134 – 制御シミュレータとJMAG-RTを用いた永久磁石型リニアモータの速度制御解析

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アプリケーションノート・モデルデータ

概要

リニアモータは高速、高加減速、高い位置決め精度を実現できるため、搬送装置や工作機械などに使われています。リニアモータの一種である永久磁石型リニアモータはその原理、構造面の要因より、推力にコギングやリップルといった高調波成分を持っており、速度制御や位置決め精度に大きく影響します。また、回転型のモータと大きく異なるのは、リニアモータでは移動方向に対し長さが無限ではなく端を持つことです。そのため、可動部が固定部の中心部に位置する場合と端部に位置する場合とではリニアモータの特性が異なります。このような背景から、高度な制御設計のためにより詳細で実機に即した挙動を示すリニアモータモデルが制御シミュレーションで求められています。
JMAGでは、永久磁石型リニアモータが含有する磁気飽和特性や空間高調波を考慮した詳細で実機に即したリニアモータモデルを作成することが出来ます。このリニアモータモデル”JMAG-RTモデル”を制御/回路シミュレータに組み込むことにより、リニアモータの磁気飽和特性や空間高調波とドライバの制御特性の両方を考慮した連携シミュレーションを行うことができます。
ここでは、推力やコイルのインダクタンスの空間高調波、電流依存性をJMAG-RTを用いて求めた後、JMAG-RTモデルとして制御/回路シミュレータへ取り込んで、永久磁石型リニアモータの速度を目標値に制御する解析を行います。

速度、可動部位置

一定の指令値0.8(m/sec)を与えた際の速度の時間変化を図1、可動部位置の時間変化を図2に示します。
図1で速度が0.8(m/sec)近辺で振動していること、図2の傾きが約0.8であることから、このリニアモータが指令値の0.8(m/sec)で運動していることが確認できます。

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