, a command input 13 indicating a target movement amount (target movement pulse number) of the armature coil 6 is input to the control section C in advance. Then, when a predetermined drive current is supplied to the armature coil 6, a thrust is generated between the permanent magnet 4 and the armature coil 6, and the armature coil 6 moves in a fixed direction. Then, the position detecting means B sends the movement amount pulse signal 17 of the armature coil 6 to the control section C. Computing unit 1
1 generates a thrust command signal 14 based on the moving amount pulse signal 17 and the target moving amount 13 and sends it to the drive unit D. The drive unit D supplies a drive current based on the thrust command signal 14 to the armature coil 6 of the linear synchronous motor A.
【0014】また、リングカウンタ12は、移動量パル
ス信号17をカウントし基準パルス数に達するごとに切
替信号15を発生し駆動部Dに送る。駆動部Dは、この
切替信号15に基づいて電機子コイル6の電流を切り替
える。これにより、一定方向の推力が発生して電機子コ
イル6が一定方向に移動する。電機子コイル6が目標移
動量だけ移動したことを演算部11が検出した時、演算
部11は、その旨の推力指令信号14を駆動部Dに送
る。駆動部Dはこの推力指令信号14に基づいて電機子
コイル6への駆動電流の供給を停止する。The ring counter 12 counts the moving amount pulse signal 17 and generates a switching signal 15 each time the reference pulse number is reached and sends it to the drive unit D. The drive unit D switches the current of the armature coil 6 based on the switching signal 15. As a result, a thrust in a fixed direction is generated and the armature coil 6 moves in the fixed direction. When the calculation unit 11 detects that the armature coil 6 has moved by the target movement amount, the calculation unit 11 sends a thrust command signal 14 to that effect to the drive unit D. The drive unit D stops the supply of the drive current to the armature coil 6 based on the thrust command signal 14.
【0015】その後、可動子である電機子コイル6に設
けられた小磁石8の磁力によって電機子コイル6が再び
磁極上の一定位相位置にセットされる。このように、本
実施例では、電機子コイル6に設けた小磁石8により磁
極カウンタの初期化を行うので、ホール素子が不要にな
り、これに伴い制御回路を簡略化することができる。上
記実施例では、永久磁石4を固定しておいて電機子コイ
ル6を移動させたが、本発明はこれに限定されず、電機
子コイル6を固定しておいて永久磁石4を移動させるタ
イプのリニア同期モータにも適用可能である。After that, the armature coil 6 is again set to the constant phase position on the magnetic pole by the magnetic force of the small magnet 8 provided on the armature coil 6 which is the mover. As described above, in this embodiment, since the magnetic pole counter is initialized by the small magnet 8 provided in the armature coil 6, the Hall element is not required, and the control circuit can be simplified accordingly. In the above embodiment, the permanent magnet 4 is fixed and the armature coil 6 is moved, but the present invention is not limited to this, and the armature coil 6 is fixed and the permanent magnet 4 is moved. It is also applicable to the linear synchronous motor of.
【0016】[0016]
【発明の効果】本発明によれば、電機子コイルに設けた
小磁石を利用して可動子を磁極上の一定位相位置にセッ
トするようにしたので、磁極の判定は不要であり、これ
によりホール素子を省略することができる。これに伴
い、ホール素子の信号に基づいてコイルを切り替えるた
めの回路も不要となり、制御回路自体も簡略化すること
ができる。According to the present invention, since the mover is set to the constant phase position on the magnetic pole by utilizing the small magnet provided in the armature coil, it is not necessary to judge the magnetic pole. The Hall element can be omitted. Along with this, a circuit for switching the coil based on the signal from the Hall element is not needed, and the control circuit itself can be simplified.
【図1】永久磁石式リニア同期モータの制御システムの
概要を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an outline of a control system of a permanent magnet type linear synchronous motor.
【図2】永久磁石式リニア同期モータの要部断面図であ
る。FIG. 2 is a sectional view of a main part of a permanent magnet type linear synchronous motor.
A リニア同期モータ B 位置検出手段 C 制御部 D 駆動部 4 永久磁石 5 磁気空隙 6 電機子コイル 7 可動子 8 小磁石 9 読取ヘッド 10 スケール A linear synchronous motor B position detection means C control unit D drive unit 4 permanent magnet 5 magnetic gap 6 armature coil 7 mover 8 small magnet 9 read head 10 scale
Claims (1)
異なる磁極の極性が対向するように、磁気空隙を介して
ヨークに配置された複数個の永久磁石と、この磁気空隙
内に設けられた電機子コイルとを有し、電機子コイルに
駆動電流を流すことにより、永久磁石と電機子コイルと
を相対的に移動させるようにしたリニアモータにおい
て、電機子コイルの所定位置には小磁石が配置され、電
機子コイルへの駆動電流の供給停止後、この小磁石の磁
力により可動子が磁極上の一定位相位置にセットされる
ように構成したことを特徴とする永久磁石式リニア同期
モータ。1. A plurality of permanent magnets arranged in a yoke via a magnetic gap so that adjacent magnetic poles are different from each other and the polarities of the different magnetic poles face each other, and the permanent magnets are provided in the magnetic gap. In a linear motor having a fixed armature coil and a drive current flowing through the armature coil, the permanent magnet and the armature coil are moved relatively to each other. A permanent magnet linear synchronization characterized in that a magnet is arranged, and after the supply of the drive current to the armature coil is stopped, the mover is set to a constant phase position on the magnetic pole by the magnetic force of this small magnet. motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13938293A JPH06335230A (en) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | Permanent magnet type linear synchronous motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13938293A JPH06335230A (en) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | Permanent magnet type linear synchronous motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06335230A true JPH06335230A (en) | 1994-12-02 |
Family
ID=15244018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13938293A Pending JPH06335230A (en) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | Permanent magnet type linear synchronous motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06335230A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008086145A (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Murata Mach Ltd | Linear motor and machine tool having the motor mounted thereon |
JP2008086144A (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Murata Mach Ltd | Linear motor and machine tool having the motor mounted thereon |
CN104578681A (en) * | 2015-01-21 | 2015-04-29 | 朱福善 | Composition of trigger type brushless direct-current linear motor and drive method |
WO2017064223A1 (en) * | 2015-10-14 | 2017-04-20 | Festo Ag & Co. Kg | Electric linear motor and testing device |
-
1993
- 1993-05-18 JP JP13938293A patent/JPH06335230A/en active Pending
Cited By (6)
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