励磁电压运算部（１３１）用间隙传感器（１２１）的信号运算电磁铁（１０５）的励磁电压。另一方面，无传感器励磁电压运算部（１３５）用电流传感器（１２３）的信号运算电磁铁（１０５）的励磁电压。励磁电压调整部（１３７）根据悬浮体（１１１）的间隙长度调整励磁电压运算部（１３１）的输出值和无传感器励磁电压运算部（１３５）的输出值两者间的混合比。通过由该励磁电压调整部（１３７）的输出值对电磁铁（１０５）进行励磁控制，来减小间隙传感器（１２１）中噪声的影响，进行始终稳定的悬浮控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及以非接触方式支承悬浮体的常电导吸引方式的磁悬浮装置。
技术介绍
常电导吸引方式的磁悬浮装置是一种无噪声不产生灰尘的HSST (High Speed Surface Transport:超高速地表输送机)、超高速等铁路、或半导体工厂净化室内的输送系统，现 已付诸实用。日本申请的专利申请平11_192224号公报中披露了将磁悬浮装置应用于电梯轿厢的 引导装置这种方案。而日本专利申请2001—003549号公报中披露了将磁悬浮装置应用于 门这种方案。该磁悬浮装置使电磁铁与铁磁性构件相向，利用通过电磁铁的励磁在与铁磁性构件之 间产生的吸力使悬浮体悬浮。因此，磁悬浮系统基本上是不稳定的，所以需要采取使其稳 定的应对措施。通常通过利用间隙传感器检测悬浮体的间隙长度，将其反馈给驱动系统进 行反馈控制来实现稳定。但为了正确地检测出间隙长度，需要从间隙传感器获得稳定的信号。此时，没有对传 感器标的适当管理的话，传感器信号便会叠加有间隙长度检测时的噪声，会对悬浮控制带 来影响。由此，悬浮体或支承铁磁性构件的结构体有振动产生。例如电梯的话，上述传感器标的是指支承轿厢的导轨。将磁悬浮装置设置于轿厢上， 利用该磁悬浮装置使轿厢离开导轨悬浮来移动。此时，间隙传感器的信号一旦因导轨的接 头而受到干扰，往往会引起轿厢振动。这样，为了使磁悬浮系统稳定，需要对传感器标的进行适当的管理，因此成本增加。 而且，需要针对悬浮体采取防共振措施，所以系统变得大而复杂。为了解决上述问题，曾提出使间隙传感器不需要的种种方法。举例来说，[水野等人有关无位移传感器的磁轴承的实用化研究，电气学会论文集 D分册，116， No. 1， 35 (1996)]中披露了利用观测器(状态观测器)根据电磁铁的励磁 电流推断间隙长度的方法。另外，[森山利用差动反馈型功率放大器的AC磁悬浮，1997年电气学会全国大会 征求意见稿汇编集，No. 1215]中披露了使磁悬浮所产生的电磁铁的励磁电压和励磁电流 间的相位差包含间隙信息，并将该信息反馈给励磁电压的方法。此外，[水野等人利用磁滞放大器的自检测磁悬浮，计测自动控制学会论文集，32， No. 7， 1043 (1996)]中，披露了通过由磁滯比较器将电磁铁的励磁电流值与基准值相比 较，在励磁电流大于基准值的情况下将励磁电压切换为负，而在小于基准值的情况下将励 磁电压切换为正，来使开关频率与间隙长度成正比这种方法。但上述解决方案在使用观测器的情况下均不适用。这是因为，观测器根据处于悬浮状 态的磁悬浮系统的线性模型推导得出，所以无法推定未处于悬浮状态时的间隙长度。因而， 难以进行悬浮开始时的控制，而悬浮体与其它结构体一旦接触的情况下，就无法再度回复 到悬浮状态。而以包含间隙信息的物理量控制电磁铁的励磁电压的情况下，悬浮控制系统成为非线 性系统。因此，电磁铁线圈一旦因悬浮体质量变化或励磁温度升高而有电阻变动，便无法 维持悬浮状态。为了解决上述问题，存在日本专利申请2002—002646号公报所披露的方法。该方法为， 在根据电磁铁的励磁电流利用观测器推定间隙长度的无传感器方法中，悬浮体未处于悬浮 状态的情况下，检测出与悬浮体的接触对观测器的积分器进行初始化，同时根据与悬浮体 的接触状态在几何学上推定接触时的间隙长度。然后，通过根据该推定值将初始值提供给 观测器的积分器，来回复到悬浮状态。但将该方法应用于日本特开昭61—102105号公报的零功率控制的情况下存在如下问题。具体来说，悬浮体处于正常悬浮状态时，电磁铁的励磁电流收敛为零，所以无任何问 题。但对悬浮体长时间加上较大外力的情况下，电磁铁的线圈不断流过暂态的控制电流， 线圈温度便会升高。随着该温度升高，线圈电阻变大，根据励磁电流推定间隙长度的观测 器其输出误差变大。其结果是，渐渐地难以维持悬浮状态，悬浮体会与支承构件接触。另外，悬浮体与支承构件接触的情况下，可以尝试至悬浮状态的回复控制。但即便是 回复到悬浮状态，此时间隙长度的推定值其误差也很大，所以悬浮体再度接触，就会交替 地反复出现接触状态和悬浮状态。这种状态下，电磁铁不断有较大的控制电流流过，因而电磁铁的线圈电阻值进一步升 高，最终悬浮体保持接触状态，而励磁电流持续流过。该不断流过的励磁电流一旦较大， 不仅悬浮状态的可靠性受损，而且电磁铁还有可能发出火花。而曰本专利申请2003—344670号公报，则就这样的无传感器的磁悬浮控制提出了测定 电磁铁线圈电阻的同时进行悬浮控制，根据该所测定的电阻值改变观测器参数的方法。而电磁铁不断流过暂态的励磁电流的情况下其问题在于，除了线圈电阻值增加以外， 偏置电压还随温度的升高而变动。该偏置电压的变动与前面所述的线圈电阻值的变动同 样，使得推定间隙长度的观测器其输出误差增大。对于这样的问题，可以如日本专利申请2005—144646号公报所披露的那样，通过将偏 置补偿量与使观测器的速度推定值为零所用的励磁电压相加运算，能抑制观测器的输出误 差。即便是采用上述应对措施，对于观测器中所用的线圈电阻值也还有下面这样的问题， 因为根据励磁电压和励磁电流的直流分量计算出该线圈电阻值，所以励磁电压中一旦有偏 置电压混入，就无法测定正确的电阻值。为了避免该问题，日本专利申请2006—077199号公报中，提出了对线圈电流目标值设 定零值或非零值这2值，在目标值为零的情况下推定偏置电压以更为正确地测定线圈电阻 值这种方法。但即便是采用上述应对措施，在实际的悬浮状态产生急剧变动的情况下，无传感器磁 悬浮控制对于悬浮状态的推定值仍然无法避免某些延迟。因此仍有悬浮状态一旦以出乎预 料的速度变动则系统的稳定性便无法补偿这种问题。尤其是以避免结构体共振为目的而将无传感器的磁悬浮控制应用于运输系统或交通系 统的情况下，成问题的是其可靠性较低。 (本专利技术欲解决的课题)如上所述，现有的磁悬浮装置中，为了实现悬浮体其稳定的悬浮状态，需要间隙传感 器以及传感器标的。但使用间隙传感器的话，结构体往往会由于其传感器信号中的噪声分 量而振动，需要对此进行抑制所用的手段。因此，存在的问题是装置大型而复杂，造成成 本增加等。另外存在的问题是，为了避免上述问题，在不用间隙传感器而是推定间隙长度进行反 馈控制的情况下(无传感器的磁悬浮控制)，由于间隙长度的推定造成时间延迟，所以与 使用间隙传感器的情形相比悬浮控制的可靠性降低。
技术实现思路
本专利技术其目的在于提供一种可以减小间隙传感器其噪声所造成的影响，进行始终进行 稳定的悬浮控制的磁悬浮装置。(解决问题用的手段)本专利技术的磁悬浮装置，其特征在于，包括由铁磁性构件构成的引导件；隔着空隙与 该引导件相向，并由在该空隙中有共用磁路的电磁铁和永久磁铁所构成的磁铁单元；由作 用于所述引导件的所述磁铁单元的吸力以非接触方式支承的悬浮体；检测所述电磁铁的线 圈流过的电流值的电流值检测部；检测所述悬浮体悬浮时的间隙长度的间隙传感器；根据 所述电流值检测部检测出的线圈电流值，运算应加到所述电磁铁上的励磁电压值的第1励 磁电压运算部；根据所述间隙传感器检测出的间隙长度，运算应加到所述电磁铁上的励磁 电压值的第2励磁电压运算部；以及将所述第1励磁电压运算部的输出值和所述第2励磁 电压运算部的输出值本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁悬浮装置，其特征在于，包括： 由铁磁性构件构成的引导件（１１３）； 隔着空隙与该引导件（１１３）相向，并由在该空隙中有共用磁路的电磁铁和永久磁铁所构成的磁铁单元（１０７）； 由作用于所述引导件（１１３）的所述磁铁单元 （１０７）的吸力以非接触方式支承的悬浮体（１１１）； 检测所述电磁铁的线圈过流的电流值的电流值检测部（１２３）； 检测所述悬浮体（１１１）悬浮时的间隙长度的间隙传感器（１２１）； 根据所述电流值检测部（１２３）检测出的线圈 电流值，运算应加到所述电磁铁上的励磁电压值的第１励磁电压运算部（１３５）； 根据所述间隙传感器（１２１）检测出的间隙长度，运算应加到所述电磁铁上的励磁电压值的第２励磁电压运算部（１３１）；以及 将所述第１励磁电压运算部（１３５） 的输出值和所述第２励磁电压运算部（１３１）的输出值混合来生成输出所述悬浮体（１１１）的悬浮控制所需的励磁电压值，同时根据所述间隙长度调整其混合比的励磁电压调整部（１３７）。
【技术特征摘要】
JP 2007-10-23 2007-2753541. 一种磁悬浮装置，其特征在于，包括由铁磁性构件构成的引导件(113)；隔着空隙与该引导件(113)相向，并由在该空隙中有共用磁路的电磁铁和永久磁铁所构成的磁铁单元(107)；由作用于所述引导件(113)的所述磁铁单元(107)的吸力以非接触方式支承的悬浮体(111)；检测所述电磁铁的线圈过流的电流值的电流值检测部(123)；检测所述悬浮体(111)悬浮时的间隙长度的间隙传感器(121)；根据所述电流值检测部(123)检测出的线圈电流值，运算应加到所述电磁铁上的励磁电压值的第1励磁电压运算部(135)；根据所述间隙传感器(121)检测出的间隙长度，运算应加到所述电磁铁上的励磁电压值的第2励磁电压运算部(131)；以及将所述第1励磁电压运算部(135)的输出值和所述第2励磁电压运算部(131)的输出值混合来生成输出所述悬浮体(111)的悬浮控制所需的励磁电压值，同时根据所述间隙长度调整其混合比的励磁电压调整部(137)。2. 如权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于，包括根据所述电流值检测部(123)检测出的线圈电流值，运算所述电磁铁的线圈电阻 值的电阻测定部(139)，所述励磁电压调整部(137)再加入考虑所述电阻测定部(139)所测定的线圈电阻值 来调整所述混合比。3. 如权利要求l所述的磁悬浮装置，其特征在于，所述励磁电压调整部(137)将所述第2励磁电压运算部(131)的输出值乘以第2增 益得到的相乘值与所述第1励磁电压运算部(135)的输出值乘以第1增益得到的相乘值 进行相加运算，来生成输出所述悬浮体(111)的悬浮控制所需的励磁电压值，并且根据所述间隙长度使所述第1增益和所述第2增益相对增减。4. 如权利要求2所述的磁悬浮装置，其特征在于，所述励磁电压调整部(137)将所述第2励磁电压运算部(131)的输出值乘以...
【专利技术属性】
技术研发人员：森下明平，
申请(专利权)人：东芝电梯株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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