JPH0570729B2 - - Google Patents
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- JPH0570729B2 JPH0570729B2 JP16504386A JP16504386A JPH0570729B2 JP H0570729 B2 JPH0570729 B2 JP H0570729B2 JP 16504386 A JP16504386 A JP 16504386A JP 16504386 A JP16504386 A JP 16504386A JP H0570729 B2 JPH0570729 B2 JP H0570729B2
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- rotating body
- force
- natural frequency
- magnetic bearing
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Landscapes
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はターボ分子ポンプや、コンプレツサ、
タービン、工作機械用スピンドル等の回転体用と
して好適な磁気軸受装置に関する。
タービン、工作機械用スピンドル等の回転体用と
して好適な磁気軸受装置に関する。
回転体を浮上保持する手段として電磁石を用い
た磁気軸受がある。この磁気軸受は従来の流体潤
滑軸受よりもロスが小さく、軸受のドライ化、雰
囲気のクリーン化がはかれ、特に真空状態では有
用な軸受である。
た磁気軸受がある。この磁気軸受は従来の流体潤
滑軸受よりもロスが小さく、軸受のドライ化、雰
囲気のクリーン化がはかれ、特に真空状態では有
用な軸受である。
この磁気軸受において、回転体の浮上位置を設
定する手段として、回転体の浮上位置を計測し、
その計測信号に基いて電磁石に流す電流値を決
め、電磁石から発生する磁力の大きさを定める手
段がある。
定する手段として、回転体の浮上位置を計測し、
その計測信号に基いて電磁石に流す電流値を決
め、電磁石から発生する磁力の大きさを定める手
段がある。
第４図はその手段を示すブロツク線図である。
第４図において、位置センサ１は浮上物の位置を
測るためのセンサであり、渦電流変位計などがそ
の一例である。位置フイードバツクゲイン２は、
位置センサ１で得られた信号の大きさを必要な大
きさに比例倍するためのものである。制御器３は
位置フイードバツクゲイン２で得られた信号を、
電磁石４に適切な形にして入力するための処理回
路からなる。この処理回路としては、例えばPID
（比例−積分−微分）回路や位相補償回路、さら
にはその組み合わせ回路などがある。電磁石４は
鉄心にコイルが巻かれたものであり、制御器３か
ら入力された電流に応じて、浮上用の磁力を発生
するものである。
第４図において、位置センサ１は浮上物の位置を
測るためのセンサであり、渦電流変位計などがそ
の一例である。位置フイードバツクゲイン２は、
位置センサ１で得られた信号の大きさを必要な大
きさに比例倍するためのものである。制御器３は
位置フイードバツクゲイン２で得られた信号を、
電磁石４に適切な形にして入力するための処理回
路からなる。この処理回路としては、例えばPID
（比例−積分−微分）回路や位相補償回路、さら
にはその組み合わせ回路などがある。電磁石４は
鉄心にコイルが巻かれたものであり、制御器３か
ら入力された電流に応じて、浮上用の磁力を発生
するものである。
制御器３が比例要素（Ｐ要素）だけで構成され
た最も簡単な位置フイードバツク系を考える。電
磁石４の入力Ｉと出力である磁力Ｆとの伝達関数
は、コイル、鉄心等の抵抗やインダクタンスによ
り以下の１次遅れ系になる。
た最も簡単な位置フイードバツク系を考える。電
磁石４の入力Ｉと出力である磁力Ｆとの伝達関数
は、コイル、鉄心等の抵抗やインダクタンスによ
り以下の１次遅れ系になる。
Ｆ／Ｉ＝KM／（１＋TM・Ｓ） …(1)
ここで、KMは電磁石４のゲイン、TMは電磁石
４の時定数、Ｓはラプラス演算子である。よつ
て、位置フイードバツク系の計測変位Ｄから浮上
物への力Ｆに至る伝達関数は以下の通りとなる。
４の時定数、Ｓはラプラス演算子である。よつ
て、位置フイードバツク系の計測変位Ｄから浮上
物への力Ｆに至る伝達関数は以下の通りとなる。
Ｆ／Ｄ＝KF・KP・KM
／（１＋TM・Ｓ） …(2)
ここで、KFは位置フイードバツクゲイン２、
KPは制御器３の比例ゲインをそれぞれ示す。位
置フイードバツク系の（力Ｆ）／（変位Ｄ）の周
波数特性を見るため、ラプラス演算子Ｓ＝j2πfと
おき、(2)式に代入する。ここでは周波数（Hz）
で ｊ＝√−１である。（力Ｆ）／（変位Ｄ）は複素
数となり次のようにおく。
KPは制御器３の比例ゲインをそれぞれ示す。位
置フイードバツク系の（力Ｆ）／（変位Ｄ）の周
波数特性を見るため、ラプラス演算子Ｓ＝j2πfと
おき、(2)式に代入する。ここでは周波数（Hz）
で ｊ＝√−１である。（力Ｆ）／（変位Ｄ）は複素
数となり次のようにおく。
Ｆ／Ｄ＝KR・（ｆ）＋ｊ／KI・（ｆ） …(3)
(3)式における（力Ｆ）／（変位Ｄ）の実部は周
波数に依存した剛性を、虚部は周波数に依存
した減衰を意味する。(2)式のような１次遅れは虚
部が常に負となり、浮上物に対し減衰とは反対の
不安定化力になる。
波数に依存した剛性を、虚部は周波数に依存
した減衰を意味する。(2)式のような１次遅れは虚
部が常に負となり、浮上物に対し減衰とは反対の
不安定化力になる。
第５図は（力Ｆ）／（変位Ｄ）、すなわち(3)式
の虚部の値と周波数との関係を示す図である。
第５図に示す点線Ａが(2)式に対応するものであ
り、上述の状態を示している。浮上物と位置フイ
ードバツク系からなる固有振動数fcがもつ減衰、
特に浮上物の減衰より、第５図に示す周波数＝
fcの所の値が大きいと、その固有振動数は発散的
に振動し、運転できなくなる。
の虚部の値と周波数との関係を示す図である。
第５図に示す点線Ａが(2)式に対応するものであ
り、上述の状態を示している。浮上物と位置フイ
ードバツク系からなる固有振動数fcがもつ減衰、
特に浮上物の減衰より、第５図に示す周波数＝
fcの所の値が大きいと、その固有振動数は発散的
に振動し、運転できなくなる。
そこで、位置フイードバツク系の（力Ｆ）／
（変位Ｄ）に減衰効果をもたすために、制御器３
に比例要素（Ｐ要素）と並列に微分要素（Ｄ要
素）または位相補償要素を設ける。ここでは代表
して微分要素に例をとる。微分要素（Ｄ要素）を
制御器３に回路として実現すると、以下の１次遅
れ系となる。
（変位Ｄ）に減衰効果をもたすために、制御器３
に比例要素（Ｐ要素）と並列に微分要素（Ｄ要
素）または位相補償要素を設ける。ここでは代表
して微分要素に例をとる。微分要素（Ｄ要素）を
制御器３に回路として実現すると、以下の１次遅
れ系となる。
（微分要素）＝KD・Ｓ／１＋TD・Ｓ …(4)
ここで、KDは微分要素のゲイン、TDは時定数
である。微分要素だけの位置フイードバツク系の
（力Ｆ）／（変位Ｄ）は以下の式となる。
である。微分要素だけの位置フイードバツク系の
（力Ｆ）／（変位Ｄ）は以下の式となる。
Ｆ／Ｄ＝KF・KD・KM・Ｓ
／｛（１＋TD・Ｓ）（１＋TM・Ｓ）｝ …(5)
(5)式の分子はＳの１次で分母はＳの２次になるた
め、(5)式の虚部は第５図に示す一点鎖線Ｂのよう
になる。すなわち、周波数の低い領域では浮上物
に対し減衰効果を、高い領域では不安定化作用を
もつ。浮上物の位置を保持するため、制御器３に
は比例要素と微分要素との併存が必要となる。こ
のような制御器３の位置フイードバツク系の（力
Ｆ）／（変位Ｄ）は Ｆ／Ｄ＝KF ・｛KP＋KD・Ｓ／（１＋TD・Ｓ）｝ ・KM／（１＋TM・Ｓ） …(6) となり、第５図に示した実線Ｃのようになり、上
述と同じ特性をもつ。浮上物と位置フイードバツ
ク系からなる固有振動数fcを減衰効果を有する周
波数の低い領域に置くと、安定性が確保でき、振
動を発生することなく運転できる。
め、(5)式の虚部は第５図に示す一点鎖線Ｂのよう
になる。すなわち、周波数の低い領域では浮上物
に対し減衰効果を、高い領域では不安定化作用を
もつ。浮上物の位置を保持するため、制御器３に
は比例要素と微分要素との併存が必要となる。こ
のような制御器３の位置フイードバツク系の（力
Ｆ）／（変位Ｄ）は Ｆ／Ｄ＝KF ・｛KP＋KD・Ｓ／（１＋TD・Ｓ）｝ ・KM／（１＋TM・Ｓ） …(6) となり、第５図に示した実線Ｃのようになり、上
述と同じ特性をもつ。浮上物と位置フイードバツ
ク系からなる固有振動数fcを減衰効果を有する周
波数の低い領域に置くと、安定性が確保でき、振
動を発生することなく運転できる。
このような特性を有する磁気軸受を第６図ａに
示す回転体５の軸受６として使用し、回転体５を
浮上させる場合を考えると、次のような現象を呈
する。回転体５は第６図ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ〜に
示すように無限個の固有振動数を有する。回転体
５自体の材料等の減衰は、回転数以下の固有振動
数に対しては不安定化に働き、回転数以上の固有
振動数に対しては減衰作用として働く。
示す回転体５の軸受６として使用し、回転体５を
浮上させる場合を考えると、次のような現象を呈
する。回転体５は第６図ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ〜に
示すように無限個の固有振動数を有する。回転体
５自体の材料等の減衰は、回転数以下の固有振動
数に対しては不安定化に働き、回転数以上の固有
振動数に対しては減衰作用として働く。
したがつて、磁気軸受の位置フイードバツク系
の（力Ｆ）／（変位Ｄ）の減衰効果を有する周波
数領域に、回転数以下の固有振動数をもつてくる
必要がある。しかし、回転体５の固有振動数は第
６図ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ〜に示すように無限にあ
るため、必ず（力Ｆ）／（変位Ｄ）の不安定化作
用を有する周波数領域に固有振動数がある。した
がつて、回転体５自体による固有振動数が有する
減衰よりも、磁気軸受の位置フイードバツク系の
不安定化作用が大きくなると不安定になり、振動
が発散的に大きくなり、回転させることができな
くなる。特に、回転体５の最高回転数よりも高い
第３次固有振動数が、通常は最も減衰能力が少な
く、かつ磁気軸受の位置フイードバツク系の不安
定化作用が大きい周波数領域に存在している。こ
のため第３次固有振動数に対応する曲げ１次危険
速度までは運転不能であつた。
の（力Ｆ）／（変位Ｄ）の減衰効果を有する周波
数領域に、回転数以下の固有振動数をもつてくる
必要がある。しかし、回転体５の固有振動数は第
６図ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ〜に示すように無限にあ
るため、必ず（力Ｆ）／（変位Ｄ）の不安定化作
用を有する周波数領域に固有振動数がある。した
がつて、回転体５自体による固有振動数が有する
減衰よりも、磁気軸受の位置フイードバツク系の
不安定化作用が大きくなると不安定になり、振動
が発散的に大きくなり、回転させることができな
くなる。特に、回転体５の最高回転数よりも高い
第３次固有振動数が、通常は最も減衰能力が少な
く、かつ磁気軸受の位置フイードバツク系の不安
定化作用が大きい周波数領域に存在している。こ
のため第３次固有振動数に対応する曲げ１次危険
速度までは運転不能であつた。
（発明が解決しようとする問題点）
上述したように、従来のものでは浮上物の位置
を保持するため浮上物の位置を計測し、その信号
をフイードバツクし、電磁石４から力を発生させ
るようにしているが、この力は浮上物を振動させ
る不安定化力となる。そして制御器３にPID、位
相補償等の処理を行なつても、低周波数領域では
安定化（減衰）力になるが、中高周波数領域では
依然として大きな不安定化力を有している。した
がつて、回転体５のような無限個の固有振動数を
有する浮上物では、不安定化力となる領域に固有
振動数が必ず有り、磁気軸受により発散的な振動
を発生することになる。
を保持するため浮上物の位置を計測し、その信号
をフイードバツクし、電磁石４から力を発生させ
るようにしているが、この力は浮上物を振動させ
る不安定化力となる。そして制御器３にPID、位
相補償等の処理を行なつても、低周波数領域では
安定化（減衰）力になるが、中高周波数領域では
依然として大きな不安定化力を有している。した
がつて、回転体５のような無限個の固有振動数を
有する浮上物では、不安定化力となる領域に固有
振動数が必ず有り、磁気軸受により発散的な振動
を発生することになる。
そこで本発明は、回転体にとつて最も重要な曲
げ１次固有振動数に対して、磁気軸受が発生する
不安定化力に安定化力（減衰力）に変更し得、発
散的な振動発生を防止し得、回転体を安定に浮上
させ得る構成簡単な磁気軸受装置を提供すること
を目的とする。
げ１次固有振動数に対して、磁気軸受が発生する
不安定化力に安定化力（減衰力）に変更し得、発
散的な振動発生を防止し得、回転体を安定に浮上
させ得る構成簡単な磁気軸受装置を提供すること
を目的とする。
本発明は上記問題点を解決し目的を達成するた
めに次のような手段を講じた。すなわち、回転体
に対する位置センサからの信号を磁気軸受へフイ
ードバツクし、PID（比例、積分、微分）や位相
補償等の制御であつて第１次、第２次の固有振動
数に対し安定化の為の減衰を与える制御を行な
い、磁気軸受を能動的に用いるようにした磁気軸
受装置において、二組のジヤーナル磁気軸受を回
転体の重心に対して左右に分けて配置し、各ジヤ
ーナル磁気軸受の軸受要素における位置センサと
電磁石とを、回転体の第３次固有振動数（曲げ１
次固有振動数）の振動モードにおけるノード点に
対し、左右に振り分けて配置するようにした。
めに次のような手段を講じた。すなわち、回転体
に対する位置センサからの信号を磁気軸受へフイ
ードバツクし、PID（比例、積分、微分）や位相
補償等の制御であつて第１次、第２次の固有振動
数に対し安定化の為の減衰を与える制御を行な
い、磁気軸受を能動的に用いるようにした磁気軸
受装置において、二組のジヤーナル磁気軸受を回
転体の重心に対して左右に分けて配置し、各ジヤ
ーナル磁気軸受の軸受要素における位置センサと
電磁石とを、回転体の第３次固有振動数（曲げ１
次固有振動数）の振動モードにおけるノード点に
対し、左右に振り分けて配置するようにした。
このような手段を講じたことにより、次のよう
な作用を呈する。回転体の１次、２次固有振動数
のみを含む周波数に対して位相補償（安定化作
用）を行なつた能動型磁気軸受において、位置セ
ンサおよび電磁石がフリーフリー１次固有振動数
の振動モードを考慮して配置されている結果、位
相補償範囲外の曲げ１次固有振動数についても位
相反転が生じ、その周波数領域が安定化力に変更
される。
な作用を呈する。回転体の１次、２次固有振動数
のみを含む周波数に対して位相補償（安定化作
用）を行なつた能動型磁気軸受において、位置セ
ンサおよび電磁石がフリーフリー１次固有振動数
の振動モードを考慮して配置されている結果、位
相補償範囲外の曲げ１次固有振動数についても位
相反転が生じ、その周波数領域が安定化力に変更
される。
第１図は本発明の第１実施例の構成を示す図で
ある。なお第４図〜第６図と同一機能を有する部
分には同一符号を付してある。第１図は回転体５
と二組のジヤーナル磁気軸受６Ａ，６Ｂとの配置
関係を、回転体５の軸受部をフリーにしたときの
１次固有振動数（以下フリーフリー１次固有振動
数と呼ぶ）の振動モードF0に対応して示した図
である。第１図に示すように、二組のジヤーナル
磁気軸受６Ａ，６Ｂは、回転体５の重心Ｇの左右
位置に分けて配置されている。左側に配置されて
いるジヤーナル磁気軸受６Ａは、４個の軸受要素
１Ｌ〜４Ｌを有しており、右側に配置されている
ジヤーナル磁気軸受６Ｂは、４個の軸受要素１Ｒ
〜４Ｒを有している。そして軸受要素１Ｌ〜４Ｌ
における位置センサ１Ｌと電磁石４Ｌ、および軸
受要素１Ｒ〜４Ｒにおける位置センサ１Ｒと電磁
石４Ｒとは、それぞれ回転体５のフリーフリー１
次固有振動数の振動モードF0におけるノード点
Ｐを挟んで左右に振り分け配置されている。
ある。なお第４図〜第６図と同一機能を有する部
分には同一符号を付してある。第１図は回転体５
と二組のジヤーナル磁気軸受６Ａ，６Ｂとの配置
関係を、回転体５の軸受部をフリーにしたときの
１次固有振動数（以下フリーフリー１次固有振動
数と呼ぶ）の振動モードF0に対応して示した図
である。第１図に示すように、二組のジヤーナル
磁気軸受６Ａ，６Ｂは、回転体５の重心Ｇの左右
位置に分けて配置されている。左側に配置されて
いるジヤーナル磁気軸受６Ａは、４個の軸受要素
１Ｌ〜４Ｌを有しており、右側に配置されている
ジヤーナル磁気軸受６Ｂは、４個の軸受要素１Ｒ
〜４Ｒを有している。そして軸受要素１Ｌ〜４Ｌ
における位置センサ１Ｌと電磁石４Ｌ、および軸
受要素１Ｒ〜４Ｒにおける位置センサ１Ｒと電磁
石４Ｒとは、それぞれ回転体５のフリーフリー１
次固有振動数の振動モードF0におけるノード点
Ｐを挟んで左右に振り分け配置されている。
第２図は回転体５の第１次，第２次，第３次固
有振動数の振動モードF1，F2，F3と、ジヤーナ
ル磁気軸受６Ａと６Ｂとの関係を示す図である。
第２図に示すように、第３次固有振動数の振動モ
ード波形は、第１図に示したフリーフリー第１次
固有振動数の振動モード波形と同じ形をしてい
る。第２図から分るように、各ジヤーナル磁気軸
受６Ａ，６Ｂにおける位置センサ１Ｌと電磁石４
Ｌ、および位置センサ１Ｒと電磁石４Ｒとは、第
１次、第２次固有振動については同じ方向に振れ
る振動モード内に位置している。しかるに第３次
固有振動数については、第３次固有振動数の振動
モードF3がフリーフリー第１次固有振動数の振
動モードF0と同じ波形をしているので、位置セ
ンサ１Ｌと電磁石４Ｌ、および位置センサ１Ｒと
電磁石４Ｒとでは、それぞれ逆方向に振れる振動
モード内に位置している。なお、制御器３Ｌおよ
び３Ｒとしては、第５図実線Ｃのように低周波領
域で減衰を呈する如く位相補償を与え得るものを
用いるものとする。かくして回転体５の第１次、
第２次固有振動数は、減衰を与える周波数領域に
置かれ、第３次固有振動数は不安定化力を与える
周波数領域に置かれる。
有振動数の振動モードF1，F2，F3と、ジヤーナ
ル磁気軸受６Ａと６Ｂとの関係を示す図である。
第２図に示すように、第３次固有振動数の振動モ
ード波形は、第１図に示したフリーフリー第１次
固有振動数の振動モード波形と同じ形をしてい
る。第２図から分るように、各ジヤーナル磁気軸
受６Ａ，６Ｂにおける位置センサ１Ｌと電磁石４
Ｌ、および位置センサ１Ｒと電磁石４Ｒとは、第
１次、第２次固有振動については同じ方向に振れ
る振動モード内に位置している。しかるに第３次
固有振動数については、第３次固有振動数の振動
モードF3がフリーフリー第１次固有振動数の振
動モードF0と同じ波形をしているので、位置セ
ンサ１Ｌと電磁石４Ｌ、および位置センサ１Ｒと
電磁石４Ｒとでは、それぞれ逆方向に振れる振動
モード内に位置している。なお、制御器３Ｌおよ
び３Ｒとしては、第５図実線Ｃのように低周波領
域で減衰を呈する如く位相補償を与え得るものを
用いるものとする。かくして回転体５の第１次、
第２次固有振動数は、減衰を与える周波数領域に
置かれ、第３次固有振動数は不安定化力を与える
周波数領域に置かれる。
ところで、ジヤーナル磁気軸受６Ａ，６Ｂの
（力Ｆ）／（変位Ｄ）を(3)式であらわすと、第１
次固有振動数と第２次固有振動数については、磁
気軸受特性は変わらず、(3)式のままであるが、第
３次固有振動数に対しては、(3)式とは逆転して Ｆ／Ｄ＝−KR・（fc3） −ｊ・KI・（fc3） となり、不安定化力が減衰力に変わる。なおfc3
は、第３次固有振動数である。したがつて回転体
５に対する特性は、第３図の実線Ｄに示すように
第１次、第２次、第３次の各固有振動数に減衰を
もつものとなる。
（力Ｆ）／（変位Ｄ）を(3)式であらわすと、第１
次固有振動数と第２次固有振動数については、磁
気軸受特性は変わらず、(3)式のままであるが、第
３次固有振動数に対しては、(3)式とは逆転して Ｆ／Ｄ＝−KR・（fc3） −ｊ・KI・（fc3） となり、不安定化力が減衰力に変わる。なおfc3
は、第３次固有振動数である。したがつて回転体
５に対する特性は、第３図の実線Ｄに示すように
第１次、第２次、第３次の各固有振動数に減衰を
もつものとなる。
かくして本実施例によれば、第１次、第２次固
有振動数にのみ、減衰を与える制御器を用いるも
のでありながら、第３次固有振動数における最も
不安定化力として働く領域を減衰力（安定化力）
に変更できる。したがつて、回転体５の中高周波
ハンテイング問題が減少し、かつ曲げ１次危険速
度（第３次固有振動数に対応）まで運転可能とな
る。なお第４次以上の固有振動数については、不
安定化力が小さい周波数領域にあるので、ほとん
ど問題がない。
有振動数にのみ、減衰を与える制御器を用いるも
のでありながら、第３次固有振動数における最も
不安定化力として働く領域を減衰力（安定化力）
に変更できる。したがつて、回転体５の中高周波
ハンテイング問題が減少し、かつ曲げ１次危険速
度（第３次固有振動数に対応）まで運転可能とな
る。なお第４次以上の固有振動数については、不
安定化力が小さい周波数領域にあるので、ほとん
ど問題がない。
なお、本発明は前記実施例に限定されるもので
はない。例えば前記実施例では本発明を単一の回
転体へ適用した例を示したが、複数個の回転体が
タンデムに接続されている回転体については、ギ
ヤ・カツプリングなどの弾性カツプリング毎に１
個の回転体を考えることにより、本発明を適用で
きる。このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々変形実施可能であるのは勿論である。
はない。例えば前記実施例では本発明を単一の回
転体へ適用した例を示したが、複数個の回転体が
タンデムに接続されている回転体については、ギ
ヤ・カツプリングなどの弾性カツプリング毎に１
個の回転体を考えることにより、本発明を適用で
きる。このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々変形実施可能であるのは勿論である。
本発明によれば、回転体の１次、２次固有振動
数のみを含む周波数に対して位相補償（安定化作
用）を行なつた能動型磁気軸受において、二組の
ジヤーナル磁気軸受を回転体の重心に対して左右
に分けて配置し、各ジヤーナル磁気軸受の軸受要
素における位置センサと電磁石とを、回転体のフ
リーフリー１次固有振動数の振動モードにおける
ノード点に対し、左右に振り分けて配置するよう
にしたので、位相補償範囲外の曲げ第１次固有振
動数についても位相反転が生じる。その結果、回
転体にとつて最も重要な曲げ１次固有振動数が存
在している周波数領域の不安定化力が安定化力に
変更され、磁気軸受が発生する不安定化力をほと
んど安定化力（減衰力）に変更して与え得、発散
的な振動発生を防止し得、回転体を安定に浮上さ
せ得る構成簡単な磁気軸受装置を提供できる。
数のみを含む周波数に対して位相補償（安定化作
用）を行なつた能動型磁気軸受において、二組の
ジヤーナル磁気軸受を回転体の重心に対して左右
に分けて配置し、各ジヤーナル磁気軸受の軸受要
素における位置センサと電磁石とを、回転体のフ
リーフリー１次固有振動数の振動モードにおける
ノード点に対し、左右に振り分けて配置するよう
にしたので、位相補償範囲外の曲げ第１次固有振
動数についても位相反転が生じる。その結果、回
転体にとつて最も重要な曲げ１次固有振動数が存
在している周波数領域の不安定化力が安定化力に
変更され、磁気軸受が発生する不安定化力をほと
んど安定化力（減衰力）に変更して与え得、発散
的な振動発生を防止し得、回転体を安定に浮上さ
せ得る構成簡単な磁気軸受装置を提供できる。
第１図〜第３図は本発明の一実施例を示す図
で、第１図および第２図は構成を示す図、第３図
は磁気軸受の減衰特性を示す図である。第４図〜
第６図ａ〜ｆは従来例を示す図で、第４図は構成
を示すブロツク線図、第５図は磁気軸受の減衰特
性を示す図、第６図ａ〜ｆは回転体と固有振動数
とを示す図である。 １，１Ｌ，１Ｒ……位置センサ、２，２Ｌ，２
Ｒ……位置フイードバツクゲイン、３，３Ｌ，３
Ｒ……制御器、４，４Ｌ，４Ｒ……電磁石、５…
…回転体、６，６Ａ，６Ｂ……磁気軸受、Ｇ……
回転体の重心、Ｐ……振動モードのノード点。
で、第１図および第２図は構成を示す図、第３図
は磁気軸受の減衰特性を示す図である。第４図〜
第６図ａ〜ｆは従来例を示す図で、第４図は構成
を示すブロツク線図、第５図は磁気軸受の減衰特
性を示す図、第６図ａ〜ｆは回転体と固有振動数
とを示す図である。 １，１Ｌ，１Ｒ……位置センサ、２，２Ｌ，２
Ｒ……位置フイードバツクゲイン、３，３Ｌ，３
Ｒ……制御器、４，４Ｌ，４Ｒ……電磁石、５…
…回転体、６，６Ａ，６Ｂ……磁気軸受、Ｇ……
回転体の重心、Ｐ……振動モードのノード点。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転体に対する位置センサからの信号を磁気
軸受へフイードバツクし、PID（比例、積分、微
分）や位相補償等の制御であつて第１次、第２次
の固有振動数に対し安定化の為の減衰を与える制
御を行ない、磁気軸受を能動的に用いるようにし
た磁気軸受装置において、 二組のジヤーナル磁気軸受を回転体の重心に対
して左右に分けて配置し、各ジヤーナル磁気軸受
の軸受要素における位置センサと電磁石とを、回
転体の第３次固有振動数（曲げ１次固有振動数）
の振動モードにおけるノード点に対し、左右に振
り分けて配置するようにしたことを特徴とする磁
気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16504386A JPS6323024A (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16504386A JPS6323024A (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 磁気軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6323024A JPS6323024A (ja) | 1988-01-30 |
| JPH0570729B2 true JPH0570729B2 (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=15804748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16504386A Granted JPS6323024A (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6323024A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02180313A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-07-13 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 磁気軸受装置 |
| US11795873B1 (en) * | 2022-09-07 | 2023-10-24 | Sapphire Technologies, Inc. | Modular design of turboexpander components |
-
1986
- 1986-07-14 JP JP16504386A patent/JPS6323024A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6323024A (ja) | 1988-01-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |