(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対して相対的に可動な第１のモータ部材（１１０、３１０）と第２のモータ部材（１２０、３２０）とを備えた同期モータ（１００、３００）を作動させる方法であって、
該第１のモータ部材（１１０、３１０）が磁場（１１１、３１１）を生成するように構成され、
該第２のモータ部材（１２０、３２０）が第２のモータ部材（１２０、３２０）に対して静止している磁場（１２１、３２１）を有し、
該第１のモータ部材および第２のモータ部材（１１０、１２０、３１０、３２０）の各磁場（１１１、１２１、３１１、３２１）の向きに違いがある場合、第１のモータ部材および第２のモータ部材（１１０、１２０、３１０、３２０）が互いに対して相対的に運動し、
ａ）該第１のモータ部材（１１０、３１０）によって磁場（１１１、３１１）を所定の向きに生成して、第１のモータ部材と第２のモータ部材（１１０、１２０、３１０、３２０）との間で所定値（１５１）に限定された相対運動を発生させるステップと、
ｂ）この第１のモータ部材と第２のモータ部材（１１０、１２０、３１０、３２０）との間の限定された相対運動の運動方向を決定するステップと、
ｃ）第１のモータ部材と第２のモータ部材（１１０、１２０、３１０、３２０）との間の限定された相対運動の運動方向に変化が発生するまで、ステップａ）およびステップｂ）を繰り返すステップとを実行し、
ステップａ）およびステップｂ）を繰り返す間に、ステップａ）が行われるごとに、先に生成された上記磁場（１１１、３１１）に対して変化した向きを有する磁場（１１１、３１１）を第１のモータ部材（１１０、３１０）によって生成し、ここで、磁場（１１１、３１１）の向きを、それぞれ所定の配向セクション（１７０）によって、および、上記の決定された運動方向に応じて変化させ、
上記ステップａ）〜ステップｃ）によって、該第１のモータ部材（１１０、３１０）の磁場（１１１、３１１）を第２のモータ部材（１２０、３２０）の磁場（１２１、３２１）の方向に徐々に揃え、
上記限定された相対運動の所定値（１５１）は、上記運動方向を決定するための最小値である、方法。
【請求項２】
上記第１のモータ部材（１１０）が静止しており、
上記第２のモータ部材（１２０）が上記第１のモータ部材（１１０）に対して可動であり、
上記第１のモータ部材（１１０）によって生成される磁場（１１１）の向きを、上記一連のステップが行われるごとに、上記の決定された運動方向とは反対の方向に変化させる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記第２のモータ部材（３２０）が静止しており、
上記第１のモータ部材（３１０）が上記第２のモータ部材（３２０）に対して可動であり、
上記第１のモータ部材（３１０）によって生成される磁場（３１１）の向きを、上記一連のステップが行われるごとに、上記の決定された運動方向に対応する方向に変化させる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ステップｃ）の後に、別の磁場（１１１、３１１）を第１のモータ部材（１１０、３１０）によって生成し、
この別の磁場（１１１、３１１）の向きを、第１のモータ部材（１１０、３１０）によって最後に生成される２つの磁場（１１１、３１１）の向きの中間になるように選び、
上記別の磁場（１１１、３１１）の強度をゼロから始めて所定値に達するまで増加させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
ステップｃ）の後に、別の磁場（１１１、３１１）を第１のモータ部材（１１０、３１０）によって最後の向きから始めて生成し、
上記第１のモータ部材と第２のモータ部材（１１０、１２０、３１０、３２０）との間の相対運動を決定し、
上記別の磁場（１１１、３１１）の強度をゼロから始めて所定値に達するまで増加させ、
上記別の磁場（１１１、３１１）の向きを、第１のモータ部材と第２のモータ部材（１１０、１２０、３１０、３２０）との間の相対運動が停止するまで変化させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ステップａ）が、上記磁場（１１１、３１１）の強度をゼロから増加させることを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
上記ステップａ）において発生する第１のモータ部材と第２のモータ部材（１１０、１２０、３１０、３２０）との間の相対運動を、第１のモータ部材（１１０、３１０）によって生成される磁場（１１１、３１１）をスイッチオフすることによって、相対運動の所定値（１５１）を通った後に終了させる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
第１のモータ部材（１１０、３１０）によって磁場（１１１、３１１）を所定の向きに第１回目に生成する間に、ステップａ）では第１のモータ部材と第２のモータ部材（１１０、１２０、３１０、３２０）との間で相対運動が一切生成されない場合、もう１つの向きを前もって決定し、ステップａ）をこのもう１つの向きを用いて再度実施する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
第１のモータ部材（１１０、３１０）と、第２のモータ部材（１２０、３２０）と、エンコーダ（１３０）とを備えた同期モータ（１００、３００）を作動させるための増幅器であって、
該第１のモータ部材（１１０、３１０）が磁場（１１１、３１１）を生成するように構成され、
該第２のモータ部材（１２０、３２０）が第２のモータ部材（１２０、３２０）に対して静止している磁場（１２１、３２１）を有し、
該第１のモータ部材および第２のモータ部材（１１０、１２０、３１０、３２０）の各磁場（１１１、１２１、３１１、３２１）の向きに違いがある場合、第１のモータ部材と第２のモータ部材（１１０、１２０、３１０、３２０）との間で、該エンコーダ（１３０）によって決定することができる相対運動が発生し、
該増幅器（２００）が、パワーユニット（２２０）と制御ユニット（２１０、２３０）とを備え、
該パワーユニット（２２０）が、磁場（１１１、３１１）を複数の向きに生成するために、第１のモータ部材（１１０、３１０）に電流を供給するように構成され、
該制御ユニット（２１０、２３０）が、パワーユニット（２２０）を制御し、エンコーダ（１３０）によって決定された相対運動を評価するように構成され、
該制御ユニット（２１０、３２０）が、第１のモータ部材（１１０、３１０）の磁場（１１１、３１１）を、同期モータ（１１０、３００）の動作開始の枠組みの中で、第２のモータ部材（１２０、３２０）の磁場（１２１、３２１）の方向に徐々に揃えることを開始するようにさらに構成され、
この同期モータ（１１０、３００）の動作開始は、該制御ユニット（２１０、２３０）が、
ステップａ）において、第１のモータ部材（１１０、３１０）による、磁場（１１１、３１１）の所定の向きの生成を開始して、第１のモータ部材と第２のモータ部材（１１０、１２０、３１０、３２０）との間で所定値に限定された相対運動を発生させ、
ステップｂ）において、第１のモータ部材と第２のモータ部材（１１０、１２０、３１０、３２０）との間の限定された相対運動の運動方向をエンコーダ（１３０）によって決定し、
第１のモータ部材と第２のモータ部材（１１０、１２０、３１０、３２０）との間の限定された相対運動の運動方向に変化が発生するまで、２つのステップａ）およびステップｂ）を繰り返し、
ステップａ）およびステップｂ）を繰り返す間に、制御ユニット（２１０、２３０）が、上記一連のステップが行われるごとに、ステップａ）において、先に生成された上記磁場（１１１、３１１）に対して変化した向きを有する磁場（１１１、３１１）の、第１のモータ部材（１１０、３１０）による生成を開始し、
ここで、上記磁場（１１１、３１１）の向きを、それぞれ所定の配向セクション（１７０）によって、および、エンコーダ（１３０）によって決定された運動方向に応じて変化させることによって実行され、
上記限定された相対運動の所定値は、上記運動方向を上記エンコーダ（１３０）によって決定するための最小値である、増幅器。
【請求項１０】
上記制御ユニット（２１０、２３０）が、ステップａ）およびステップｂ）を繰り返した後に、第１のモータ部材（１１０、３１０）による別の磁場（１１１、３１１）の生成を開始するようにさらに構成され、
この別の磁場（１１１、３１１）の向きが、第１のモータ部材（１１０、３１０）によって最後に生成される２つの磁場（１１１、３１１）の向きの中間になるように選ばれ、
上記別の磁場（１１１、３１１）の強度が、ゼロから始めて所定値に達するまで増加させられる、請求項９に記載の増幅器。
【請求項１１】
上記制御ユニット（２１０、２３０）が、ステップａ）およびステップｂ）を繰り返した後に、第１のモータ部材（１１０、３１０）によって別の磁場（１１１、３１１）を最後の向きから始めて生成することを開始するようにさらに構成され、
上記別の磁場（１１１、３１１）の強度が、ゼロから初めて所定値に達するまで増加させられ、
上記別の磁場（１１１、３１１）の向きが、第１のモータ部材と第２のモータ部材（１１０、１２０、３１０、３２０）との間の相対運動が停止するまで変えられる、請求項９に記載の増幅器。
【請求項１２】
上記制御ユニット（２１０、２３０）が、ステップａ）において上記磁場（１１１、３１１）の強度をゼロから増加させることを開始するように構成される、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の増幅器。
【請求項１３】
上記制御ユニット（２１０、２３０）が、エンコーダ（１３０）によって決定された第１のモータ部材と第２のモータ部材（１１０、１２０、３１０、３２０）との間の相対運動が所定値を通った場合に、ステップａ）において第１のモータ部材（１１１、３１１）によって生成された磁場（１１１、３１１）の終了を開始するように構成される、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の増幅器。
【請求項１４】
上記制御ユニット（２１０、３１０）が、第１のモータ部材（１１０、３１０）によって磁場（１１１、３１１）を所定の向きに第１回目に生成する間に、ステップａ）では第１のモータ部材と第２のモータ部材（１１０、１２０、３１０、３２０）との間で相対運動が一切生成されない場合、第１のモータ部材（１１０、３１０）によって磁場（１１１、３１１）をもう１つの向きに生成することを開始し、ステップａ）をこのもう１つの向きを用いて再度実施するように構成される、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の増幅器。
【請求項１５】
請求項９〜１４のいずれか一項に記載の増幅器（２００）と同期モータ（１００、３００）とを備えたシステム。
【請求項１６】
上記同期モータは、回転同期モータであり、
上記第１のモータ部材（１１０、３１０）と上記第２のモータ部材（１２０、３２０）とは、互いに対して相対的に回転可動なものであり、
上記限定された相対運動の所定値（１５１）は、０．５°の回転角である、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
上記同期モータは、回転同期モータであり、
上記第１のモータ部材（１１０、３１０）と上記第２のモータ部材（１２０、３２０）とは、互いに対して相対的に回転可動なものであり、
上記限定された相対運動の所定値（１５１）は、０．５°の回転角である、請求項９に記載の増幅器。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、互いに対して相対的に可動な第１のモータ部材および第２のモータ部材を備えた同期モータを作動させる方法に関する。本発明は、さらに、このような同期モータを作動させるための増幅器、および、増幅器と同期モータとを備えたシステムにも関する。
【０００２】
互いに対して相対的に運動できるように構成された第１のモータ部材と第２のモータ部材とを備えた同期モータは、各種実施形態において知られている。回転式の実施形態では、該モータ部材のうちの一方が、例えば、もう一方のモータ部材に対して回転する。リニア駆動またはリニアモータと称される各モータ中では、それぞれ、第１のモータ部材または第２のモータ部材が、リニア運動（並進運動）で互いに対して位置を変える。
【０００３】
これらすべての各種実施形態において、運動の開始は磁場の相互作用に基づく。これを前提とすると、回転運動をする磁場または並進運動をする磁場（回転磁場または進行磁場）が、第１のモータ部材を用いて複数の電磁石（通電している導体またはコイル）によって生成される。第２のモータ部材は、静磁場が第２のモータ部材に対して供給されるように、１つ以上の永久磁石を備えている。第１のモータ部材の磁場は、第２のモータ部材の上記静磁場と相互作用し、その結果、第１のモータ部材および第２のモータ部材は互いに対して相対的に運動する。
【０００４】
運動する磁場を生成するために、上記第１のモータ部材の複数の電磁石は、適時に相互に入れ替わるように駆動される、または、電流を供給される。電流が１つの電磁石から次の電磁石へこのように転送されることを、転流とも称する。同期モータを効果的に作動させるためには、第２のモータ部材の磁場に対して、転流のタイミングを調停することが求められる。
【０００５】
機械的転流の場合には、複数の摺動式接触部（通常はブラシ形状である）が所定の配置で使用され、その結果、第１のモータ部材と第２のモータ部材との間の相対運動中に、電流が該配置に応じて切り替えられる。このようにすれば、比較的無視できる程度の回路規模で転流を実現することができる。ただし、動作中のブラシの磨耗またはブラシの損失、さらに、例えば激しいスパークの発生などの望ましくない影響は好ましくない。したがって、現在の同期モータは、通常、電子式転流によって動作する。この目的を達成するために、サーボ増幅器とも称される電子制御デバイスがモータに対して設けられ、磨耗を生じないでスムーズにモータを動作させるために必要な回転磁場が生成できるようになる。
【０００６】
ただし、第１のモータ部材によって生成される回転磁場を、電子式転流の枠組みの中で、第２のモータ部材の静磁場に揃えるためには、空間内における第１のモータ部材および第２のモータ部材の相対的な位置関係が分かっていなければならない。これは、トルクを最大限に利用できる効果的な動作モードを可能にするために、同期モータの動作開始時に特に重要である。その結果、エンコーダまたはエンコーディングシステムとも称される、位置を決定する複数のデバイスが使用される。これらのデバイスは、モータ部材の位置を一義的に決定することを可能にするために、アブソリュートエンコーダと称されるエンコーダとして構成されてもよい。ただし、このようなアブソリュートエンコーダを使用すると比較的高いコストがともなうことは好ましくない。
【０００７】
独国特許出願公開第１０  ２００４  ０１２  ８０５  Ａ１号明細書には、永久磁石を備えた電気モータの回転子の角位置（向き）を決定する方法が記載されている。この方法では、所定のパルスパターンしたがって、電流パルスを電気モータの固定子の巻き線（電磁石）に印加し、こうすることによって発生する回転子の角加速度を加速度センサを用いて測定し、求めたい回転子の位置をこれらのデータに基づいて算出することが提案されている。
【０００８】
欧州特許出願公開第０  ７８４  ３７８  Ａ２には、同期している機械の絶対的な回転子の位置を決定する方法が記載されている。該方法によれば、固定子の電磁石によって磁場を生成し、こうすることによって発生する永久的に励磁されている回転子の回転運動を検出し、固定子の磁場の向きを、回転子の回転運動が停止するまで制御方法の枠組みの中で変化させる、または、回転させる。この状態では、回転子および固定子の磁場の各向きまたは各角位置は一致し、したがって、求めたい回転子の位置が決定される。
【０００９】
R. Schoenfeld, W. Hofmann著、“Elektrische Antriebe und Bewegungssteuerungen”、３０９頁〜３１０頁、ＶＤＥ（出版社），２００５年には、電気モータの初期角の位置を決定する方法が開示されている。１つの方法によれば、磁場を印加して、永久的に励磁されている回転子を磁場に揃える。
【００１０】
独国特許出願公開第４４  ０７  ３９０  Ａ１号明細書には、同期している機械の初期相および転流を実現するための方法が記載されている。この方法では、固定子の各巻き線に複数相の電流を印加することによって、回転子を試験的に励起することが提案されている。また、こうすることによって達成される最大トルクが決定される。最大トルクに関連する固定子電流の位相は、同期モータの初期動作のための転流角として使用される。
【００１１】
本発明の目的は、同期モータの第１のモータ部材および第２のモータ部材、または、同期モータの磁場を、同期モータの動作開始の枠組みの中で比較的単純な様態で相対的に調節する、同期モータを作動させるためのより良い方法を提供することである。本発明のもう１つの目的は、同期モータを作動させるためのより良い増幅器、および、該増幅器と同期モータとを備えたシステムを提供することである。
【００１２】
この目的は、請求項１に記載の方法、請求項９に記載の増幅器、および請求項１５に記載のシステムによって達成される。本発明のその他の好適な実施形態は、従属項に記載する。
【００１３】
本発明によれば、互いに対して相対的に可動な第１のモータ部材と第２のモータ部材とを備えた同期モータを作動させる方法が提案される。第１のモータ部材によって磁場が発生する。第２のモータ部材は第２のモータ部材に対して静止している静磁場を有する。第１のモータ部材および第２のモータ部材の各磁場の向きに違いが発生すれば、第１のモータ部材および第２のモータ部材は互いに対して相対的に運動する。提案する本方法では、ステップａ）において、第１のモータ部材によって磁場を所定の向きに生成して、第１のモータ部材と第２のモータ部材との間で所定値に限定された相対運動を発生させる。ステップｂ）では、この第１のモータ部材と第２のモータ部材との間の限定された相対運動の運動方向を決定する。第１のモータ部材と第２のモータ部材との間の限定された相対運動の運動方向に変化が発生するまで、ステップａ）およびステップｂ）を繰り返す。これを前提として、ステップａ）が行われるごとに、先に生成された上記磁場に対して変化した向きを有する磁場を第１のモータ部材によって生成し、磁場の向きを、それぞれ所定の配向セクションによって、および、上記の決定された運動方向に応じて変化させる。
【００１４】
本発明に係る方法は、回転同期モータおよびリニア同期モータに対して適用してもかまわない。本方法によって、第１のモータ部材の磁場は第２のモータ部材の磁場の方向に徐々に揃えられる。磁場の相互作用が原因となってこのように発生する第１のモータ部材と第２のモータ部材との間の相対運動は所定値に限定される、その結果、あるモータ部材を全体的に比較的小さく運動させるだけで、本方法を実施することができる。第１のモータ部材と第２のモータ部材との間の相対運動の運動方向を決定するために、比較的単純なエンコーダ（特に増分エンコーダ）を使用してもよく、こうすることによって本方法は低コストで実施することができる。
【００１５】
第１のモータ部材と第２のモータ部材との間の相対運動の運動方向が反転すると、直ちに、その時点における空間内における第１のモータ部材および第２のモータ部材の位置関係において、第２のモータ部材の磁場と第１のモータ部材によって最後に生成される磁場との間の向きの違いの方が、第１のモータ部材によって最後に生成される２つの磁場の間の向きの違いより小さいという状態に達する。換言すれば、第２のモータ部材の磁場の向きは、第１のモータ部材によって最後に生成される２つの磁場の向きの「間」に存在する。第１のモータ部材の磁場と第２のモータ部材の磁場とは、このように、互いに対して「大雑把」に調節すればよい。
【００１６】
ある実施形態では、第１のモータ部材は静止しており、第２のモータ部材は第１のモータ部材に対して可動である。本実施形態は、特に、第１のモータ部材が固定子として構成され、第２のモータ部材が回転子として構成された回転同期モータを対象としている。これを前提として、第１のモータ部材によって生成される磁場の向きを、上記一連のステップが行われるごとに、上記の決定された（第２のモータ部材の）運動方向とは反対の方向に変化させる。
【００１７】
別の実施形態では、第２のモータ部材は静止しているが、第１のモータ部材は第２のモータ部材に対して可動である。本実施形態は、特に、第１のモータ部材が摺動可能な一次部材として構成され、第２のモータ部材が静止している二次部材として構成されたリニア同期モータを対象としている。これを前提として、第１のモータ部材によって生成される磁場の向きを、上記一連のステップが行われるごとに、上記の決定された（第１のモータ部材の）運動方向に対応する方向に変化させる。
【００１８】
第１のモータ部材の磁場と第２のモータ部材の磁場とを「大雑把」に調節が済むと、各磁場は、さらに、「精密に」調節、または、互いに対して一致させられる。この状態から始めて、同期モータは実際の動作状態に入って、回転運動または並進運動を実行してもよい。さらに別の実施形態を用いて、各磁場の精密な調節を行ってもよい。
【００１９】
好適な実施形態では、ステップａ）およびステップｂ）を繰り返して運動方向の変化、または、反転を決定した後に、別の磁場を第１のモータ部材によって生成し、この別の磁場の向きを、第１のモータ部材によって最後に生成される２つの磁場の向きの中間になるように選び、上記別の磁場の強度をゼロから始めて所定値に達するまで増加させる。この過程によって、第１のモータ部材の磁場と第２のモータ部材の磁場とを比較的単純な様態で一致させる機会が与えられる。こうすることによって発生する第１のモータ部材と第２のモータ部材との間の相対運動は、最大で、第１のモータ部材によって最後に生成される各磁場の向きの間の、それぞれ距離（並進運動）の半分または角度範囲（回転運動）の半分に相当する。こうすることによって、いわゆる「揺動（ｒｏｃｋｉｎｇ）」は第１のモータ部材と第２のモータ部材との間では発生しないので、この方法は応用範囲が広く、特に、低い吸収または粘着摩擦を有する同期モータに適している。例えば、空気ベアリングを用いる無鉄（ｉｒｏｎｌｅｓｓ）リニア駆動がこのカテゴリーに属する。この方法は、比較的高い吸収を有する同期モータの場合でも、好適であると考えられる。
【００２０】
別の実施形態では、ステップａ）およびステップｂ）を繰り返して運動方向の変化を決定した後に、別の磁場を第１のモータ部材によって最後の向きから始めて生成し、第１のモータ部材と第２のモータ部材との間の相対運動を決定し、上記別の磁場の強度をゼロから始めて所定値に達するまで増加させ、上記別の磁場の向きを、それぞれ、第１のモータ部材と第２のモータ部材との間の相対運動が停止するまで変化させる、または、最低限の相対運動が発生するまで変化させる。したがって、この過程によって、比較的小さな相対運動をともなうだけで、第１のモータ部材の磁場と第２のモータ部材の磁場とを一致させることができるようになる。
【００２１】
別の好適な実施形態では、ステップａ）が、上記磁場の強度をゼロから増加させることを含む。さらに、上記ステップａ）において発生する第１のモータ部材と第２のモータ部材との間の相対運動を、好ましくは第１のモータ部材によって生成される磁場をスイッチオフすることによって、相対運動の所定値を通った後に終了させる。
【００２２】
さらに別の好適な実施形態では、第１のモータ部材によって磁場を所定の向きに第１回目に生成する間に、ステップａ）では第１のモータ部材と第２のモータ部材との間で相対運動が一切生成されない場合、もう１つの向きを前もって決定し、ステップａ）をこのもう１つの向きを用いて再度実施する。このように運動が一切発生しないという状況は、例えば、第１のモータ部材の磁場が、第２のモータ部材の磁場の向きに対して１８０°ずれた向きを有するように生成されると仮定すれば、回転同期モータにおいて生じる。第１のモータ部材の磁場を第２のモータ部材の磁場と同じ向きを有するように生成することも可能である。これらの２つの場合は区別することができないので、別の向きを有する第１のモータ部材の磁場を生成することを提案する。回転同期モータにおいて、この別の向きは、例えば先の向きに対して９０°回転した向きになるように選ばれる。
【００２３】
本発明によれば、同期モータを作動させるための増幅器をさらに提案する。この同期モータは、第１のモータ部材と、第２のモータ部材と、エンコーダとを備えている。第１のモータ部材によって、磁場が生成される。この第２のモータ部材は第２のモータ部材に対して静止している静磁場を有する。第１のモータ部材および第２のモータ部材の各磁場の向きに違いがある場合、第１のモータ部材と第２のモータ部材との間で、該エンコーダによって決定することができる相対運動が発生する。本発明に係る増幅器はパワーユニットと制御ユニットとを備えている。このパワーユニットは、磁場を複数の向きに生成するために、第１のモータ部材に電流を供給するように構成される。該増幅器の制御ユニットは、パワーユニットを制御し、エンコーダによって決定された相対運動を評価するように構成される。制御ユニットは、ステップａ）において、同期モータの動作開始の枠組みの中で、第１のモータ部材による、磁場の所定の向きの生成を開始して、第１のモータ部材と第２のモータ部材との間で所定値に限定された相対運動を発生させ、ステップｂ）において、第１のモータ部材と第２のモータ部材との間の限定された相対運動の運動方向をエンコーダによって決定し、第１のモータ部材と第２のモータ部材との間の限定された相対運動の運動方向に変化が発生するまで、２つのステップａ）およびステップｂ）を繰り返すようにさらに構成される。これを前提とすると、上記制御ユニットは、上記一連のステップが行われるごとに、ステップａ）において、先に生成された上記磁場に対して変化した向きを有する磁場の、第１のモータ部材による生成を開始し、ここで、上記磁場の向きを、それぞれ所定の配向セクションによって、および、エンコーダによって決定された運動方向に応じて変化させる。
【００２４】
本発明に係る増幅器を回転同期モータに対して用いてもよく、同様にリニア同期モータに対して用いてもよい。先述の方法に対応して、本増幅器によって、あるモータ部材を全体的に比較的小さく運動させるだけで、第１のモータ部材および第２のモータ部材の各磁場を「大雑把」に調節できるようになる。次に、これらの各磁場を増幅器によって一致させればよい。このような増幅器と同期モータとを備えた独創的なシステムは、同じ効果を奏する。
【００２５】
以下の記載では、添付の図面を参照しながら、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００２６】
図１は、回転同期モータとサーボ増幅器とを備えたシステムの概略図である。
【００２７】
図２は、３つの磁極対を有する、図１の同期モータの概略図である。
【００２８】
図３は、１つの磁極対を有する、図１の同期モータの概略図である。
【００２９】
図４Ａ〜図４Ｃは、同期モータの磁場を大雑把に調節するための動作状態にある、図３の同期モータを示している。
【００３０】
図５は、同期モータを大雑把に調節する際の、回転子運動、および、磁束ベクトルの目標値の選択の一例を示す図である。
【００３１】
図６は、磁場を精密に調節するための動作状態にある、図３の同期モータを示している。
【００３２】
図７は、磁場を精密に調節するための別の動作状態にある、図３の同期モータを示している。
【００３３】
図８Ａ〜図８Ｃは、磁場を大雑把に調節するための動作状態にあるリニア同期モータの概略図を示す。
【００３４】
図１は、回転同期モータ１００と、この同期モータ１００を制御するために該同期モータ１００に接続された増幅器２００とを備えたシステムの概略図を示している。サーボモータとも称される同期モータ１００は、動かない固定子１１０と、固定子１１０内において回転可能であるように構成された回転子１２０とを備えている。回転子１２０には１つ以上の永久磁石が設けられ、こうすることによって、回転子１２０は一定の磁場または静磁場を有する。これと対比すると、固定子１１０は、図１に３つのコイルで示されている複数の電磁石を備えている。タイムリーに変位を発生させながらこれらの電磁石を駆動することによって、回転子１２０の静磁場と相互作用する回転磁場を生成することができるようになり、こうすることによって、回転子１２０は回転運動を行う。
【００３５】
増幅器２００は、サーボ増幅器とも称され、制御ユニット２１０、パワーユニット２２０、および、位置検出ユニット（回転カウンター）２３０を備えている。位置検出ユニット２３０を、制御ユニット２１０の集積部品として構成してもかまわない（図１では集積していない）。固定子１１０には、例えば、パワーユニット２２０を介して回転磁場を生成するために、電流または回転電流を供給すればよい。これを前提とすると、固定子１１０の電磁石には、互いに対して位相差を有する回転電流が供給される。ここで、パワーユニット２２０は制御ユニット２１０によって制御される。
【００３６】
位置検出ユニット２３０は、パワーユニット２２０を制御するために、回転子１２０の位置における相対的変化を検出し、検出結果を制御ユニット２１０に供給するように作用する。この目的を達成するために、増幅器２００の位置検出ユニット２３０は、同期モータ１００に関連する増分エンコーダ１３０に接続されている。エンコーダ１３０は、対応するインパルス、または、回転子１２０の回転運動中に発生する信号を位置検出ユニット２３０へ転送するように構成される。このインパルスを利用して、位置検出ユニット２３０は、回転子１２０の回転方向および相対運動を決定すればよい。これを前提とすると、エンコーダ１３０は、回転子１２０の回転運動を機械的、視覚的、または、電磁気的な様態で決定すればよい。
【００３７】
図２は、概略図において、それぞれ、同期モータ１００と、同期モータ１００の動作中に発生する固定子１１０および回転子１２０の各磁場とを示している。固定子１１０によって電気的に生成される磁場を、矢印またはベクトル１１１（以下の記載では固定子磁束ベクトル１１１と称する）で示す。回転子１２０の磁場は、矢印またはベクトル１２１（以下の記載では回転子磁束ベクトル１２１と称する）で示す。固定子１１０および回転子１２０の各磁場の向きが互いに異なる場合、つまり、固定子磁束ベクトル１１１の向きと回転子磁束ベクトル１２１の向きとが互いに異なる場合には、回転子磁束ベクトル１２１が固定子磁束ベクトル１１１の方向に回転し、したがって、回転子１２０が同様に回転する。したがって、同期モータ１００の動作中に固定子磁束ベクトル１１１を（連続的に）回転させることによって、回転子１２０の回転運動が発生する。
【００３８】
図２には、６つの磁極を有する同期モータ１００の一実施形態を示してある。これを前提とすると、固定子１１０は、それぞれが磁極対として組み合わされる、固定子磁束ベクトル１１１を生成するための６つの磁極１４１、１４２、１４３を備えている。これを前提とすると、各磁極対は、例えば３つのコイル（コイルトリプレット）によって構成されればよい。磁極対の個数が３つであるこのような一実施形態では、交流電流を固定子１１０に経時的に印加（これは「電気的」回転とも称される）すると、この電気的回転の１／３に相当する固定子磁束ベクトル１１１の「機械的」回転が起こる。したがって、図２に示すように、１周期に１回転の電気的回転（３６０°）が起こると、１２０°に相当する機械的回転１４０が起こる。
【００３９】
以下の記載については、図３に概略的に示すように、１つの磁極対１４１だけを有する同期モータ１００の実施形態を基本形態とする。このような場合には、電気的な１回転が、固定子磁束ベクトル１１１の機械的な１回転１４０に対応し、あとの考察が容易になる。ただし、以下の記載は、磁極対の個数が異なる同期モータ１００にも当てはまる。一例として、６つの磁極を有する実施形態を図２に示す。
【００４０】
図１に示すシステムでは、同期モータ１００に関連するエンコーダ１３０は安価な増分エンコーダで構成される。この増分エンコーダによって回転子１２０の回転運動を検出することはできるが、絶対的な位置を検出することはできない。この理由によって、同期モータ１００の動作開始時には、回転子１２０の位置は未知であり、したがって、静磁場の向きまたは回転子磁束ベクトル１２１の向きも未知である。その結果、回転電流を固定子１１０に印加することによって回転する固定子磁束ベクトル１１１を生成して、回転子１２０の回転運動をこのような確定していない位置において開始しようとすると、例えば、トルクの低下、断続的な回転子運動、制御プロセスの不具合、同期モータ１００の破損、同期モータ１００に接続されたデバイスの破損などの望ましくない結果が生じることがあり得る。このような悪影響を回避するために、第１の段階では、固定子１１０および回転子１２０の各磁場を相対的に大雑把に調節する。この大雑把な調節は、回転子１２０を全体的に比較的小さく運動させることによって実施する。第２の段階では精密な調節を実施し、例えばこの状態から始めて、同期モータ１００を、回転子１２０が（連続的に）回転運動を行う実際の動作状態にすればよい。
【００４１】
図４Ａ〜図４Ｃは、各磁場または固定子１１０および回転子１２０の各ベクトル１１１、１２１の大雑把な調節を示す。これを前提とすると、制御ユニット２１０は、パワーユニット２２０に対して、固定子磁束ベクトル１１１を１つ目の向きに「立ち上げる」、つまり、各磁場の１つ目の向きの強度を、ゼロから始めて所定値に達するまで増加させる（図４Ａ）。この１つ目の向きは、例えば制御ユニット２１０によって任意に選ばれた向きであっても、所定の向きであってもよい。
【００４２】
一般に、固定子磁束ベクトル１１１の１つ目の向きは、図４Ａに示すように、回転子磁束ベクトル１２１の向きとは異なり、その結果、回転子磁束ベクトル１２１は、磁気力が増加することによって固定子磁束ベクトル１１１の方向に引き付けられ、したがって、回転子１２０も同様に引き付けられる。回転子１２０の回転運動は、エンコーダ１３０および位置検出ユニット２３０によって決定され、こうすることによって決定された回転方向が制御ユニット２１０に供給される。
【００４３】
回転子１２０において発生する回転運動は、エンコーダ１３０および位置検出ユニット２３０によって回転子運動の回転方向を決定するために十分な、最小の角度値（例えば０．５°）に限定されている。これは、例えば制御ユニット２１０が、回転子１２０の回転方向に関する情報を受信すると直ちに、パワーユニット２２０に対して固定子磁束ベクトル１１１をスイッチオフさせることによって実施されればよい。
【００４４】
次に、制御ユニット２１０は、図４Ｂに示すように、パワーユニット２２０に対して固定子磁束ベクトル１１１を再度立ち上げさせる。ただし、今回の固定子磁束ベクトル１１１の向きは、１つ目の向きに対して角度シフト１７０（図４Ｃ参照）だけ変化している。角度シフト１７０は例えば２２．５°である。ここで、固定子磁束ベクトル１１１の（新しい）向きは、固定子磁束ベクトル１１１の向きが回転子磁束ベクトル１２１により近くなるように変えるために、先に決定した回転子１２０の回転方向に応じて変えられる。この場合、固定子磁束ベクトル１１１を生成する固定子１１０は静止しており、回転子磁束ベクトル１２１を有する回転子１２０は回転するので、固定子磁束ベクトル１１１の向きは、先に決定した回転子１２０の回転方向とは反対の方向に変化する。
【００４５】
固定子磁束ベクトル１１１を再度立ち上げることと関連して、図４Ｂに示すように、最小の角度値に抑制される回転子１２０の回転運動の回転方向がエンコーダ１３０および位置検出ユニット２３０によって再度決定されて、制御ユニット２１０に供給される。この場合の回転方向は、先に図４Ａに示す向きに生成された固定子磁束ベクトル１１１の場合と同じである。
【００４６】
増幅器２００または制御ユニット２１０は、図４Ｃに示すように、固定子磁束ベクトル１１１が回転子磁束ベクトル１２１を「追い抜」き、その結果、回転子１２０の回転方向が反転するまで、（角度シフト１７０だけそれぞれ変化する向きを有する）固定子磁束ベクトル１１１を生成し、回転子１２０の限定された回転運動の回転方向を決定するこれらのステップを連続して繰り返すように構成されている。図４Ａ〜４Ｃに示す一例としての順序では、図４Ａの「初期状態」から始まって、上記の状態か固定子磁束ベクトル１１１の３つ目の向きにおいてすでに達成されている。この状態で、固定子磁束ベクトル１１１および回転子磁束ベクトル１２１は、互いに対して大雑把に調節される（またはこれら両ベクトルの向きが互いに対して大雑把に調節される）。なぜならば回転子１２０の限定された回転運動を通過（終了）した後に、固定子磁束ベクトル１１１がスイッチオフされるからである。これを前提とすると、回転子磁束ベクトル１２１は、最後に立ち上げられた２つの固定子磁束ベクトル１１１によって供給される、角度セクタまたは角度シフト１７０内にある。
【００４７】
図４Ａ〜４Ｃを参照しながら記載した大雑把な調節についてさらに説明するために、図５には、回転子１２０の回転運動（線１５０で示す）、および、制御ユニット２１０において生成される固定子磁束ベクトル１１１の強度の目標値の事前選択（線１６０で示す）を時間（単位はｍｓ）に対して描いた一例としての図を示す。目標値の事前選択１６０によれば、固定子磁束ベクトル１１１は、選択されたそれぞれの向きについて、時間１６２の期間にゼロから直線的に立ち上げられて事前選択値１６１に達し、続いてこの事前選択値１６１で維持される。時間１６２の長さは例えば１００ｍｓであり、事前選択値１６１は例えば固定子磁束ベクトル１１１の供給される最大強度の５０％である。
【００４８】
固定子磁束ベクトル１１１を立ち上げることによって、回転子１２０は対応する回転運動１５０を行う。上述のように、回転子１２０の回転運動１５０は、例えば大きさが０．５°である回転角１５１に限定されている。これは、制御ユニット２１０によって開始された固定子磁束ベクトル１１１をスイッチオフすることによって実施される。ただし、図５に示すように、目標値の事前選択１６０は、制御ユニット２１０におけるこのプロセスの期間中継続してもよい。
【００４９】
回転角１５０を通過した後、または、回転角１５１を通過したことによって可能になったことにしたがって運動を決定した後、これに続いて、固定子磁束ベクトル１１１が異なる向きに再度立ち上げられて、回転子１２０が限定された回転角１５１だけ再度回転するまで、時間１５２（例えば１５０ｍｓ）だけ待つ。時間１５２だけ待つ過程は、例えば、回転運動によって振動するシステムまたは同期モータ１００が静止できるようにするために設けられる。固定子磁束ベクトル１１１を連続して立ち上げて、発生するおよそ回転角１５１の回転子運動を決定するこのプロセスは、回転子１２０の回転方向が反転するまで、それぞれ繰り返される（図５に点線で描いた円で示す領域Ｐを参照）。
【００５０】
図５では、回転角１５１を通過する間は、回転運動１５０を一定の傾きで示している。ただし、実際の動作では、この傾きは、回転角１５１に応じて変化してもよく、または、固定子磁束ベクトル１１１と回転子磁束ベクトル１２１との間の引きつけ合う相互作用の強度が各ベクトル１１１、１２１の「近似」の進行にともなって減少するので、減少してもよい。このようにして、回転子１２０の運動は、図５に示す範囲を超えて、さらに目標値の事前選択１６０の「ステップ」へと続いていってもよい。
【００５１】
固定子１１０および回転子１２０の各磁場、または、関連するベクトル１１１、１２１の大雑把な調節に続いて、該磁場をさらに互いに対して精密に調節しても、または、一致させても、つまり同一位相にさせてもよい。この状態から始めて、同期モータ１００はふさわしい動作状態に入り、固定子磁束ベクトル１１１（回転磁場）を回転させることによって、回転子１２０の回転運動を発生させてもよい。精密な調節には別の実施形態を使用してもかまわない。
【００５２】
精密な調節を実施できる一過程を、図６に概略的に示す。このプロセスにおいて、制御ユニット２１０は、パワーユニット２２０に対して再度固定子磁束ベクトル１１１を、最後に生成される２つの固定子磁束ベクトル１１１の向きの中間になるように選ばれる向きに生成させる、または、立ち上げさせる。この（一定の）向きでは、固定子磁束ベクトル１１１の強度が、ゼロから指定値まで増加する。この結果、回転子１２０が、回転子磁束ベクトル１２１と固定子磁束ベクトル１１１との間の磁気力の増加によって、２つのベクトル１１１、１２１が一致するまで、固定子磁束ベクトル１１１の方向に引き付けられる。こうすることによって発生する回転子１２０の回転運動１８０は、最大で、大雑把な調節で使用される角度シフト１７０の半分に相当する。
【００５３】
このように回転子１２０を固定子磁束ベクトル１１１に「しっかりと」揃えることによって、回転子１２０の回転運動における揺動（ｒｏｃｋｉｎｇ）を回避することができる。したがって、この応用範囲の広い方法は、低い吸収、または、粘着摩擦が回転子１２０において発生する同期モータ１００に適している。ただし、この方法は、このような特性を有する同期モータ１００に限定されるものではなく、例えば粘着摩擦が比較的高い場合にも好適であると考えられる。
【００５４】
制御ユニット２１０によって制御される精密な調節を行う別の方法を、図７に概略的に示す。これを前提とすると、固定子磁束ベクトル１１１は、大雑把な調節野際に最後に選ばれる向きから始めて生成され、回転子１２０の回転運動は連続的に決定される。固定子磁束ベクトル１１１は、ゼロから指定値まで再度立ち上げられ、固定子磁束ベクトル１１１の向きは、回転子１２０の回転運動が停止するまで、決定された回転子運動に合わせて調整される。ここで、回転子１２０は、精密な調節の開始時と同じ位置にあってもかまわない。
【００５５】
この「補正」によって、ベクトル１１１、１２１を、回転子１２０の比較的小さな回転運動１８０によって一致させることが可能になる。ただし、これを実現するためには、（粘着摩擦を克服する際の）回転子１８０の揺動または断続的な運動を回避できるように、回転子１２０が過小または過大な粘着摩擦を発生させないことが要求される。ここで、固定子磁束ベクトル１１１の所定値までの立ち上げは、例えば５００ｍｓの期間に実施すればよい。固定子磁束ベクトル１１１は、さらに、この所定値で所定の期間（例えば３０００ｍｓ）維持されてもよい。
【００５６】
図４Ａ〜図４Ｃを参照しながら説明した、ベクトル１１１、１２１を大雑把に調節する上記方法は、固定子磁束ベクトル１１１の立ち上げ時に回転子１２０が回転運動をするということに基づいている。ただし、固定子磁束ベクトル１１１の１回目の立ち上げ時に、回転子１２０が全く回転運動をしないということが起こり得る。これは、例えば固定子磁束ベクトル１１１が回転子磁束ベクトル１２１とは反対の向き、または、反平行なの向き（つまり１８０°回転した向き）に生成されると起こる。ただし、回転子１２０は、固定子磁束ベクトル１１１が同じ向き（つまり回転子磁束ベクトル１２１に一致する向き）に立ち上げらた時にも、全く運動しない。したがって、これらの２つの別個の状況を区別することができない。したがって、回転子１２０が固定子磁束ベクトル１１１の１回目の立ち上げ時に運動しない場合に備えて、増幅器２００、または、制御ユニット２１０は、固定子磁束ベクトル１１１の生成を別の向きで再度開始し、さらに、上述のように大雑把な調節を継続するように構成される。この別の向きとして、例えば、先の向きに対して９０°回転した向きを選択してもよい。
【００５７】
この別の向きでも回転運動が発生しない場合に備えて、増幅器２００、または、制御ユニット２１０は、例えば、例えば光または音で出力されるエラーメッセージを生成するように構成されればよい。これは、例えばエンジンブレーキが働いていれば（働いているままであれば）、または、回転運動を防止するこれ以外の状況が存在すれば起こる。
【００５８】
さらに、ベクトル１１１、１２１の大雑把な調節の最後には、回転子１２０が固定子磁束ベクトル１１１の立ち上げ時に（反転方向に）回転せず、全く回転運動をしないことも起こり得る。これは、図４Ｃに示すように回転子磁束ベクトル１２１が固定子磁束ベクトル１１１によって「追い抜かれ」ないで、生成された固定子磁束ベクトル１１１が回転子磁束ベクトル１２１に一致すると起こる。この場合には、ベクトル１１１、１２１がすでに一致しているのであるから、制御ユニット２１０は大雑把な調節を終了し、精密な調節を開始しないように構成される。
【００５９】
前述の図面を参照しながら説明した、大雑把な調整および精密な調節を実施する方法は、回転同期モータに限定されるものではなく、例えば一方のモータ部材がもう一方のモータ部材に対して並進的にシフトするリニア同期モータに対して同様に適用されてもよい。例示することを目的として、図８Ａ〜図８Ｃには、このようなリニアモータ３００に関して大雑把な調節を行う方法を概略図において示している。
【００６０】
リニアモータ３００は、静磁場を供給する静止モータ部材３２０（以下の記載では二次部材３２０と称する）を備えている。この二次部材３２０の磁場は、例えば複数の永久磁石を横に等間隔に極性を交互にして並べることによって生成されればよい（図示せず）。二次部材３２０に加えて、リニアモータ３００は、二次部材３２０に摺動可能な様態で配置されるモータ部材３１０（以下の記載では一次部材３１０と称する）を備えている。一次部材３１０は電機子とも称され、電流を印加されると磁場を生成する複数の電磁石（図示せず）を備えている。交流電流を用いて、一次部材３１０の電磁石に位相差をともなう電流を印加することによって、並進運動する磁場（進行磁場とも称される）が生成される。ここで、一次部材３１０の進行磁場は、二次部材３２０の静磁場と相互作用し、その結果、一次部材３１０が並進運動する。
【００６１】
二次部材３２０の磁場またはその向きを説明するために、それぞれ、図８Ａ〜図８Ｃに単一の磁束ベクトル３２１（以下の記載では固定子磁束ベクトル３２１と称する）を示す。厳格には、固定子磁束ベクトル３２１は、極性が異なる２つの永久磁石（つまり１つの磁極対）の磁場しか示していない。したがって、以下の記載ではこの１つの磁極対について説明する。一次部材３１０の磁場は磁束ベクトル３１１（以下の記載では電機子磁束ベクトル３１１と称する）で示してある。この電機子磁束ベクトル３１１の向きは、それぞれ「水平方向に」シフトまたは変化してもよい。
【００６２】
リニアモータ３００の制御は、対応する増幅器２００と、リニアモータ３００（図示せず）に関連する増分エンコーダ１３０とを用いて、図１のシステムと同様に実施されてもよい。なお、このエンコーダ１３０は、この場合、一次部材３１０の並進運動を検出するように構成される。これらの部材に関するさらなる詳細については、上述の記載を参照はればよく、上述の記載が同様に当てはまる。ここでは、一次部材３１０への電流の供給は、巻き取りケーブルを介して実施されてもよい。
【００６３】
リニア駆動３００の場合にも、二次部材３２０に対する一次部材３１０の絶対的な位置が未知であるという上述の問題が、安価な増分エンコーダ１３０を使用することによって発生することがある。したがって、回転電流を一次部材３１０に印加することによって、進行する電機子磁束ベクトル３１１を生成し、並進運動を開始しようとすると、例えば、駆動トルクの低下、一次部材３１０の断続的な動作開始、制御プロセスの不具合、リニア駆動３００の破損などの望ましくない結果が生じることがあり得る。上記と同様に、第１の段階（図８Ａ〜図８Ｃ）では、一次部材３１０を全体的に比較的小さく運動させることによって、一次部材３１０および二次部材３２０の各磁場を互いに対して大雑把に調節することを提案する。第２の段階では、例えば、精密な調節を実施し、リニアモータ３００をこの状態から駆動して、一次部材３１０を並進運動させる。
【００６４】
図８Ａに示すように、電機子磁束ベクトル３１１は１つ目の向きに立ち上げられ、そして、電機子磁束ベクトル３１１の強度はゼロから所定値に達するまで増やされる。１つ目の向きは、例えば任意に選ばれた向きであっても、所定の向きであってもよい。通常、電機子磁束ベクトル３１１の１つ目の向きは、固定子磁束ベクトル３２１の１つ目の向きとは異なる。電機子磁束ベクトル３１１は、磁気力が増加することによって固定子磁束ベクトル３２１の方向に引き付けられ、したがって、一次部材３１０も同様に引き付けられる。
【００６５】
この発生する並進運動は（エンコーダ１３０によって）検出され、一次部材３１０の運動方向が決定される。ここで、一次部材３１０の並進運動の発生は、ここでも運動方向を決定するために十分な最小値に限定される。この目的を達成するためには、例えば、運動方向を決定したら直ちに、電機子磁束ベクトル３１１をスイッチオフすればよい。
【００６６】
別のステップでは、電機子磁束ベクトル３１１が、図８Ｂに示すように、それぞれ１つ目の向きに対して所定の「距離」または「セクション」だけ変化した向きに立ち上げられる。より良く図示するために、先に１つ目の向き生成された電機子磁束ベクトル３１１の位置を、点線の矢印を用いて図８Ｂにさらに示す。ここで、電機子磁束ベクトル３１１の（新しい）向きは、電機子磁束ベクトル３１１の向きが固定子磁束ベクトル３２１により近くなるように変えるために、一次部材３１０の先に決定した運動方向に応じて変えられる。この場合、電機子磁束ベクトル３１１を生成する一次部材３１０は運動し、固定子磁束ベクトル３２１を有する二次部材３２０は静止しているので、電機子磁束ベクトル３１１の向きは、先に決定した一次部材３１０の運動方向に対応する方向に変化する（図１の同期モータ１００とは逆）。
【００６７】
電機子磁束ベクトル３１１を立ち上げることに関連して、図８Ｂによれば、最小値に限定された一次部材３１０の運動の運動方向が再度決定される。この運動方向は、この時点では、先に図８Ａに示す向きに生成された電機子磁束ベクトル３１１の場合と同じである。
【００６８】
電機子磁束ベクトル３１１を（所定のセクションによってそれぞれ変えられる向きに）生成し、一次部材３１０の運動方向を決定する上記各ステップは、図８Ｃに示すように、電機子磁束ベクトル３１１が固定子磁束ベクトル３２１を「追い抜くまで」、繰り返されてもよい。これを前提とすると、一次部材３１０の運動方向は反転する。図８Ａ〜図８Ｃに示す一例としての順序では、図８Ａの「初期状態」から始めって、この状態が、電機子磁束ベクトル３１１の３つ目の向きにおいてすでに存在している。この状態で、電機子磁束ベクトル３１１および固定子磁束ベクトル３２１は、互いに対して大雑把に調節される（またはこれら両ベクトルの向きが互いに対して大雑把に調節される）。なぜならば固定子磁束ベクトル３２１は、この状態で、最後に立ち上げられた２つの電機子磁束ベクトル３１１によって提供されるセクションにあるからである。
【００６９】
一次部材３１０および二次部材３２０の各磁場を大雑把に調節した後に、これらの磁場をさらに、互いに対して精密に調節しても、または一致させてもよい。この目的を達成するためには、回転同期モータ１００の場合と同様に、異なる２つの実施形態（図示せず）が考えられる。
【００７０】
１つの過程は、ここでも電機子磁束ベクトル３１１を、最後に生成した２つの電機子磁束ベクトル３１１の向きの中間に位置する向きに立ち上げることを含む。電機子磁束ベクトル３１１の強度は、ここでもゼロから始めて所定値に達するまで増加する。この結果、一次部材３１０が、磁気力の増加によって、２つのベクトル３１１、３２１が一致するまで、固定子磁束ベクトル３２１の方向に引き付けられる。こうすることによって発生する一次部材３１０の並進運動は、最大で、大雑把な調節で使用される配向セクションの半分に相当する。電機子磁束ベクトル３１１の向きは、この量だけそれぞれ変化する。この方法は、例えば、特に、空気ベアリングを用いる無鉄（ｉｒｏｎｌｅｓｓ）リニア駆動に用いる、粘着摩擦が低いリニアモータ３００対象としている。
【００７１】
別の構成としては、電機子磁束ベクトル３１１を、大雑把調節の際に最後に選ばれた向きから始めて生成してもよい。また、一次部材３１０の並進運動を連続的に検出してもよい。電機子磁束ベクトル３１１は、ゼロから始めて所定値に達するまで再度立ち上げられ、電機子磁束ベクトル３１１の向きは、一次部材３１０の並進運動にしたがって、一次部材３１０が運動しなくなるまで補正または構成される。これを前提とすると、一次部材３１０は、精密な調節の開始時と同じ位置にあってもかまわない。補正プロセス中に、一次部材３１０を比較的小さく並進運動させることによって、ベクトル３１１、３２１を一致させてもかまわない。
【００７２】
リニアモータ３００の大雑把な調節を実施する枠組みの中で、一次部材３１０が、電機子磁束ベクトル３１１の立ち上げ時に全く並進運動をしない、または、もはや並進運動をしないということも起こり得る。一次部材３１０が電機子磁束ベクトル３１１の１回目の立ち上げ時に運動しない場合に備えて、同期モータ１００に関して、電機子磁束ベクトル３１１を別の向きに生成して、さらに（適宜）上記の大雑把な調節プロセスを継続することを提案する。この別の向きであっても並進運動が全く発生しない場合に備えて、光または音で出力されるエラーメッセージを（増幅器２００によって）生成してもよい。これは、例えばエンジンブレーキが働いていれば（働いているままであれば）、または、一次部材３１０の運動を防止するこれ以外の状況が存在すれば起こり得る。
【００７３】
一次部材３１０が電機子磁束ベクトル３１１の先の立ち上げ時には毎回（異なる向きで）運動したにもかかわらず、一次部材３１０が電機子磁束ベクトル３１１の生成時には運動しない場合には、ベクトル３１１、３２１がすでに一致しているのであるから、大雑把な調節を終了してもかまわず、その後、精密な調節を開始する必要はない。
【００７４】
上記図面を参照しながら説明した実施形態は、本発明の好ましい、または、一例としての実施形態を表わしている。また、上記の実施形態の変更または組み合わせを表わす、上記以外の実施形態もさらに考え得る。
【００７５】
特に、固定電機子機器と称されるモータを示す図１に示す同期モータ１００の大雑把な調整および精密な調節の方法を、回転子が回転磁場を生成し、固定子が直流磁場を供給するように構成された外部磁極機器と称されるに対して使用してもかまわない。これは、図８Ａ〜図８Ｃに示すリニア駆動３００とは逆に、進行磁場を生成するために使用される一次部材が静止しており、静磁場を供給するために使用される二次部材が摺動可能な様態に構成されたリニア駆動にも同様に当てはまる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】回転同期モータとサーボ増幅器とを備えたシステムの概略図である。
【図２】３つの磁極対を有する、図１の同期モータの概略図である。
【図３】１つの磁極対を有する、図１の同期モータの概略図である。
【図４Ａ】同期モータの磁場を大雑把に調節するための動作状態にある、図３の同期モータを示している。
【図４Ｂ】同期モータの磁場を大雑把に調節するための動作状態にある、図３の同期モータを示している。
【図４Ｃ】同期モータの磁場を大雑把に調節するための動作状態にある、図３の同期モータを示している。
【図５】同期モータを大雑把に調節する際の、回転子運動、および、磁束ベクトルの目標値の選択の一例を示す図である。
【図６】磁場を精密に調節するための動作状態にある、図３の同期モータを示している。
【図７】磁場を精密に調節するための別の動作状態にある、図３の同期モータを示している。
【図８Ａ】磁場を大雑把に調節するための動作状態にあるリニア同期モータの概略図を示す。
【図８Ｂ】磁場を大雑把に調節するための動作状態にあるリニア同期モータの概略図を示す。
【図８Ｃ】磁場を大雑把に調節するための動作状態にあるリニア同期モータの概略図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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