JP3036101B2 - 磁気軸受 - Google Patents

磁気軸受

Info

Publication number
JP3036101B2
JP3036101B2 JP3066831A JP6683191A JP3036101B2 JP 3036101 B2 JP3036101 B2 JP 3036101B2 JP 3066831 A JP3066831 A JP 3066831A JP 6683191 A JP6683191 A JP 6683191A JP 3036101 B2 JP3036101 B2 JP 3036101B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
supported object
circuit
displacement sensor
sensor
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3066831A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04302712A (ja
Inventor
成生 西村
均 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP3066831A priority Critical patent/JP3036101B2/ja
Publication of JPH04302712A publication Critical patent/JPH04302712A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3036101B2 publication Critical patent/JP3036101B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、タ−ボ分子ポンプ、回
転陽極X線管、工作機械用スピンドル、遠心分離機、ロ
ボットなどの各種回転機械に利用される磁気軸受に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】磁気軸受は、制御軸方向に、被支持物を
挟んで対向する一対の電磁石と、同方向への被支持物の
変位量を検出する変位センサとを設け、これら変位セン
サと電磁石との間に被支持物を所定位置に保持するため
の軸受制御回路を構成してなる。軸受制御回路は、オペ
レーショナルアンプ等を主体とするセンサ回路を有して
おり、変位センサから取り出される電圧信号は先ずこの
センサ回路に入力され、この回路において基準電圧と比
較されて、差圧に比例した電圧が出力されるようになっ
ている。そして、次段に配設されるPID回路や電流ア
ンプ等を経て、電磁石に駆動電流が出力されるようにな
っている。この磁気軸受が加工、組立誤差等に影響され
ず適正に機能できるためには、装置に完全に組み込まれ
た状態で被支持物の所定変位量に対して電磁石に所定の
駆動電流が与えられるためのオペレ−ショナルアンプの
出力(以下、ゲインと称する)に関する条件と、被支持
物が中心位置に在るときにオペレ−ショナルアンプの出
力電圧が0からオフセットしないための条件とが整えら
れていなければならない。これらのゲイン調整およびオ
フセット調整は、従来から、被支持物が変位センサに対
して最近点および最遠点に達した状態を基準とするフル
スケ−ル調整によって行っているのが通例である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、磁気軸受を
使用した装置には、組立が完了した状態で被支持物が外
部から完全に遮断されるものが極めて多い。このため、
被支持物を変位センサに対して最近点および最遠点に移
動させるためには、装置全体を傾けるか、あるいは逆さ
にするかして、重力により移動させるほかはない。この
ため、作業者の労力負担が極めて大きく、調整作業に困
難を伴う不都合がある。また、装置を組立てた状態で被
支持物の一部が外部に露出しているようなものでも、被
支持物の重量が大きければ移動が困難であり、さらに、
重量が比較的小さくたとえ移動させることができたにし
ても、人為的な操作は加減次第で調整誤差を生じ易い欠
点がある。
【0004】本発明は、このような不具合を有効に解消
することのできる磁気軸受を提供することを目的として
いる。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、次のような構成を採用したものであ
る。
【0006】すなわち、本発明に係る磁気軸受は、制御
軸方向に、被支持物を挟んで対向する一対の電磁石と、
同方向への被支持物の変位量を検出する変位センサとを
設け、これら変位センサと電磁石との間に被支持物を所
定位置に保持するための軸受制御回路を構成したものに
おいて、前記軸受制御回路が機能しない状態で前記一対
の電磁石を各々独立して励磁することのできる励磁回路
を設けたことを特徴とする。
【0007】
【作用】このような構成のものであれば、組立が完了し
た状態で対向位置にある一対の電磁石を励磁回路を通じ
て各々独立して励磁することができる。このため、磁気
軸受が装置に組み込まれた状態でも、人為的な力を介さ
ずに被支持物を簡単かつ確実に変位センサの最遠点と最
近点に移動させることが可能になる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
【0009】この磁気軸受は、図1に示すように、制御
軸たるX軸方向に、被支持物3を挟んで対向する一対の
電磁石A、Bと、同方向への被支持物3の変位量を検出
する変位センサ4とを設けている。電磁石A、Bは、磁
極a1 、b1 と、それらの磁極a1 、b1 に巻回された
励磁コイルa2 、b2 とを具備してなる。変位センサ4
は、例えば渦電流方式のもので、センサヘッド4aが磁
気軸受B側の磁極b1 の内方端面と同一ラジアル位置に
配設されており、このセンサヘッド4aから測距面たる
被支持物3の外周面3aまでの距離に比例した電圧が取
り出されるようになっている。そして、これら変位セン
サ4と電磁石A、Bとの間に被支持物3を中心位置に保
持するための軸受制御回路5を構成している。
【0010】軸受制御回路5は、基本的に、センサ回路
6と、PID(比例積分微分)回路7と、電流アンプ8
とにより構成される。センサ回路6は、例えば図2に簡
略図示するようにオペレ−ショナルアンプ6aを主体と
するもので、その入力側に変位センサ4からの出力と、
オフセット調整を行うために設けられた可変抵抗6bか
らの中間タップ電位とが入力され、その差を増幅して出
力側に取り出すようになっている。6cは中間タップ位
置によってオペレ−ショナルアンプ6aの増幅率(ゲイ
ン)を調整するための可変抵抗である。これらの可変抵
抗6b、6cのタップ位置は外部からのオフセット調整
信号s1 およびゲイン調整信号s2 によって可変とされ
ている。また、図1におけるPID回路7は、前記オペ
レ−ショナルアンプ6aからの出力を適宜に変形し、急
俊な行き過ぎ制御をなくすことができるようになってい
る。そして、このPID回路7からの出力が電流アンプ
8で増幅され、電磁石A、Bの何れか一方の励磁コイル
2 、b2 に駆動電流として流されるようになってい
る。一方の電磁石A(B)の駆動電流を増加させると、
他方の電磁石B(A)の駆動電流は減少する。
【0011】このような構成において、本実施例は、前
記センサ回路6のゲイン調整及びオフセット調整を自動
的に行うためのマイクロコンピュ−タ9を備えている。
このマイクロコンピュ−タ9は、CPU9a、メモリ9
bおよびインタ−フェ−ス9cからなる通常のもので、
センサ回路6からの出力を入力し、予めメモリ9b内に
格納されているプログラムに沿って所定の演算を行い、
前記センサ回路6の可変抵抗6bにオフセット調整信号
s1 を、また可変抵抗6cにゲイン調整信号s2 をそれ
ぞれ出力するようになっている。また、このマイクロコ
ンピュ−タ9は、前記電流アンプ8との間を2本のケ−
ブルa3 、b3 によって接続されており、これらマイク
ロコンピュ−タ9、ケ−ブルa3 、b3 、電流アンプ
8、並びに前述した励磁コイルa2 、b2 が本発明の励
磁回路10を構成している。すなわち、マイクロコンピ
ュ−タ9からケ−ブルa3 (b3 )に励磁信号sa (s
b )が出力された時に、前記電磁石A(B)を独立して
励磁し、図3(図4)に示すように被支持物3を変位セ
ンサ4からの最遠点(最近点)にまで吸引、移動させる
ことができるようになっている。これらの励磁信号
a 、sb は前述したセンサ回路調整用プログラムの中
の特定のステップから発せられるようにしてある。さら
に、この実施例では前記PID回路7と前記電流アンプ
8との間に軸受制御回路5を適宜遮断し得るスイッチ回
路11が介設してあり、このスイッチ回路11にマイク
ロコンピュ−タ9から切換信号son、soff が出力され
るようになっている。これらの切換信号son、soff
前述したプログラムの中の特定のステップからそれぞれ
発せられるようになっている。
【0012】図5は、そのプログラムの概要を示すフロ
−チャ−ト図である。以下、このフロ−チャ−ト図に沿
ってマイクロコンピュ−タ9の作動を説明する。なお、
変位センサ4が適正に調整されている場合には、その出
力は電磁石A側で+VFS、B側で−VFSになるものとす
る。
【0013】プログラムがスタ−トすると、先ずステッ
プ21でスイッチ回路11に切換信号soff を出力し、
軸受制御回路5を遮断する。しかる後、ステップ22で
励磁信号sa を出力し、被支持物3を電磁石A側に吸引
して該被支持物3を変位センサ4からの最遠点に位置づ
ける(図3参照)。そして、ステップ23においてこの
時の変位センサ4からの出力値VA を読み込み、メモリ
9b内に記憶する。次に、ステップ24で励磁信号sb
を出力し、被支持物3を電磁石B側に吸引して該被支持
物3を変位センサ4からの最近点に位置づける(図4参
照)。そして、ステップ25においてこの時の変位セン
サ4からの出力値VB を読み込み、メモリ9b内に記憶
する。さらに、ステップ26に移り、先に読み込んだ値
A 、VB から、Ve=(VA +VB )/2なる演算を
行う。このVeはオフセットのズレ量に対応している。
そして、ステップ27でオフセット調整信号s1 を出力
し、最近点での変位センサ4の出力がVB −Veとなる
ように調整する。さらに、ステップ28でゲイン調整信
号s2 を出力し、最近点での変位センサ4の出力全体が
−VFSとなるようにゲイン調整する。そして、ステップ
29に移って再び電磁石Aに励磁信号sa を出力して被
支持物3を変位センサ4からの最遠点に位置づけ、ステ
ップ30で変位センサ4の出力が+VFSになっているか
否かを判断する。YESの場合にはゲインおよびオフセ
ットが正確に調整されている状態を示しており、ステッ
プ31でスイッチ回路11に切換信号sonを出力して軸
受制御回路5を接続した後、プログラムを終える。ま
た、NOの場合にはステップ23の手前に戻って当該ス
テップ23以降の手順を繰り返す。
【0014】このような構成のものであると、組立が完
了した状態でプログラムをスタ−トさせるだけで、マイ
クロコンピュ−タ9が励磁回路10を通じて被支持物3
を変位センサ4からの最遠点および最近点に移動させ、
フルスケ−ル調整によってセンサ回路6のゲイン調整お
よびオフセット調整を自動的に行うことになる。このた
め、人為的な労力を一切必要とせず、調整の正確さも期
することができるものとなる。
【0015】なお、電磁石A、Bに急俊に電流を流す
と、過渡的に大きな逆起電力が発生したり、被支持物3
が吸収された時のショックで磁気軸受が破損する事があ
る。このような場合には、励磁信号sa 、sb を徐々に
大きくしたり、小さくしたりする制御をプログラム中に
含ませる制御も有効になる。また、以上の説明では変位
センサは電磁石B側にのみ設けられているが、一般的に
は電磁石A、B側にともに設けられる場合が多い。この
ような場合には、センサ回路のオペレ−ショナルアンプ
には両変位センサの検出値の差を入力し、これをオフセ
ット調整するようにすればよい。さらに、マイクロコン
ピュ−タは必ずしも回路中に組み込まれる必要はなく、
調整が必要とされる時だけ外部から接続するようにして
もよい。また、本発明は上記実施例のような完全自動調
整に限られず、少なくとも励磁回路を設けておき、他の
調整は手作業で進めるようなものを含む。さらにまた、
センサ回路の調整は必ずしもゲイン調整とオフセット調
整とを一対に行う必要はなく、使用するセンサの種類
や、要求される検出精度によっては、それらのうちの一
方または双方を省略することもできる。その他、本発明
の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【0016】
【発明の効果】本発明の磁気軸受は、以上のような構成
であるから、装置に組み込まれた状態でも、人為的な力
を介さずに被支持物を簡単かつ確実に変位センサの最遠
点と最近点に移動させることができる。このため、その
装置の被支持物が外部から遮断されていたり、被支持物
の重量が過大である場合等にも、ゲイン調整やオフセッ
ト調整を極めて簡単な作業で、あるいは全く人為的な作
業を要せずに、正確に完了することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すフロック図。
【図2】同実施例のセンサ回路を簡略に示す回路図。
【図3】同実施例の作用を示す図1に対応した図。
【図4】同実施例の作用を示す図1および図3に対応し
た図。
【図5】同実施例において行われる制御の概要を示すフ
ロ−チャ−ト図。
【符号の説明】
A、B…電磁石 X…制御軸 3…被支持物 4…変位センサ 5…軸受制御回路 10…励磁回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】制御軸方向に、被支持物を挟んで対向する
    一対の電磁石と、同方向への被支持物の変位量を検出す
    る変位センサとを設け、これら変位センサと電磁石との
    間に被支持物を所定位置に保持するための軸受制御回路
    を構成したものにおいて、前記軸受制御回路が機能しな
    い状態で前記一対の電磁石を各々独立して励磁すること
    のできる励磁回路を設けたことを特徴とする磁気軸受。
JP3066831A 1991-03-29 1991-03-29 磁気軸受 Expired - Fee Related JP3036101B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3066831A JP3036101B2 (ja) 1991-03-29 1991-03-29 磁気軸受

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3066831A JP3036101B2 (ja) 1991-03-29 1991-03-29 磁気軸受

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04302712A JPH04302712A (ja) 1992-10-26
JP3036101B2 true JP3036101B2 (ja) 2000-04-24

Family

ID=13327176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3066831A Expired - Fee Related JP3036101B2 (ja) 1991-03-29 1991-03-29 磁気軸受

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3036101B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4353017B2 (ja) * 2004-07-16 2009-10-28 株式会社ジェイテクト 磁気軸受装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04302712A (ja) 1992-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2700904B2 (ja) 磁気浮上体の制御装置
JP3421903B2 (ja) 工作機械用磁気軸受スピンドル装置
JPH07256503A (ja) スピンドル装置
JP2001500357A (ja) 永久磁石により励起された同期モータ制御用の角度位置検出装置
JPS60109613A (ja) 電磁ベアリングのサ−ボ制御回路
JP3036101B2 (ja) 磁気軸受
JPH1014192A (ja) モータ
EP0872655A1 (en) Magnetic bearing device and method starting the device
EP0378678A1 (en) ELECTROMAGNETIC BEARINGS.
JP2002333020A (ja) 磁気軸受制御装置
JPH0972336A (ja) 磁気軸受の制御装置
JPH03228570A (ja) 磁気軸受をスピンドルにもつ加工装置
JP3136621B2 (ja) 磁気軸受装置
JP2546576Y2 (ja) 磁気軸受スピンドル装置
JP3096821B2 (ja) 制御型磁気軸受スピンドル
JP3622037B2 (ja) 磁気軸受装置およびその起動方法
JPH05244790A (ja) リニアモータ制御回路
JP2000268518A (ja) 位置決め装置
JPH0965607A (ja) インナロータ型モータ
JPS61185039A (ja) 磁気軸受を有する回転電機
JP3132758B2 (ja) 電磁アクチュエータ
JPH05272589A (ja) 振動制御装置
JP2004169888A (ja) 磁気軸受装置
JPH04125312A (ja) 磁気軸受装置
JP2000065060A (ja) 磁気軸受装置の初期調整方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees