(57)【要約】 【課題】  リニアモータ電車において、リニアインダクションモータの一次側とリアクションプレートとの間のギャップ変動があっても、トルク制御を高精度で行い、定トルク特性を維持したい。【解決手段】  車上の制御装置８は、地上に設置したギャップセンサ１３から得るリニアインダクションモータの一次側５と地上のリアクションプレート６のギャップの計測結果に従ってモータ定数を補正するモータ定数演算部８１と、電力変換器９からリニアインダクションモータの一次側に給電する電力における電流を参照しつつ励磁電流指令とトルク電流指令を出す電流制御部８７と、モータ定数演算部８１と電流制御部８７の出力を基にリニアインダクションモータの相電圧と位相角の指令を出す電圧ベクトル演算部８２６と、電圧ベクトル演算部８２６の出力から電力変換器９に電圧指令を出すパルス幅変調制御部８３を備えている。【選択図】図１
2008079472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車上に搭載したリニアインダクションモータの一次側に対し地上にレールに沿ってリニアインダクションモータの二次側導体としてのリアクションプレートを敷設してあり、該車上に可変電圧，可変周波数の交流を該リニアインダクションモータの一次側に給電する電力変換器と該電力変換器の出力を制御する制御装置を搭載したリニアモータ電車において、  
該制御装置は、地上に設置したギャップセンサから得る該リニアインダクションモータの一次側と該リアクションプレートのギャップの計測結果に従ってモータ定数を補正するモータ定数演算部と、該電力変換器から該リニアインダクションモータの一次側に給電する電力における電流を参照しつつ励磁電流指令とトルク電流指令を出す電流制御部と、該モータ定数演算部と該電流制御部の出力を基に該リニアインダクションモータの相電圧と位相角の指令を出す電圧ベクトル演算部と、該電圧ベクトル演算部の出力から該電力変換器に電圧指令を出すパルス幅変調制御部を備えていることを特徴とするリニアモータ電車。  
【請求項２】
上記請求項１のリニアモータ電車において、該制御装置は、さらに、該モータ定数演算部の出力と基にすべり周波数を出すすべり周波数演算部を備え、該パルス幅変調制御部は該すべり周波数演算部のすべり周波数とリニアモータ電車自身の移動速度から得た該リニアインダクションモータのロータ周波数から該電力変換器に周波数指令を出すものであることを特徴とするリニアモータ電車。  
【請求項３】
車上に搭載したリニアインダクションモータの一次側に対し地上にレールに沿ってリニアインダクションモータの二次側導体としてのリアクションプレートを敷設してあり、該車上に可変電圧，可変周波数の交流を該リニアインダクションモータの一次側に給電する電力変換器と該電力変換器の出力を制御する制御装置を搭載したリニアモータ電車の制御システムにおいて、  
地上に該リニアインダクションモータの一次側と該リアクションプレートのギャップを計測するギャップセンサと該ギャップセンサの計測結果を該車上に送信する地上通信装置を設置してあり、該車上には該地上通信装置から送られてくる該ギャップセンサの計測結果を受信する車上通信装置があり、該制御装置は、該ギャップセンサのギャップの計測結果に従ってモータ定数を補正するモータ定数演算部と、該電力変換器から該リニアインダクションモータの一次側に給電する電力における電流を参照しつつ励磁電流指令とトルク電流指令を出す電流制御部と、該モータ定数演算部と該電流制御部の出力を基に該リニアインダクションモータの相電圧と位相角の指令を出す電圧ベクトル演算部と、該電圧ベクトル演算部の出力から該電力変換器に電圧指令を出すパルス幅変調制御部を備えていることを特徴とするリニアモータ電車の制御システム。  
【請求項４】
上記請求項３のリニアモータ電車の制御システムにおいて、該ギャップセンサは車両の走行に合わせて１つのリアクションプレートについて複数回ギャップを計測するようになされており、該ギャップセンサと該地上通信装置の間に該ギャップセンサにおける複数回の計測結果を記憶するとともにその平均値を算出する管理装置を設けてあり、該地上通信装置は該平均値を該ギャップセンサにおける検出結果として該車上通信装置に送信するようになされていることを特徴とするリニアモータ電車の制御システム。  
【請求項５】
上記請求項３のリニアモータ電車の制御システムにおいて、地上に車両検知装置があり、該ギャップセンサは該車両検知装置の車両検知に基づいて該リニアインダクションモータの一次側と該リアクションプレートとのギャップの計測を開始し、車両毎の計測結果を該地上通信装置を介して該車上通信装置に送信するようになされていることを特徴とするリニアモータ電車の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリニアモータ電車とその制御システムに係わり、特に、リニアインダクションモータのギャップ変動に伴う駆動制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータ電車は、車輪が車両を支持転動するだけで、トルクがモータから車輪に伝達されることはなく、車上（車両）にリニアインダクションモータ（リニアモータ）の一次側を搭載し、地上にレールに沿ってリニアインダクションモータ（リニアモータ）の二次側導体としてのリアクションプレートを敷設してあり、車上（車両）に搭載した電力変換器からリニアインダクションモータの一次側に可変電圧，可変周波数の交流電力を給電して、リニアインダクションモータの一次側とリアクションプレートとの間に発生する磁気力によるトルクで車両を駆動するようになっている。
【０００３】
車両を駆動する磁気力によるトルク（以下、駆動トルクと略記）は、リニアインダクションモータにおける励磁インダクタンス，二次漏れインダクタンス及び二次抵抗などのリニアインダクションモータの一次側とリアクションプレートとの間のギャップによって変動するモータ定数により変動し、ギャップは車両が走行すると変動する。
【０００４】
従来は下記特許文献１に示されるように、車両にリニアインダクションモータの一次側とリアクションプレートとの間のギャップを計測するセンサを設けて、電力変換器の出力を制御する制御装置においてモータ定数をギャップセンサの計測結果に従って補正し、リニアインダクションモータの一次側に供給する電力を制御し、ギャップ変動があっても安定した走行が維持されるようにしていた。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術では、走行中にギャップを計測し、ギャップ変動に対しモータ定数を制御装置において常時補正するので、リニアインダクションモータの一次側を搭載した全ての車両にギャップセンサを正確に設置する必要があり、手間が掛かるだけでなく、モータ定数の補正のための演算が複雑で、走行中にギャップ変動があると、目標とする駆動トルクに達するまでに時間が掛かり、電気車に望まれる定トルク特性を損なってしまう問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、リニアインダクションモータの一次側とリアクションプレートとの間のギャップ変動があっても、リニアインダクションモータの特性に合わせてトルク制御を高精度で行い、定トルク特性を損なうことのないリニアモータ電車とその制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
リニアインダクションモータの一次側とリアクションプレートとの間のギャップの変動要因を調べたところ、（１）車輪の磨耗，（２）レールの磨耗、（３）レールとリアクションプレートの敷設誤差，（４）レールの歪み，（５）リニアモータの吸引力等によるリアクションプレートのたわみ，（６）レールの継目への車輪の落込み，（７）車体の走行振動、および（８）その他の要因があり、上記要因（１）〜（４）は長期間に亘って巨視的に変動するが、走行中の短時間においては微視的に不動であり、上記要因 (５)〜(８）は走行中の短時間において微視的に変動することが分かった。
【０００９】
上記要因（１）〜（４）によるギャップが走行中の短時間において微視的に変動しない（不動）、即ち、電車が停止していても設計値と実測値は相違しており、それにも係わらず走行中にギャップセンサの検出結果に基づいてモータ定数を補正することは全くの無駄であり、上記要因（５）〜（８）によるギャップの変動に基づく駆動トルクの変動については、電流制御部において電圧ベクトル演算部に対して該電力変換器から該リニアインダクションモータの一次側に給電する電力における電流を参照しつつ励磁電流指令とトルク電流指令を出すようにすることで、走行中の短時間において微視的なギャップ変動する対処でき、走行中にギャップ変動があっても、その検出結果に基づいてモータ定数を補正しなくても良いことに想い至った。
【００１０】
上記目的を達成する本発明リニアモータ電車の特徴とするところは、車上に搭載したリニアインダクションモータの一次側に対し地上にレールに沿ってリニアインダクションモータの二次側導体としてのリアクションプレートを敷設してあり、該車上に可変電圧，可変周波数の交流を該リニアインダクションモータの一次側に給電する電力変換器と該電力変換器の出力を制御する制御装置を搭載したリニアモータ電車において、該制御装置は、地上に設置したギャップセンサから得る該リニアインダクションモータの一次側と該リアクションプレートのギャップの計測結果に従ってモータ定数を補正するモータ定数演算部と、該電力変換器から該リニアインダクションモータの一次側に給電する電力における電流を参照しつつ励磁電流指令とトルク電流指令を出す電流制御部と、該モータ定数演算部と該電流制御部の出力を基に該リニアインダクションモータの相電圧と位相角の指令を出す電圧ベクトル演算部と、該電圧ベクトル演算部の出力から該電力変換器に電圧指令を出すパルス幅変調制御部を備えていることにある。
【００１１】
また上記目的を達成する本発明リニアモータ電車の制御システムの特徴とするところは、車上に搭載したリニアインダクションモータの一次側に対し地上にレールに沿ってリニアインダクションモータの二次側導体としてのリアクションプレートを敷設してあり、該車上に可変電圧，可変周波数の交流を該リニアインダクションモータの一次側に給電する電力変換器と該電力変換器の出力を制御する制御装置を搭載したリニアモータ電車の制御システムにおいて、地上に該リニアインダクションモータの一次側と該リアクションプレートのギャップを計測するギャップセンサと該ギャップセンサの計測結果を該車上に送信する地上通信装置を設置してあり、該車上には該地上通信装置から送られてくる該ギャップセンサの計測結果を受信する車上通信装置があり、該制御装置は、該ギャップセンサのギャップの計測結果に従ってモータ定数を補正するモータ定数演算部と、該電力変換器から該リニアインダクションモータの一次側に給電する電力における電流を参照しつつ励磁電流指令とトルク電流指令を出す電流制御部と、該モータ定数演算部と該電流制御部の出力を基に該リニアインダクションモータの相電圧と位相角の指令を出す電圧ベクトル演算部と、該電圧ベクトル演算部の出力から該電力変換器に電圧指令を出すパルス幅変調制御部を備えていることにある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、リニアモータ電車が電車区から本線に出線する場所などにギャップセンサを設置しておくことで、車両毎にギャップを計測し、駆動トルクの制御に反映させることができ、走行中は走行中のギャップ変動によるモータ電流の変動に基づいて供給電力を制御するので、走行中にギャップ変動を計測する必要がなく、ギャップ変動があっても速やかにそして高精度に駆動トルクを制御することにより定トルク特性を損なうことのないリニアモータ電車とその制御システムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図に示した本発明の一実施形態について説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態になるリニアモータ電車１とその制御システムの概略構成を示している。
【００１５】
リニアモータ電車１は複数の車両２で編成され、レール３上を車輪２ａの転動で移動可能であり、この実施例では、図において右方から左方に移動する状況にある。
【００１６】
２ｂは架線４から電力の供給を受けるパンタグラフ、５は車両２の下部（車上）に搭載されたリニアインダクションモータの一次側（コイル，図２ではＬＩＭと略記）、６はレール３に沿ってレール３間の地上に敷設してあるリニアインダクションモータの二次側導体としてのリアクションプレート（図２ではＲＰと略記）である。
【００１７】
図では１個のリアクションプレートのみを示しているが、各リアクションプレート６はレール３の踏面に対し同一高さとなるように敷設する。それによりリニアモータ電車１が移動しても、リニアインダクションモータの一次側と各リアクションプレート６の間のギャップｇｉが同等になるようにしている。
【００１８】
７は車両２の下部（車上）に搭載された通信装置、８は可変電圧，可変周波数の交流をリニアインダクションモータの一次側（ＬＩＭ）５毎に給電する電力変換器９の出力を制御する制御装置、１０は車輪２ａに設置した車両２の移動速度に比例した周波数のパルスを発生するパルス発生器である。制御装置８と電力変換器９は各リニアインダクションモータの一次側（ＬＩＭ）５毎に対応付けて個別に設けてある。
【００１９】
１１はリニアモータ電車１の進入を検知すると到達信号を出す車両検知センサ、１２は車両検知センサ１１の到達信号に基づいて、進入してきたリニアモータ電車１の列車番号（車体番号）を通信装置７から受信したり、地上に設置したギャップセンサ（図２ではギャップ長測定装置と記述）１３により計測したリニアインダクションモータの一次側
（ＬＩＭ）５と各リアクションプレート（ＲＰ）６の間のギャップ（エアギャップ長）
ｇｉに関するデータを通信装置７に送信する通信装置である。
【００２０】
ギャップセンサ（ギャップ長測定装置）１３は、リニアモータ電車１が電車区から本線に出線する場所などに設置してあり、１台のギャップセンサ（ギャップ長測定装置）１３で電車区から本線に出線する際に全てのリニアモータ電車１について、リニアインダクションモータの一次側（ＬＩＭ）５と各リアクションプレート（ＲＰ）６の間のギャップ
（エアギャップ長）ｇｉを計測する。
【００２１】
１４は通信装置７や車両検知センサ１１やギャップセンサ（ギャップ長測定装置）１３から得た各データに基づいて通信装置７，１２を介して制御装置８に送るギャップｇｉに関するデータを作成する現場制御装置である。
【００２２】
通信装置７，１２はリニアモータ電車１が移動するので、無線で交信をするようにしている。ギャップセンサ１３は測定精度を高めるためにリニアインダクションモータの一次側５と１個のリアクションプレート６の間のギャップｇｉを複数回に亘って計測し、現場制御装置１４において平均化し、また、経年変化によりリアクションプレート６毎にギャップｇｉが僅かずつ異なってくるので、リアクションプレート６毎にギャップｇｉの平均値ｇｍを求めるようにしている。
【００２３】
現場制御装置１４はカレンダー及び時計や記憶装置を内蔵しており、ギャップセンサ
１３で計測した日時，計測対象となったリニアモータ電車１の列車番号，各リアクションプレート６毎にギャップｇｉとその平均値ｇｍを記憶してデータベースを作成する。データベースを検討することで、各リアクションプレート６毎にギャップｇｉとその平均値
ｇｍの推移を確認することができる。
【００２４】
続いて図２により、制御装置８と電力変換器９の構成について説明する。
【００２５】
図２に示すように、制御装置８は、モータ定数演算部８１，ベクトル演算部８２，パル幅変調制御部（図２ではＰＭＷと記述）８３，速度検出部８４，電流検出部８５，電流換算部８６及び電流制御部８７を備えている。
【００２６】
さらに、ベクトル演算部８２は、推定磁束演算部８２１，磁束演算部８２２，トルクパターン演算部８２３，トルク演算部８２４，すべり周波数演算部８２５，電圧ベクトル演算部８２６及び加算器Ａ〜Ｃを備えている。
【００２７】
図２に示すように、制御装置８のパルス幅変調制御部から出される電圧指令と周波数指令に基づいて、電力変換器９はインバータ（図２ではＩＮＶと記述）９１で可変電圧，可変周波数の交流をリニアインダクションモータの一次側（ＬＩＭ）５に給電し、変流器
９２で給電電力の電流を検出して電流検出部８５に送るようにしている。
【００２８】
以下、リニアモータ電車１の制御について説明する。  
図１において、リニアモータ電車１が指定された速度以内でギャップセンサ１３が設置された計測位置に近づくと、車両検知センサ１１が車両２を検知し、車両検知センサ１１は現場制御装置１４に到達信号を送信する。
【００２９】
車両検知センサ１１から到達信号を受信した現場制御装置１４は、ギャップセンサ１３に対して計測開始信号を送信する。計測開始信号を受信したギャップセンサ１３は、リニアモータ電車１の移動に合わせて各リアクションプレート６毎に複数回ギャップｇｉを計測して現場制御装置１４に送る。
【００３０】
現場制御装置１４では車両検知センサ１１からの到達信号を受信に合わせて通信装置７が送信しているリニアモータ電車１の列車番号を通信装置１２を介して受信し、ギャップセンサ１３から得た計測結果と計測日時などのデータを関連付けてデータベースを作成するとともに、ギャップ平均値ｇｍを得て記憶しておく。
【００３１】
そして、現場制御装置１４は通信装置７，１２を使用してリニアモータ電車１におけるリニアインダクションモータの一次側（ＬＩＭ）５毎にギャップ平均値ｇｍを各リニアインダクションモータの一次側（ＬＩＭ）５に対応する個別の制御装置８に送信する。
【００３２】
制御装置８は、受信したギャップ平均値ｇｍに基づいてリニアインダクションモータの特性（モータ定数）を補正し、電力変換器９を制御しリニアインダクションモータの一次側（ＬＩＭ）５に電力を供給しリニアモータ電車１を駆動させる。
【００３３】
制御装置８における速度検出部では、パルス発生器１０からのパルスで車両２の移動速度に相当するロータ周波数Ｆｒを演算する。
【００３４】
ここで、リニアインダクションモータのモータ定数とその補正について説明する。
【００３５】
図３は、リニアインダクションモータの等価回路を示している。
【００３６】
リニアインダクションモータの一次側５とリアクションプレート６で構成されるリニアインダクションモータは電力変換器９から出力される電圧（モータ相電圧）Ｖと、リニアインダクションモータにおける一次抵抗Ｒ１，一次漏れインダクタンスＬ１，励磁インダクタンスＬｍ，二次抵抗Ｒ２，二次漏れインダクタンスＬ２などのモータ定数及び動作周波数によりモータ電流Ｉｍが自然に流れる。なお、図３において、Ｆｓはすべり周波数
（後述する実測した演算値では、ロータ周波数Ｆｒ）である。
【００３７】
図４に示すように、リニアインダクションモータにおけるモータ定数のうち、一次抵抗Ｒ１と一次漏れインダクタンスＬ１はリニアインダクションモータの一次側５とリアクションプレート６の間のギャップｇｉ（若しくはｇｍ）が変動しても特性に変化はないが、励磁インダクタンスＬｍと二次抵抗Ｒ２及び二次漏れインダクタンスＬ２はギャップｇｉ（若しくはｇｍ）に変動に伴って特性が変化する。
【００３８】
リニアインダクションモータの一次側５とリアクションプレート６の間のギャップ変動要因のうち、（１）車輪の磨耗，（２）レールの磨耗、（３）レールとリアクションプレートの敷設誤差及び（４）レールの歪みは電車が停止していても設計値と実測値は相違し走行中の短時間において微視的に変動しないものであるので、これら要因（１）〜（４）について初期設定されたモータ定数（先の走行などで使用され、出線時の補正前のモータ定数）をモータ定数演算部８１で補正し、補正結果はモータ定数演算部８１からすべり周波数演算部８２５と電圧ベクトル演算部８２６に送る。
【００３９】
なお、リニアインダクションモータの一次側５とリアクションプレート６の間のギャップｇｉ（若しくはｇｍ）が変動しても特性に変化はない一次抵抗Ｒ１と一次漏れインダクタンスＬ１は、モータ定数演算部８１に初期設定しておいて、ギャップ計測の都度、補正した励磁インダクタンスＬｍ，二次抵抗Ｒ２，二次漏れインダクタンスＬ２などとともに電圧ベクトル演算部８２６に送るようにする。
【００４０】
ギャップセンサ（ギャップ長測定装置）１３はリニアモータ電車１が出線する度に１回ギャップを計測するだけで、走行中はギャップを計測できないので、走行中にギャップが（５）リニアモータの吸引力等によるリアクションプレートのたわみ，（６）レールの継目への車輪の落込み，（７）車体の走行振動、および（８）その他の要因で変動しても、それらについてモータ定数の補正は行わないで、以下に説明する制御に依ることとしている。
【００４１】
リニアインダクションモータの制御方法として、モータ電流Ｉｍを（磁束成分の）励磁電流Ｉｄと（トルク成分の）トルク電流Ｉｑに分解し、それぞれを独立に制御するベクトル制御を行うことで、誘導電動機の出力トルク（リニアモータ電車１の駆動トルク）Ｔを高速かつ高精度で制御可能にしている。
【００４２】
ベクトル制御を用いることによって、出力トルクＴは磁束Φとトルク電流Ｉｑとにより、下記のように計算することが出来る。
（数１）  Ｔ＝Ｋ１×Φ×Ｉｑ
なお、Ｋ１は、リニアインダクションモータの特性により決まる比例定数である。
【００４３】
磁束Φは励磁電流Ｉｄより、下記のように計算できる。
（数２）  Φ＝Ｋ２×Ｌｍ×Ｉｄ
なお、Ｋ２は、リニアインダクションモータの特性により決まる比例定数である。
【００４４】
従って、出力トルクＴはＫ１×Ｋ２＝ＫＯとして、下記の様に計算することが出来る。
（数３）  Ｔ＝Ｋ０×Ｌｍ×Ｉｄ×Ｉｑ
出力トルクＴを高速かつ高精度で制御するためには、一次抵抗Ｒ１，一次漏れインダクタンスＬ１，二次抵抗Ｒ２，二次漏れインダクタンスＬ２，励磁インダクタンスＬｍなどのモータ定数を正確に設定する必要があり、プラットフォームに入線する前の電車区から出線する時にギャップセンサ１３で計測したリニアインダクションモータの一次側５とリアクションプレート６の間のギャップに合わせてモータ定数演算部８１において初期設定されたモータ定数を補正して設定しておく。
【００４５】
即ち、ギャップセンサ１３による各リアクションプレート６毎の複数回のギャップ計測結果（ｇｉ）は、現場制御装置１４で平均値ｇｍとされ、通信装置７，１２を介してモータ定数演算部８１に送られて、車上においてモータ定数の補正を実行する。
【００４６】
プラットフォームで出発するべく運転士による運転操作によりリニアモータ電車１の走行速度が指定されると、図示していない制御器でその走行速度に見合う励磁電流指令Ｉdpとトルク電流指令Ｉｑｐが設定され制御装置８の電流制御部８７に入力されて、制御装置８においてベクトル制御の演算を行い電力変換器９の出力を制御する。
【００４７】
ベクトル演算部８２の電圧ベクトル演算部８２６ではモータ定数演算部８１にてギャップの平均値ｇｍに基づいて補正したモータ定数を用いて、電流制御部８７から出される後述する励磁電流指令（補正後）Ｉｄ１とトルク電流指令（補正後）Ｉｑ１などから、モータ相電圧Ｖと位相角δを求める。
【００４８】
パルス幅変調制御部８３は、モータ相電圧Ｖと位相角δ及び後述するインバータ周波数Ｆｉｎｖによって、リニアインダクションモータの各相に対する電圧指令（値）ｖｕ，
ｖｖ，ｖｗと後述する周波数指令（値）を電力変換器９へ出力する。
【００４９】
電力変換器９はリニアインダクションモータの一次側（ＬＩＭ）５の各相コイルに対し、電圧指令値ｖｕ，ｖｖ，ｖｗと周波数指令値に基づいて可変電圧，可変周波数の交流電力を給電する。
【００５０】
リニアインダクションモータの一次側（ＬＩＭ）５の各相コイルに流れる電流ｉｕ，
ｉｖ，ｉｗから、電流検出部８５において励磁電流検出値Ｉｄとトルク電流検出値Ｉｑが求められ、励磁電流検出値Ｉｄはベクトル演算部８２の磁束演算部８２２に帰還（フィードバック）され、トルク電流検出値Ｉｑは電流制御部８７に帰還（フィードバック）される。
【００５１】
次に、電圧ベクトル演算部８２６の動作について詳細に説明する。  
電圧ベクトル演算部８２６では、励磁電流指令（補正後）Ｉｄ１とトルク電流指令（補正後）Ｉｑ１よりモータ電流Ｉｍを決定する。
（数４）  Ｉｍ＝ (Ｉｄ１2＋Ｉｑ１2)1/2
実際のリニアインダクションモータのモータ定数と電圧ベクトル演算部８２６で使用するモータ定数が同じ（ギャップ変動が無し）であれば、図３からも分かるように、モータ電流、即ち、励磁電流指令（補正後）Ｉｄ１及びトルク電流指令（補正後）Ｉｑ１と電流検出部８５で求めた励磁電流Ｉｄ及びトルク電流Ｉｑが等しい値となり、走行中にギャップ変動があれば、モータ定数が変動し、モータ電流の変動として現れてくる。
【００５２】
ギャップ変動の要因として、ギャップセンサ１３で計測していない（５）リニアモータの吸引力等によるリアクションプレートのたわみ，（６）レールの継目への車輪の落込み，（７）車体の走行振動，（８）その他の要因などのリニアモータ電車１走行中のギャップ変動があり、励磁電流指令（補正後）Ｉｄ１及びトルク電流指令（補正後）Ｉｑ１と電流検出部８５で求めた励磁電流Ｉｄ及びトルク電流Ｉｑは正確に一致しない。
【００５３】
そこで、以下説明することにより、モータ電流の変動を監視して、これらの走行中のギャップ変動に対してもトルク変動の軽減を行う。
【００５４】
推定磁束演算部８２１では、励磁電流指令（補正後）Ｉｄ１とモータの特性から推定磁束φｐを求める。また、磁束演算部８２２では、励磁電流検出値Ｉｄとモータの特性から磁束φを求める。加算器Ａにおいて、推定磁束φｐと磁束φの差を得て、磁束偏差Δφとする。
【００５５】
さらに、トルクパターン演算部８２３では、トルク電流指令（補正後）Ｉｑ１と推定磁束演算部８２１で得た推定磁束φｐとモータ定数からトルクパターンＴｐを求める。
【００５６】
また、トルク演算部８２４では、電流検出部８５で求めたトルク電流Ｉｑと磁束演算部８２２で求めた磁束φとモータの特性から出力トルクＴを求める。加算器Ｂにおいて、トルクパターンＴｐと出力トルクＴの差を求めて、トルク偏差ΔＴとする。
【００５７】
この磁束偏差Δφとトルク偏差ΔＴが走行中のギャップ変動に対するトルク制御の制御量で、磁束偏差Δφとトルク偏差ΔＴは電流換算部８６において励磁電流偏差ΔＩｄとトルク電流偏差ΔＩｑに換算される。
【００５８】
電流制御部８７において、励磁電流指令Ｉｄｐを励磁電流偏差ΔＩｄにより補正して、励磁電流指令（補正後）Ｉｄ１を求め、トルク電流指令Ｉｑｐをトルク電流偏差ΔＩｑと電流検出部８５で求めたトルク電流Ｉｑにより補正して、トルク電流指令(補正後)Ｉｑ１を求める。
【００５９】
以上の補正処理により、励磁電流指令（補正後）Ｉｄ１及びトルク電流指令（補正後）Ｉｑ１と電流検出部８５で求めた励磁電流Ｉｄ及びトルク電流Ｉｑは一致し、定トルク性を維持できる。
【００６０】
次に周波数制御系について説明する。  
車輪２ａには、パルス発生器１０が連結され、パルス発生器１０で発生したパルスを速度検出部８４において走行（移動）速度に相当するロータ周波数Ｆｒに換算する。一方、リニアインダクションモータのすべり周波数Ｆｓは、すべり周波数演算部８２５において推定磁束φｐとトルク電流指令（補正後）Ｉｑ１モータ定数演算部８１で補正したモータ定数を用いて、下記の演算により求められる。
（数５）  Ｆｓ＝（Ｒ２×Ｌｍ×Ｉｑ１）／（Ｌ２×φｐ）
このすべり周波数Ｆｓとロータ周波数Ｆｒによって、インバータ周波数Ｆｉｎｖが下記のように求められる。
（数６）  Ｆｉｎｖ＝Ｆｒ±Ｆｓ
ただし、力行時は＋、回生時は−となる。
【００６１】
このインバータ周波数Ｆｉｎｖがパルス幅変調制御部８３に入力され、電力変換器９の動作周波数を決定し、パルス幅変調制御部８３から前述の電圧指令とともに周波数指令として電力変換器９に送り、電力変換器９ではリニアインダクションモータの一次側５に可変電圧，可変周波数の交流を給電し、ベクトル制御によりリニアインダクションモータの一次側５とリアクションプレート６の間に適正な駆動トルクを生じて、リニアモータ電車１は運転士による運転操作により指定された走行速度で走行する。
【００６２】
制御装置８は、リニアインダクションモータ毎にモータ定数の設定ができるうえに、走行中にギャップ計測の伴うモータ定数補正の演算をしなくて良いので、制御の負担が軽減され、高速処理が可能となり、高精度なトルク制御を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態になるリニアモータ電車とその制御システムの概略構成を示す図である。
【図２】図に示したリニアモータ電車におけるリニアインダクションモータのベクトル制御を行う制御装置の概略構成を示す図である。
【図３】リニアインダクションモータの等価回路図である。
【図４】リニアインダクションモータのモータ定数の補正について説明する図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  リニアモータ電車
２  車両
２ａ  車輪
３  レール
５  リニアインダクションモータの一次側（ＬＩＭ）
６  リニアインダクションモータのリアクションプレート（ＲＰ）
７，１２  通信装置
８  制御装置
９  電力変換器
１０  パルス発生器
１１  車両検知センサ
１３  ギャップセンサ（ギャップ長測定装置）
１４  現場制御装置
【図１】
2008079472.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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