JPH04191518A - 回転体の磁気軸受装置 - Google Patents
回転体の磁気軸受装置Info
- Publication number
- JPH04191518A JPH04191518A JP31780890A JP31780890A JPH04191518A JP H04191518 A JPH04191518 A JP H04191518A JP 31780890 A JP31780890 A JP 31780890A JP 31780890 A JP31780890 A JP 31780890A JP H04191518 A JPH04191518 A JP H04191518A
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- JP
- Japan
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- rotating body
- thrust
- bearing
- electromagnet
- magnetic bearing
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- Pending
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は回転体の磁気軸受装置に係り、特に膨張タービ
ン、ブロワ−、ポンプ類などに好適な回転体の磁気軸受
装置に関するものである。
ン、ブロワ−、ポンプ類などに好適な回転体の磁気軸受
装置に関するものである。
従来の装置は、低温工学 Ｖｏ１２２．馬４Ｐ２１８〜
２２３に記載の遠心形低温ヘリウム圧縮機にみられるよ
う壷こスラスト軸受を併用している。
２２３に記載の遠心形低温ヘリウム圧縮機にみられるよ
う壷こスラスト軸受を併用している。
それは、主軸受である動圧気体軸受と補助軸受としての
制御型磁気軸受である。
制御型磁気軸受である。
磁気軸受の制御には、スラスト軸受の位置検出のため渦
電流の変位針を配置し、スラスト軸受部の間隙が２０〜
３０μｍに保持されるよう磁気軸受の吸引力を調整して
いる。
電流の変位針を配置し、スラスト軸受部の間隙が２０〜
３０μｍに保持されるよう磁気軸受の吸引力を調整して
いる。
なお、この棟の装置として関連するものには、例えば、
特開昭６１−１６５０１３号公報２等開平１−２０６１
１６号公報等が挙げられる。
特開昭６１−１６５０１３号公報２等開平１−２０６１
１６号公報等が挙げられる。
上記従来技術では、スラスト軸受部の間隙を２０〜３０
μｍに保持するため、位置検出用のセンサー精度を非常
に高く保つ必要があった。通常のセンサーでは、雰囲気
温良の変化による出力の変化や、センサー取付部の度形
等がスラスト軸受の間隙番こ比べ大きな割合となる。こ
のため、上記の間隙内で回転体を制御するためには、複
雑な制御装置が必要であった。
μｍに保持するため、位置検出用のセンサー精度を非常
に高く保つ必要があった。通常のセンサーでは、雰囲気
温良の変化による出力の変化や、センサー取付部の度形
等がスラスト軸受の間隙番こ比べ大きな割合となる。こ
のため、上記の間隙内で回転体を制御するためには、複
雑な制御装置が必要であった。
本発明は、回転体の駆動諒である周波数変換器の発振周
波数に応じて電磁石の吸引力を調整し、高速回転でも安
定した軸受を供給することのできる回転体の磁気軸受装
置を提供することを目的とする。
波数に応じて電磁石の吸引力を調整し、高速回転でも安
定した軸受を供給することのできる回転体の磁気軸受装
置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、周波数変換器により電力を供
給されるステータと、このステータにより回転するロー
タと、このロータ軸端の軸方向に制御型電磁石とを配置
し、該電磁石を周波数変換器の発振周波数（発振周波数
と回転数は一致する）にて制御する構成とした。このこ
とにより、発振周波数に応じて制御型電磁石の電流を制
御し、電磁石の吸引力を調整するものである。
給されるステータと、このステータにより回転するロー
タと、このロータ軸端の軸方向に制御型電磁石とを配置
し、該電磁石を周波数変換器の発振周波数（発振周波数
と回転数は一致する）にて制御する構成とした。このこ
とにより、発振周波数に応じて制御型電磁石の電流を制
御し、電磁石の吸引力を調整するものである。
〔作 用〕
膨張タービン、ブロワ−、ポンプ類では回転体の軸端ヘ
インペラーを設けている。このため、これら回転体を周
波数変換器により発振周波数な増加させていき、高速回
転させると、インペラーの前面すなわちガス吸込口と該
背面、すなわち軸受室との間に圧力差が生じ、軸方向の
推力が作用する。従って、該発振周波数すなわち回転数
と回転体に作用するスラスト力との関係を把握し、該発
振周波数に応じた電流な電磁石へ供給することにより、
電磁石の吸引力は該軸方向の推力を打ち消す方向に作用
する。このように動作することにより一定の浮上量を保
持できるため、高速回転領域においても安定した軸受と
することができる。
インペラーを設けている。このため、これら回転体を周
波数変換器により発振周波数な増加させていき、高速回
転させると、インペラーの前面すなわちガス吸込口と該
背面、すなわち軸受室との間に圧力差が生じ、軸方向の
推力が作用する。従って、該発振周波数すなわち回転数
と回転体に作用するスラスト力との関係を把握し、該発
振周波数に応じた電流な電磁石へ供給することにより、
電磁石の吸引力は該軸方向の推力を打ち消す方向に作用
する。このように動作することにより一定の浮上量を保
持できるため、高速回転領域においても安定した軸受と
することができる。
本発明の一実施例を第１図により説明する。磁性材料で
ある回転軸６と翼車ｌと駆動用モータのロータ３とスラ
ストカラー７によって回転体は構成される。該回転体を
支持するジャーナル軸受として、気体軸受２ａ、２ｂと
スラスト軸受５が配置される。また回転体の軸端から所
定の間隙を設また位置に制御型電磁石８が配置され、駆
動用モータのロータ３に対応する外周部には周波数変換
器９を電力源とするステータ４が配置される。電磁石８
の制御回路は、周波数変換器９．制御器１０゜ＤＯパワ
ー（直流電諒） １１から構成される。
ある回転軸６と翼車ｌと駆動用モータのロータ３とスラ
ストカラー７によって回転体は構成される。該回転体を
支持するジャーナル軸受として、気体軸受２ａ、２ｂと
スラスト軸受５が配置される。また回転体の軸端から所
定の間隙を設また位置に制御型電磁石８が配置され、駆
動用モータのロータ３に対応する外周部には周波数変換
器９を電力源とするステータ４が配置される。電磁石８
の制御回路は、周波数変換器９．制御器１０゜ＤＯパワ
ー（直流電諒） １１から構成される。
次に上記のように構成された実施例の動作を説明する。
駆動用モータのステータ４に周波数変換器９より所定の
周波数を負荷するとロータ３が作動し、回転体が回転す
る。回転体の回転数上昇とともに、翼車ｌの餌後、すな
わちガス吸込口と軸受内の間に、圧力差が生じ、回転体
に軸方向推力が作用する。ブロワ−、ポンプ等では通常
この軸方向推力は回転体を押し下げる方向（回転体が翼
車ｌの方向へ押される）へ作用する。回転数の上昇とと
もに翼車ｌでの圧縮比は上昇するため軸方向推力は大き
くなる。この軸方向推力はスラスト軸受５で支承される
が、気体軸受方式のスラスト軸受は負荷容量が比較的小
さいため、高速回転領域での安定性が十分でない。これ
を補うため、発振周波数に対応して回転数の上昇ととも
に電磁石８の吸引力を増加させスラスト軸受５に作用す
るスラスト負荷を低減するように磁気軸受制御回路を作
動させる。
周波数を負荷するとロータ３が作動し、回転体が回転す
る。回転体の回転数上昇とともに、翼車ｌの餌後、すな
わちガス吸込口と軸受内の間に、圧力差が生じ、回転体
に軸方向推力が作用する。ブロワ−、ポンプ等では通常
この軸方向推力は回転体を押し下げる方向（回転体が翼
車ｌの方向へ押される）へ作用する。回転数の上昇とと
もに翼車ｌでの圧縮比は上昇するため軸方向推力は大き
くなる。この軸方向推力はスラスト軸受５で支承される
が、気体軸受方式のスラスト軸受は負荷容量が比較的小
さいため、高速回転領域での安定性が十分でない。これ
を補うため、発振周波数に対応して回転数の上昇ととも
に電磁石８の吸引力を増加させスラスト軸受５に作用す
るスラスト負荷を低減するように磁気軸受制御回路を作
動させる。
本実施例によれば、スラスト軸受５に作用する負荷を電
磁石８でｒＪ消すため、回転数が上昇しても、スラスト
軸受５の負荷は極めて小さく保持でき、高速回転領域で
の安定性が増す。
磁石８でｒＪ消すため、回転数が上昇しても、スラスト
軸受５の負荷は極めて小さく保持でき、高速回転領域で
の安定性が増す。
第２図は他の実施例で、スラストカラー７に電磁石８と
同極の永久磁石１２を埋め込み、電磁石８と永久磁石校
との反発力を利用したものであり、効果は第１図の実施
例と同様である。
同極の永久磁石１２を埋め込み、電磁石８と永久磁石校
との反発力を利用したものであり、効果は第１図の実施
例と同様である。
以上、これら実施例によれば以下の効果を奏する。
（１）高速回転領域でも低スラスト負荷とすることがで
きるので、発熱等が少なくなり安定性が増す。
きるので、発熱等が少なくなり安定性が増す。
（２） ステータの電力供給源である発振周波数によ
りｘｉ石をコントロールするので極めて信頼性が向上す
る。
りｘｉ石をコントロールするので極めて信頼性が向上す
る。
本発明によれは、回転体の駆動諒である周波数変換器の
発振周波数に応じて電磁石の吸引力な調整できるので、
高速回転でも安定した軸受を供給することができるとい
う効果がある。
発振周波数に応じて電磁石の吸引力な調整できるので、
高速回転でも安定した軸受を供給することができるとい
う効果がある。
第１図は本発明の一実施例である回転体の磁気軸受装置
の系統図、第２図は本発明の他の実施例である回転体の
磁気軸受５に置の系統図である。 １・・・・・・翼車、２ａ、２ｂ・・・・・・ジャーナ
ル軸受、３・・・・・・ロータ、４・・・・・・ステー
タ、５・・・・・・スラスト軸受、６・・・・・・回転
軸、７・・・・・・スラストカラー、８・・・・・・電
磁石、９・・・・・・周波数変換器、１０・・・・・・
制御器、諭 η
の系統図、第２図は本発明の他の実施例である回転体の
磁気軸受５に置の系統図である。 １・・・・・・翼車、２ａ、２ｂ・・・・・・ジャーナ
ル軸受、３・・・・・・ロータ、４・・・・・・ステー
タ、５・・・・・・スラスト軸受、６・・・・・・回転
軸、７・・・・・・スラストカラー、８・・・・・・電
磁石、９・・・・・・周波数変換器、１０・・・・・・
制御器、諭 η
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、回転軸の端部に流体を圧縮・膨張させる羽根を設け
、該回転軸の軸方向に所定の間隙を置いて制御型電磁石
を配置し、回転軸に設けられた回転用のステータに電力
を供給する周波数変換器を接続し、前記周波数変換器の
発振周波数に応じて該電磁石の電流または電圧を調整す
る制御器を設けたことを特徴とする回転体の磁気軸受装
置。 ２、前記回転体のスラスト力をスラスト気体軸受と前記
制御型電磁石との併用によって支持する請求項１記載の
回転体の磁気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31780890A JPH04191518A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 回転体の磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31780890A JPH04191518A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 回転体の磁気軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04191518A true JPH04191518A (ja) | 1992-07-09 |
Family
ID=18092274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31780890A Pending JPH04191518A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 回転体の磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04191518A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011501055A (ja) * | 2007-10-09 | 2011-01-06 | スマーティン テクノロジーズ、エルエルシー | 小型の非接触機械的結合、減衰及び／または負荷支持装置 |
| JP2015072002A (ja) * | 2013-10-01 | 2015-04-16 | 早川 秀樹 | エンジン及び回転体発電装置 |
-
1990
- 1990-11-26 JP JP31780890A patent/JPH04191518A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011501055A (ja) * | 2007-10-09 | 2011-01-06 | スマーティン テクノロジーズ、エルエルシー | 小型の非接触機械的結合、減衰及び／または負荷支持装置 |
| US8562217B2 (en) | 2007-10-09 | 2013-10-22 | Smartin Technologies Llc | Compact non-contact mechanical coupling, damping and/or load bearing device |
| JP2015072002A (ja) * | 2013-10-01 | 2015-04-16 | 早川 秀樹 | エンジン及び回転体発電装置 |
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