JPH0155683B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0155683B2 JPH0155683B2 JP57020138A JP2013882A JPH0155683B2 JP H0155683 B2 JPH0155683 B2 JP H0155683B2 JP 57020138 A JP57020138 A JP 57020138A JP 2013882 A JP2013882 A JP 2013882A JP H0155683 B2 JPH0155683 B2 JP H0155683B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- magnetic bearing
- magnetic
- rotor
- radial
- 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
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0474—Active magnetic bearings for rotary movement
- F16C32/0489—Active magnetic bearings for rotary movement with active support of five degrees of freedom, e.g. two radial magnetic bearings combined with an axial bearing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
- F16C2361/55—Flywheel systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、人工衛星の姿勢制御用として用い
られるジンバリング機構を有する磁気軸受フライ
ホイールに関するものである。
られるジンバリング機構を有する磁気軸受フライ
ホイールに関するものである。
従来、この種の装置としては第１図に示すもの
があつた。この図において、１はロータ、２は前
記ロータ１の上部と下部に配設された回転磁極、
３ａ，３ｂは上部のラジアル磁気軸受用鉄心、４
ａ，４ｂはその励磁コイル、３ｃ，３ｄは下部の
ラジアル磁気軸受用鉄心、４ｃ，４ｄはその励磁
コイル、５ａ，５ｂはそれぞれ上部および下部の
ラジアル位置検出用ピツクアツプ、６ａ，６ｂは
上部および下部のスラスト磁気軸受用鉄心、７
ａ，７ｂはそれらの励磁コイル、８はスラスト位
置検出用ピツクアツプ、９はモータのロータ、１
０はモータのステータ、１１はモータのコイル、
１２はホイールのケーシングである。
があつた。この図において、１はロータ、２は前
記ロータ１の上部と下部に配設された回転磁極、
３ａ，３ｂは上部のラジアル磁気軸受用鉄心、４
ａ，４ｂはその励磁コイル、３ｃ，３ｄは下部の
ラジアル磁気軸受用鉄心、４ｃ，４ｄはその励磁
コイル、５ａ，５ｂはそれぞれ上部および下部の
ラジアル位置検出用ピツクアツプ、６ａ，６ｂは
上部および下部のスラスト磁気軸受用鉄心、７
ａ，７ｂはそれらの励磁コイル、８はスラスト位
置検出用ピツクアツプ、９はモータのロータ、１
０はモータのステータ、１１はモータのコイル、
１２はホイールのケーシングである。
第２図はこの装置の上部ラジアル磁気軸受の構
成を示す図であり、１３は位置検出用電気回路、
１４は位相補償回路、１５は電力増幅器である。
成を示す図であり、１３は位置検出用電気回路、
１４は位相補償回路、１５は電力増幅器である。
次に、第２図を用いてラジアル磁気軸受の動作
について説明する。回転磁極２がｘ方向に変位す
ると、その変位はラジアル位置検出用ピツクアツ
プ５ａおよび位置検出用電気回路１３によつて電
気信号として検出される。この電気信号は位相補
償回路１４によつて補償された後、電力増幅器１
５に加えられ、励磁コイル４ａの励磁電流を減少
させるとともに、励磁コイル４ｂの励磁電流を増
加される。したがつて、ラジアル磁気軸受用鉄心
３ａによる電気吸引力は減少し、ラジアル磁気軸
受用鉄心３ｂによる磁気吸引力は増加するので、
回転磁極２はもとの位置にもどされる。このよう
に回転磁極２の変位をラジアル位置検出用ピツク
アツプ５ａで検出し、それに応じてラジアル磁気
軸受用鉄心３ａ，３ｂの磁気吸引力を制御するこ
とによつて回転磁極２は非接触で支持される。さ
らに、電力増幅器１５の入力端に、ラジアル位置
検出用ピツクアツプ５ａによる変位信号に重畳さ
せてバイアス電圧を加えると、そのバイアス電圧
の大きさを変えることによつて回転磁極２をｘ方
向の任意の位置に安定に移すことができる。ｙ方
向についても同様である。また、スラスト磁気軸
受についても同じ原理によつてロータ１を支持し
ている。すなわち第１図に示すとおり、回転磁極
２のｚ方向の変位をスラスト位置検出用ピツクア
ツプ８で検出し、それに応じて、励磁コイル７
ａ，７ｂの電流を制御することによつてロータ１
をｚ方向に非接触で支持している。
について説明する。回転磁極２がｘ方向に変位す
ると、その変位はラジアル位置検出用ピツクアツ
プ５ａおよび位置検出用電気回路１３によつて電
気信号として検出される。この電気信号は位相補
償回路１４によつて補償された後、電力増幅器１
５に加えられ、励磁コイル４ａの励磁電流を減少
させるとともに、励磁コイル４ｂの励磁電流を増
加される。したがつて、ラジアル磁気軸受用鉄心
３ａによる電気吸引力は減少し、ラジアル磁気軸
受用鉄心３ｂによる磁気吸引力は増加するので、
回転磁極２はもとの位置にもどされる。このよう
に回転磁極２の変位をラジアル位置検出用ピツク
アツプ５ａで検出し、それに応じてラジアル磁気
軸受用鉄心３ａ，３ｂの磁気吸引力を制御するこ
とによつて回転磁極２は非接触で支持される。さ
らに、電力増幅器１５の入力端に、ラジアル位置
検出用ピツクアツプ５ａによる変位信号に重畳さ
せてバイアス電圧を加えると、そのバイアス電圧
の大きさを変えることによつて回転磁極２をｘ方
向の任意の位置に安定に移すことができる。ｙ方
向についても同様である。また、スラスト磁気軸
受についても同じ原理によつてロータ１を支持し
ている。すなわち第１図に示すとおり、回転磁極
２のｚ方向の変位をスラスト位置検出用ピツクア
ツプ８で検出し、それに応じて、励磁コイル７
ａ，７ｂの電流を制御することによつてロータ１
をｚ方向に非接触で支持している。
このように従来の人工衛星磁気軸受フライホイ
ールでは１組のスラスト磁気軸受と２組のラジア
ル磁気軸受とでロータ１を非接触で支持してい
る。そして、上下のｚ方向、左右のｘ、ｙ方向の
各々の電力増幅器１５のバイアス電圧を変えるこ
とによつてロータ１の回転軸の傾きを変えて、人
工衛星の姿勢角を制御していた。たとえば第１図
において、励磁コイル４ａ，４ｄのバイアス電圧
を増加させ、励磁コイル４ｂ，４ｃのそれを減少
させればロータ１の回転軸はｚからz′へ移すこと
ができる。
ールでは１組のスラスト磁気軸受と２組のラジア
ル磁気軸受とでロータ１を非接触で支持してい
る。そして、上下のｚ方向、左右のｘ、ｙ方向の
各々の電力増幅器１５のバイアス電圧を変えるこ
とによつてロータ１の回転軸の傾きを変えて、人
工衛星の姿勢角を制御していた。たとえば第１図
において、励磁コイル４ａ，４ｄのバイアス電圧
を増加させ、励磁コイル４ｂ，４ｃのそれを減少
させればロータ１の回転軸はｚからz′へ移すこと
ができる。
しかしながら、従来の人工衛星用磁気軸受フラ
イホイールでは、スラストのｚ方向および上下ラ
ジアルのｘ、ｙ方向合計５方向のロータの変位制
御に対して５組の制御装置と10個の電磁石が必要
となるため、ホイールの構成が複雑、かつ高価と
なり、さらに信頼性が著しく低下するという欠点
を有していた。
イホイールでは、スラストのｚ方向および上下ラ
ジアルのｘ、ｙ方向合計５方向のロータの変位制
御に対して５組の制御装置と10個の電磁石が必要
となるため、ホイールの構成が複雑、かつ高価と
なり、さらに信頼性が著しく低下するという欠点
を有していた。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を
除去するためになされたもので、スラスト磁気軸
受とラジアル磁気軸受の２つの磁気軸受をピポツ
ト軸受で置き替え、ピポツト軸受部の接触圧力を
永久磁石の吸引力で発生させることにより、軸受
構成を簡単化できる人工衛星用磁気フライホイー
ルを提供することを目的としている。以下この発
明について説明する。
除去するためになされたもので、スラスト磁気軸
受とラジアル磁気軸受の２つの磁気軸受をピポツ
ト軸受で置き替え、ピポツト軸受部の接触圧力を
永久磁石の吸引力で発生させることにより、軸受
構成を簡単化できる人工衛星用磁気フライホイー
ルを提供することを目的としている。以下この発
明について説明する。
第３図はこの発明の一実施例を示す断面図で、
１６はピボツト軸受、１７は永久磁石である。す
なわち、宇宙空間では無重力であるからピボツト
軸受部の接触圧力を永久磁石１７と回転磁極２と
の吸引力で与えている。また、上部ラジアル磁気
軸受のｘ、ｙ方向の電力増幅器１５のバイアス電
圧を変化させることによつてロータ１の回転軸を
ピボツト軸受１６を支点にして傾けることがで
き、人工衛星を姿勢角制御に必要なジンバリング
動作を行うことができる。
１６はピボツト軸受、１７は永久磁石である。す
なわち、宇宙空間では無重力であるからピボツト
軸受部の接触圧力を永久磁石１７と回転磁極２と
の吸引力で与えている。また、上部ラジアル磁気
軸受のｘ、ｙ方向の電力増幅器１５のバイアス電
圧を変化させることによつてロータ１の回転軸を
ピボツト軸受１６を支点にして傾けることがで
き、人工衛星を姿勢角制御に必要なジンバリング
動作を行うことができる。
以上説明したようにこの発明は、回転軸の一端
にピポツト軸受と吸引力無制御の永久磁石を配置
し、回転軸の他端にラジアル磁気軸受を配置した
ので、ジンバリング作用を最小限の電磁石で構成
できる。また、永久磁石によりピポツト軸受の接
触部に適当な圧力を磁気吸引力で与えるので、無
重力の宇宙空間においてもピポツト軸受の作用が
有効に行われ、したがつて、ラジアル磁気軸受と
協働してのジンバリング作用が失われることがな
い。
にピポツト軸受と吸引力無制御の永久磁石を配置
し、回転軸の他端にラジアル磁気軸受を配置した
ので、ジンバリング作用を最小限の電磁石で構成
できる。また、永久磁石によりピポツト軸受の接
触部に適当な圧力を磁気吸引力で与えるので、無
重力の宇宙空間においてもピポツト軸受の作用が
有効に行われ、したがつて、ラジアル磁気軸受と
協働してのジンバリング作用が失われることがな
い。
かようにしてこの発明によれば装置が安価にな
り、信頼性の高いものが得られる利点がある。
り、信頼性の高いものが得られる利点がある。
第１図は従来の人工衛星用磁気フライホイール
を示す断面図、第２図は従来の人工衛星用磁気軸
受フライホイールの上部ラジアル磁気軸受の構成
と動作を説明するための略図、第３図はこの発明
の一実施例を示す断面図である。 図中、１はロータ、２は回転磁極、３ａ，３ｂ
はラジアル磁気軸受用鉄心、４ａ，４ｂは励磁コ
イル、５ａ，５ｂはラジアル方向変位検出用ピツ
クアツプ。６ａ，６ｂはスラスト磁気軸受用鉄
心、７ａ，７ｂは励磁コイル、８はスラスト位置
検出用ピツクアツプ、９はモータのロータ、１０
はモータのステータ、１１はモータのコイル、１
２はケーシング、１３は位置検出用電気回路、１
４は位相補償回路、１５は電力増幅器、１６はピ
ボツト軸受、１７は永久磁石である。なお、図中
の同一符号は同一または相当部分を示す。
を示す断面図、第２図は従来の人工衛星用磁気軸
受フライホイールの上部ラジアル磁気軸受の構成
と動作を説明するための略図、第３図はこの発明
の一実施例を示す断面図である。 図中、１はロータ、２は回転磁極、３ａ，３ｂ
はラジアル磁気軸受用鉄心、４ａ，４ｂは励磁コ
イル、５ａ，５ｂはラジアル方向変位検出用ピツ
クアツプ。６ａ，６ｂはスラスト磁気軸受用鉄
心、７ａ，７ｂは励磁コイル、８はスラスト位置
検出用ピツクアツプ、９はモータのロータ、１０
はモータのステータ、１１はモータのコイル、１
２はケーシング、１３は位置検出用電気回路、１
４は位相補償回路、１５は電力増幅器、１６はピ
ボツト軸受、１７は永久磁石である。なお、図中
の同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- １ ロータの回転軸の傾きを制御して人工衛星の
姿勢角を制御する磁気軸受フライホイールにおい
て、前記回転軸の一端に機械的に接触部をもつピ
ポツト軸受と、このピポツト軸受の接触部に適当
な圧力を磁気吸引力で与える吸引力無制御の永久
磁石とを有し、前記回転軸の他端にこの回転軸と
互に直交する２つの半径方向の変位に応じて複数
個の電磁石の吸引力を制御してこの軸端を前記回
転軸と直交する平面内の任意の位置で支持するラ
ジアル磁気軸受を有することを特徴とする人工衛
星用磁気軸受フライホイール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57020138A JPS58139900A (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | 人工衛星用磁気軸受フライホイ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57020138A JPS58139900A (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | 人工衛星用磁気軸受フライホイ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58139900A JPS58139900A (ja) | 1983-08-19 |
| JPH0155683B2 true JPH0155683B2 (ja) | 1989-11-27 |
Family
ID=12018768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57020138A Granted JPS58139900A (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | 人工衛星用磁気軸受フライホイ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58139900A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4853136A (ja) * | 1971-10-29 | 1973-07-26 | ||
| JPS6235138Y2 (ja) * | 1979-09-20 | 1987-09-07 |
-
1982
- 1982-02-10 JP JP57020138A patent/JPS58139900A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58139900A (ja) | 1983-08-19 |
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