JPH05196038A - 磁気軸受装置 - Google Patents
磁気軸受装置Info
- Publication number
- JPH05196038A JPH05196038A JP4028843A JP2884392A JPH05196038A JP H05196038 A JPH05196038 A JP H05196038A JP 4028843 A JP4028843 A JP 4028843A JP 2884392 A JP2884392 A JP 2884392A JP H05196038 A JPH05196038 A JP H05196038A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- bearing device
- yoke
- magnetic
- magnetic bearing
- 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.)
- Pending
Links
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 3
- 238000005339 levitation Methods 0.000 abstract description 14
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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
- F16C32/0459—Details of the magnetic circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気力により、被支持体を非接触で支持する
磁気軸受装置において、安定浮上用制御回路のみでは、
制御の難しかった領域の制御を可能ならしめる磁気軸受
装置を提供する。 【構成】 磁気力を発生する電磁石固定子（１１）のヨ
ーク（１）に巻回されたコイル（２）を、ヨーク（１）
に対して摺動可能に、且つ位置決め可能に支持すること
を特徴とする。
磁気軸受装置において、安定浮上用制御回路のみでは、
制御の難しかった領域の制御を可能ならしめる磁気軸受
装置を提供する。 【構成】 磁気力を発生する電磁石固定子（１１）のヨ
ーク（１）に巻回されたコイル（２）を、ヨーク（１）
に対して摺動可能に、且つ位置決め可能に支持すること
を特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はターボ機械や工作機械等
に用いられる磁気軸受装置に係り、より詳細には、被支
持体に磁性材料製のターゲットを取付け、ケーシングに
取付けられたヨークにコイルを巻いた電磁石固定子を備
え、被支持体ターゲットと電磁石固定子との間隙を任意
の一定間隔とするようにし、被支持体と電磁石固定子間
の相対変位を測定する変位センサを設け、その変位セン
サからの出力信号に基づいてコイルに電流を流し、被支
持体ターゲットと電磁石固定子間に磁気吸引力を作用さ
せ、被支持体を目標位置に非接触で支承する磁気軸受装
置に関する。
に用いられる磁気軸受装置に係り、より詳細には、被支
持体に磁性材料製のターゲットを取付け、ケーシングに
取付けられたヨークにコイルを巻いた電磁石固定子を備
え、被支持体ターゲットと電磁石固定子との間隙を任意
の一定間隔とするようにし、被支持体と電磁石固定子間
の相対変位を測定する変位センサを設け、その変位セン
サからの出力信号に基づいてコイルに電流を流し、被支
持体ターゲットと電磁石固定子間に磁気吸引力を作用さ
せ、被支持体を目標位置に非接触で支承する磁気軸受装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の磁気軸受装置を示すもので
ある。図２において、ケーシング１３には励磁コイル２
が巻回されたヨーク１を具備する電磁石固定子１１が固
定されている。一方、被支持体１２にはターゲット５が
固着されている。そして、被支持体１２に隣接して変位
センサ６が配設されており、７はセンサアンプである。
安定浮上用制御回路８と電力増幅器９によって、センサ
アンプ７からの出力信号と目標値との差分の信号に基づ
いてコイル２に電流を流し、被支持体１２のターゲット
５と電磁石固定子１１間に磁気吸引力を作用させるよう
に構成されている。
ある。図２において、ケーシング１３には励磁コイル２
が巻回されたヨーク１を具備する電磁石固定子１１が固
定されている。一方、被支持体１２にはターゲット５が
固着されている。そして、被支持体１２に隣接して変位
センサ６が配設されており、７はセンサアンプである。
安定浮上用制御回路８と電力増幅器９によって、センサ
アンプ７からの出力信号と目標値との差分の信号に基づ
いてコイル２に電流を流し、被支持体１２のターゲット
５と電磁石固定子１１間に磁気吸引力を作用させるよう
に構成されている。
【０００３】係る従来の磁気軸受装置においては、安定
浮上用制御回路８に、予め設定された被支持体の支承位
置目標値に対して、変位センサ６により検出された被支
持体１２の位置との差分に基づいて、コイル２の励磁を
強めること、又は、弱めることにより、被支持体１２を
電磁石固定子１１より浮上した目標位置に非接触で支承
する。
浮上用制御回路８に、予め設定された被支持体の支承位
置目標値に対して、変位センサ６により検出された被支
持体１２の位置との差分に基づいて、コイル２の励磁を
強めること、又は、弱めることにより、被支持体１２を
電磁石固定子１１より浮上した目標位置に非接触で支承
する。
【０００４】従って、従来の磁気軸受装置においては、
被支持体１２を電磁石固定子１１の磁気力によって制御
する際の軸受剛性や、ダンピング剛性は、安定浮上用制
御回路８のみによって、制御される。しかしながら、制
御対象の特性によっては、安定浮上用制御回路８のみに
よっては、被支持体を安定浮上する良好な磁気軸受装置
を提供することは、難しい場合がある。例えば、比較的
低い１Hz以下などの振動の固有値をもつ被支持体の浮上
制御を行うためには、制御回路の時定数は大きくなり、
コンデンサ容量が大きくなり、取扱いにくいものとなっ
ていた。
被支持体１２を電磁石固定子１１の磁気力によって制御
する際の軸受剛性や、ダンピング剛性は、安定浮上用制
御回路８のみによって、制御される。しかしながら、制
御対象の特性によっては、安定浮上用制御回路８のみに
よっては、被支持体を安定浮上する良好な磁気軸受装置
を提供することは、難しい場合がある。例えば、比較的
低い１Hz以下などの振動の固有値をもつ被支持体の浮上
制御を行うためには、制御回路の時定数は大きくなり、
コンデンサ容量が大きくなり、取扱いにくいものとなっ
ていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、係る従来技
術の問題点に鑑み、安定浮上用制御回路のみによって
は、制御の困難な制御対象に対して、安定な浮上制御を
可能ならしめる磁気軸受装置を提供する。
術の問題点に鑑み、安定浮上用制御回路のみによって
は、制御の困難な制御対象に対して、安定な浮上制御を
可能ならしめる磁気軸受装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁気力によ
り、被支持体を非接触で支持する磁気軸受装置におい
て、前記磁気力を発生する電磁石固定子のヨークに巻回
されたコイルを、該ヨークに対して摺動可能に、且つ位
置決め可能に支持することを特徴とする。
り、被支持体を非接触で支持する磁気軸受装置におい
て、前記磁気力を発生する電磁石固定子のヨークに巻回
されたコイルを、該ヨークに対して摺動可能に、且つ位
置決め可能に支持することを特徴とする。
【０００７】
【作用】係る、本発明の構成により、磁気軸受装置の制
御手段が広がり、新しい制御手法の導入が可能となり、
従来の安定浮上用制御回路のみによっては、制御の困難
な制御対象に対して、安定な浮上制御を可能ならしめ
る。
御手段が広がり、新しい制御手法の導入が可能となり、
従来の安定浮上用制御回路のみによっては、制御の困難
な制御対象に対して、安定な浮上制御を可能ならしめ
る。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の磁気軸受装置の
説明図である。ケーシング１３には、励磁コイル２が巻
回されたヨーク１を具備する電磁石固定子１１が固定さ
れており、被支持体１２には、ターゲット５が固着され
ており、電磁石固定子１１の磁気吸引力により、被支持
体１２を固定子１１より離隔した目標位置に非接触浮上
させ支承する基本的な構成は従来の技術と同じである。
説明図である。ケーシング１３には、励磁コイル２が巻
回されたヨーク１を具備する電磁石固定子１１が固定さ
れており、被支持体１２には、ターゲット５が固着され
ており、電磁石固定子１１の磁気吸引力により、被支持
体１２を固定子１１より離隔した目標位置に非接触浮上
させ支承する基本的な構成は従来の技術と同じである。
【０００９】制御回路系も、被支持体１２に隣接して変
位センサ６が配設されており、その出力はセンサアンプ
７に接続される。安定浮上用制御回路８と電力増幅器９
によって、センサアンプ７からの出力信号と目標値との
差分の信号に基づいてコイル２に励磁電流を流し、ター
ゲット５と電磁石固定子１１間に磁気吸引力を作用させ
るようにフィードバック制御が為される基本的な構成
は、従来と同様である。
位センサ６が配設されており、その出力はセンサアンプ
７に接続される。安定浮上用制御回路８と電力増幅器９
によって、センサアンプ７からの出力信号と目標値との
差分の信号に基づいてコイル２に励磁電流を流し、ター
ゲット５と電磁石固定子１１間に磁気吸引力を作用させ
るようにフィードバック制御が為される基本的な構成
は、従来と同様である。
【００１０】本発明の磁気軸受装置においては、被支持
体１２を非接触で支承する磁気力を発生する電磁石固定
子１１のヨーク１に巻回されたコイル２を、ヨークに対
して摺動可能に、且つ位置決め可能に支持する位置決め
機構４を具備する。ヨーク１に巻回されたコイル２は、
コイル支持治具３に搭載され、ヨーク１に沿って、滑ら
かに摺動可能である。そして、位置決め機構４により、
ヨーク１に沿って、移動、停止即ち、位置決めを行うこ
とが可能である。
体１２を非接触で支承する磁気力を発生する電磁石固定
子１１のヨーク１に巻回されたコイル２を、ヨークに対
して摺動可能に、且つ位置決め可能に支持する位置決め
機構４を具備する。ヨーク１に巻回されたコイル２は、
コイル支持治具３に搭載され、ヨーク１に沿って、滑ら
かに摺動可能である。そして、位置決め機構４により、
ヨーク１に沿って、移動、停止即ち、位置決めを行うこ
とが可能である。
【００１１】ヨーク１に沿って、コイル２を位置決め可
能に支持する位置決め機構４は、摺動する方向にばね力
及び減衰力を作用させるバネ１６及びダッシュポット７
を備えている。又、位置決め要素１５により、コイル２
を搭載したコイル支持治具３をヨーク１に沿った任意の
位置に機械的に固定することが可能である。係る位置決
め機構４を構成する、バネ１５、ダッシュポット１７、
位置決め要素１５は、それぞれを機械的な手段で実現す
ることもできるが、例えば、エアシリンダなどのよう
に、一体的に構成することも可能である。
能に支持する位置決め機構４は、摺動する方向にばね力
及び減衰力を作用させるバネ１６及びダッシュポット７
を備えている。又、位置決め要素１５により、コイル２
を搭載したコイル支持治具３をヨーク１に沿った任意の
位置に機械的に固定することが可能である。係る位置決
め機構４を構成する、バネ１５、ダッシュポット１７、
位置決め要素１５は、それぞれを機械的な手段で実現す
ることもできるが、例えば、エアシリンダなどのよう
に、一体的に構成することも可能である。
【００１２】又、位置決め機構４は、電気的な操作信号
により、コイル支持治具に搭載されたヨーク１に沿って
摺動自在なコイルを、ヨーク１に対して任意の位置に移
動、停止、即ち、位置決めする位置決め機構の駆動装置
１０を具備する。これは、例えば、エアシリンダの駆動
装置等である。
により、コイル支持治具に搭載されたヨーク１に沿って
摺動自在なコイルを、ヨーク１に対して任意の位置に移
動、停止、即ち、位置決めする位置決め機構の駆動装置
１０を具備する。これは、例えば、エアシリンダの駆動
装置等である。
【００１３】位置決め機構４の駆動装置１０の入力を、
変位センサ６のセンサアンプの出力に接続することによ
り、被支持体１２の変位に対応して、ヨーク１に巻回さ
れたコイル２をヨーク１に沿って摺動（移動）させるこ
とができる。この際、位置決め機構４におけるばね力に
よるコイル２の固有振動数を、電磁石固定子１１の磁気
力による非接触で支持された被支持体の固有振動数と一
致させ、且つ、双方の振動が逆相となるようにすること
により、被支持体に生ずる外乱等に基づく振動を速やか
に吸収することが可能となる。
変位センサ６のセンサアンプの出力に接続することによ
り、被支持体１２の変位に対応して、ヨーク１に巻回さ
れたコイル２をヨーク１に沿って摺動（移動）させるこ
とができる。この際、位置決め機構４におけるばね力に
よるコイル２の固有振動数を、電磁石固定子１１の磁気
力による非接触で支持された被支持体の固有振動数と一
致させ、且つ、双方の振動が逆相となるようにすること
により、被支持体に生ずる外乱等に基づく振動を速やか
に吸収することが可能となる。
【００１４】特に、従来の技術で述べたように、１Hz以
下などの遅い振動に対して、安定浮上用制御回路８のみ
で制御しようとすると、時定数が大きすぎて、コンデン
サ容量が大きくなり過ぎ制御が困難であるような場合な
どに有用である。
下などの遅い振動に対して、安定浮上用制御回路８のみ
で制御しようとすると、時定数が大きすぎて、コンデン
サ容量が大きくなり過ぎ制御が困難であるような場合な
どに有用である。
【００１５】又、位置決め機構４の駆動装置１０の入力
を、図１に示すようなフィードバック制御系に接続しな
いで、オープンとし、電気的な操作信号を手動で入力す
ることも可能である。例えば、４個の電磁石固定子が、
平板状の被支持体を四隅で非接触支持するような場合
に、それぞれの電磁石固定子のヨーク１に沿ったコイル
２の位置を調整することにより、四隅において、磁気吸
引力、ばね剛性等を合わせることが可能となり、安定動
作する磁気軸受装置を実現することができる。
を、図１に示すようなフィードバック制御系に接続しな
いで、オープンとし、電気的な操作信号を手動で入力す
ることも可能である。例えば、４個の電磁石固定子が、
平板状の被支持体を四隅で非接触支持するような場合
に、それぞれの電磁石固定子のヨーク１に沿ったコイル
２の位置を調整することにより、四隅において、磁気吸
引力、ばね剛性等を合わせることが可能となり、安定動
作する磁気軸受装置を実現することができる。
【００１６】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、コイルをヨークに沿って、摺動可能、位置決め可能
とすることにより、安定浮上用制御回路のみでは、制御
の難しかった領域の制御を可能ならしめ、広範な領域で
安定に浮上動作する磁気軸受装置を提供することができ
る。
ば、コイルをヨークに沿って、摺動可能、位置決め可能
とすることにより、安定浮上用制御回路のみでは、制御
の難しかった領域の制御を可能ならしめ、広範な領域で
安定に浮上動作する磁気軸受装置を提供することができ
る。
【図１】本発明の一実施例の磁気軸受装置の説明図。
【図２】従来の磁気軸受装置の説明図。
１ ヨーク ２ コイル ３ コイル支持治具 ４ 位置決め機構 ５ ターゲット ６ 位置センサ ７ センサアンプ ８ 安定浮上用制御回路 ９ 電力増幅器 １０ 駆動装置 １１ 電磁石固定子 １２ 被支持体
Claims (4)
- 【請求項１】 磁気力により、被支持体を非接触で支持
する磁気軸受装置において、前記磁気力を発生する電磁
石固定子のヨークに巻回されたコイルを、該ヨークに対
して摺動可能に、且つ位置決め可能に支持することを特
徴とする磁気軸受装置。 - 【請求項２】 前記ヨークに対して前記コイルを、位置
決め可能に支持する位置決め機構は、摺動する方向にば
ね力及び減衰力を作用させる手段を具備することを特徴
とする請求項１の磁気軸受装置。 - 【請求項３】 前記位置決め機構は、操作信号により、
前記ヨークに巻回されたコイルを、前記ヨークに対して
摺動させ、任意の位置に移動、位置決めする位置決め機
構の駆動装置を具備することを特徴とする請求項２の磁
気軸受装置。 - 【請求項４】 前記位置決め機構における前記コイルの
ばね力による固有振動数は、前記電磁石固定子の磁気力
により非接触で支持された被支持体の固有振動数と一致
していることを特徴とする請求項３の磁気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4028843A JPH05196038A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4028843A JPH05196038A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 磁気軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05196038A true JPH05196038A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=12259652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4028843A Pending JPH05196038A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05196038A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6121704A (en) * | 1997-07-30 | 2000-09-19 | Nsk Ltd. | Magnetic bearing |
| DE102015200904A1 (de) | 2014-10-16 | 2016-04-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Steuervorrichtung für Verbrennungsmotor |
-
1992
- 1992-01-20 JP JP4028843A patent/JPH05196038A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6121704A (en) * | 1997-07-30 | 2000-09-19 | Nsk Ltd. | Magnetic bearing |
| DE102015200904A1 (de) | 2014-10-16 | 2016-04-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Steuervorrichtung für Verbrennungsmotor |
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