JPH0680328B2 - 磁気軸受制御装置 - Google Patents
磁気軸受制御装置Info
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- JPH0680328B2 JPH0680328B2 JP61139824A JP13982486A JPH0680328B2 JP H0680328 B2 JPH0680328 B2 JP H0680328B2 JP 61139824 A JP61139824 A JP 61139824A JP 13982486 A JP13982486 A JP 13982486A JP H0680328 B2 JPH0680328 B2 JP H0680328B2
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- 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、コンプレッサ，タービ
ン，工作機械用スピンドル等の高速回転体、さらにはテ
ンター等の走行物浮上用の磁気軸受に適用される磁気軸
受制御装置に関する。
ン，工作機械用スピンドル等の高速回転体、さらにはテ
ンター等の走行物浮上用の磁気軸受に適用される磁気軸
受制御装置に関する。
回転体や走行物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、回転体や走行物の浮上位置を設
定する手段として、浮上物の位置を計測し、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、浮上物の位置を計測し、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５図はその手段を示すブロック線図である。第５図に
おいて、位置センサ１は浮上物の位置（変位）を測るた
めのセンサであり、過電流変位計などがその１例であ
る。位置フィードバックゲイン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。制御回路３は位置フィードバックゲイン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
めの処理回路であり、例としてはPID（比例−積分−微
分）回路や位相補償回路、その組み合わせなどがある。
電磁石４は鉄心にコイルが巻かれたものであり、制御回
路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。
おいて、位置センサ１は浮上物の位置（変位）を測るた
めのセンサであり、過電流変位計などがその１例であ
る。位置フィードバックゲイン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。制御回路３は位置フィードバックゲイン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
めの処理回路であり、例としてはPID（比例−積分−微
分）回路や位相補償回路、その組み合わせなどがある。
電磁石４は鉄心にコイルが巻かれたものであり、制御回
路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。
制御回路３が比例要素（Ｐ要素）だけで構成された最も
簡単な位置フィードバック系を考える。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一次遅れ系にな
る。
簡単な位置フィードバック系を考える。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一次遅れ系にな
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。よって、位置フィードバ
ック系の計測変位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。
数,Sはラプラス演算子である。よって、位置フィードバ
ック系の計測変位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は位置フィードバックゲイン2,KPは制御回路
３の比例ゲインをそれぞれ示す。位置フィードバック系
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ｆは周波数（HZ）で である。（力Ｆ）／（変位Ｄ）は複素数となり次のよう
におく。
３の比例ゲインをそれぞれ示す。位置フィードバック系
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ｆは周波数（HZ）で 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
ｆに依存した剛性を、虚部は周波数ｆに依存した減衰を
意味する。（２）式のような一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。
ｆに依存した剛性を、虚部は周波数ｆに依存した減衰を
意味する。（２）式のような一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６図（力Ｆ）／（変位Ｄ）、すなわち（３）式の虚部
の値と周波数ｆとの関係を示す図である。第６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。浮上物と位置フィードバック系からなる固
有振動数fcがもつ減衰、特に浮上物の減衰より、第６図
に示す周波数ｆ＝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。
の値と周波数ｆとの関係を示す図である。第６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。浮上物と位置フィードバック系からなる固
有振動数fcがもつ減衰、特に浮上物の減衰より、第６図
に示す周波数ｆ＝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、位置フィードバック系の（力Ｆ）／（変位Ｄ）
に減衰効果をもたすために、制御回路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を例とする。微分
要素（Ｄ要素）を制御回路３に回路として実現すると、
以下の一次遅れ系となる。
に減衰効果をもたすために、制御回路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を例とする。微分
要素（Ｄ要素）を制御回路３に回路として実現すると、
以下の一次遅れ系となる。
（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ィードバック系の（力Ｆ）／（変位
Ｄ）は以下の式となる。
分要素だけの位置フィードバック系の（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の一次で分母はＳの２次になるた
め、（５）式の虚部は第６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、制御回路３には比例要素と微分要
素との併存が必要となる。このような制御回路３の位置
フィードバック系の（力Ｆ）／（変位Ｄ）は F/D＝KF ・｛KP＋KD・S/（１＋TD・Ｓ）｝ ・KM／（１＋TM・Ｓ）…（６） となり、第６図に示した実線Ｃのようになり、上述と同
じ特性をもつ。浮上物と位置フィードバック系からなる
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６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、制御回路３には比例要素と微分要
素との併存が必要となる。このような制御回路３の位置
フィードバック系の（力Ｆ）／（変位Ｄ）は F/D＝KF ・｛KP＋KD・S/（１＋TD・Ｓ）｝ ・KM／（１＋TM・Ｓ）…（６） となり、第６図に示した実線Ｃのようになり、上述と同
じ特性をもつ。浮上物と位置フィードバック系からなる
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７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７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。
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７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。
したがって、磁気軸受の位置フィードバック系の（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ってくる必要がある。しか
し、回転体５の固有振動数は第７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。したがって、回転体５自体による固
有振動数が有する減衰よりも、磁気軸受の位置フィード
バッ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。
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ってくる必要がある。しか
し、回転体５の固有振動数は第７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。したがって、回転体５自体による固
有振動数が有する減衰よりも、磁気軸受の位置フィード
バッ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。
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、その信号をフィードバッ
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
制御回路３にPID,位相補償等の処理を行なっても、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
がって、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。
るため浮上物の位置を計測し、その信号をフィードバッ
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
制御回路３にPID,位相補償等の処理を行なっても、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
がって、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、指定された周波数領域において磁気軸
受が発生する不安定化力を安定化力（減衰力）に変更し
得、発散的な振動発生を防止し得、浮上物を安定に浮上
させ得る磁気軸受制御装置を提供することを目的とす
る。
受が発生する不安定化力を安定化力（減衰力）に変更し
得、発散的な振動発生を防止し得、浮上物を安定に浮上
させ得る磁気軸受制御装置を提供することを目的とす
る。
上記問題点を解決し目的を達成するために、本発明の磁
気軸受制御装置は次の如く構成されている。
気軸受制御装置は次の如く構成されている。
浮上物に対する位置センサからの信号を磁気軸受へフィ
ードバックし、PID（比例，積分，微分）や位相補償等
の制御を行ない、磁気軸受を能動的に用いるようにした
磁気軸受制御装置において、 前記位置センサからの信号を二つに分け、一方の信号
を、安定化すべき周波数帯域が遮断周波数帯域である第
１のフィルタを通過させて第１の信号とし、他方の信号
を、極性反転させると共に上記遮断周波数帯域と同じ周
波数帯域が通過周波数帯域である第２のフィルタを通過
させて第２の信号とし、上記第１の信号と第２の信号と
を加算して磁気軸受にフィードバックするものであっ
て、 前記安定化すべき周波数帯域は、磁気軸受のフィードバ
ック系における力Ｆと変位Ｄとの関係式 F/D＝KR・（ｆ）＋ｊ・KI・（ｆ） （KR・（ｆ）は周波数に依存した剛性、ｊ・KI・（ｆ）
は周波数に依存した減衰を示す） における虚部の値の周波数特性が負の値を示す周波数帯
域の少なくとも一部であり、回転体が前記磁気軸受で浮
上したときに発振する周波数を含む帯域であることを特
徴としている。
ードバックし、PID（比例，積分，微分）や位相補償等
の制御を行ない、磁気軸受を能動的に用いるようにした
磁気軸受制御装置において、 前記位置センサからの信号を二つに分け、一方の信号
を、安定化すべき周波数帯域が遮断周波数帯域である第
１のフィルタを通過させて第１の信号とし、他方の信号
を、極性反転させると共に上記遮断周波数帯域と同じ周
波数帯域が通過周波数帯域である第２のフィルタを通過
させて第２の信号とし、上記第１の信号と第２の信号と
を加算して磁気軸受にフィードバックするものであっ
て、 前記安定化すべき周波数帯域は、磁気軸受のフィードバ
ック系における力Ｆと変位Ｄとの関係式 F/D＝KR・（ｆ）＋ｊ・KI・（ｆ） （KR・（ｆ）は周波数に依存した剛性、ｊ・KI・（ｆ）
は周波数に依存した減衰を示す） における虚部の値の周波数特性が負の値を示す周波数帯
域の少なくとも一部であり、回転体が前記磁気軸受で浮
上したときに発振する周波数を含む帯域であることを特
徴としている。
このような手段を講じたことにより、分離された一方の
信号のうち不安定化力となる周波数帯域部分が第１のフ
ィルタにより遮断され、分離された他方の信号のうち極
性反転されて安定化力になった周波数帯域部分が第２の
フィルタを通過し、両信号の加算信号がフィードバック
されるので、磁気軸受に発生する力がすべて安定化力に
変更される。
信号のうち不安定化力となる周波数帯域部分が第１のフ
ィルタにより遮断され、分離された他方の信号のうち極
性反転されて安定化力になった周波数帯域部分が第２の
フィルタを通過し、両信号の加算信号がフィードバック
されるので、磁気軸受に発生する力がすべて安定化力に
変更される。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック線図で
ある。なお第１図において、第５図と同一の部分にはそ
れぞれ同一符号を付してある。第１図において、７は信
号の極性を反転させる反転回路であり、8,9は第1,第２
のフィルタ、10は加算器である。
ある。なお第１図において、第５図と同一の部分にはそ
れぞれ同一符号を付してある。第１図において、７は信
号の極性を反転させる反転回路であり、8,9は第1,第２
のフィルタ、10は加算器である。
位置センサ１からの信号は二つに分離され、一方の信号
はそのまま第１のフィルタ８を通り、他方の信号は反転
回路７で極性反転されたのち第２のフィルタ９を通る。
はそのまま第１のフィルタ８を通り、他方の信号は反転
回路７で極性反転されたのち第２のフィルタ９を通る。
第１のフィルタ８へ入力する信号をａとし、第２のフィ
ルタ９へ入力する信号をｂとすると、この二つの信号a,
bは第２図（ａ）（ｂ）に示すように、浮上物の動きに
対し、全く反対の大きさを有する関係、すなわち位相が
180°ずれた関係を有する信号となる。したがって例え
ば信号ａが＋５を示せば、信号ｂは−５という値を示
す。
ルタ９へ入力する信号をｂとすると、この二つの信号a,
bは第２図（ａ）（ｂ）に示すように、浮上物の動きに
対し、全く反対の大きさを有する関係、すなわち位相が
180°ずれた関係を有する信号となる。したがって例え
ば信号ａが＋５を示せば、信号ｂは−５という値を示
す。
第３図（ａ）（ｂ）は第1,第２のフィルタ8,9の各ゲイ
ン特性を示す図である。同図（ａ）に示すように、第１
のフィルタ８は安定化すべき所定の周波数fc1から周波
数fc2までの領域で遮断特性（ゲインが零）をもち、同
図（ｂ）に示すように、第２のフィルタ９はその逆で周
波数fc1から周波数fc2までの領域で通過特性（ゲインが
１）をもっている。
ン特性を示す図である。同図（ａ）に示すように、第１
のフィルタ８は安定化すべき所定の周波数fc1から周波
数fc2までの領域で遮断特性（ゲインが零）をもち、同
図（ｂ）に示すように、第２のフィルタ９はその逆で周
波数fc1から周波数fc2までの領域で通過特性（ゲインが
１）をもっている。
ここでfc1〜fc2は安定化すべき周波数帯域の一例を示し
ている。安定化すべき周波数帯域とは、前述した磁気軸
受のフィードバック系における力Ｆと変位Ｄとの関係を
示す（３）式 F/D＝KR・（ｆ）＋ｊ・KI・（ｆ） （KR・（ｆ）は周波数に依存した剛性、ｊ・KI・（ｆ）
は周波数に依存した減衰を示す） における虚部の値の周波数特性が負の値を示す周波数帯
域の少なくとも一部である。
ている。安定化すべき周波数帯域とは、前述した磁気軸
受のフィードバック系における力Ｆと変位Ｄとの関係を
示す（３）式 F/D＝KR・（ｆ）＋ｊ・KI・（ｆ） （KR・（ｆ）は周波数に依存した剛性、ｊ・KI・（ｆ）
は周波数に依存した減衰を示す） における虚部の値の周波数特性が負の値を示す周波数帯
域の少なくとも一部である。
上記のfc1〜fc2なる周波数帯域は、回転体５が磁気軸受
で浮上したときに発振する周波数を含むように、あるい
は弾性浮上系の安定性の解析をして不安定になることが
推定される固有振動数を含むように決められる。ただし
浮上物が回転体５である場合、ジャイロ効果により一つ
の固有値が前回りと後回りに分かれていくため、発振周
波数が回転体５の定格回転数でどれだけ分離するかを求
め、その前回りと後回りの固有振動数を双方とも含むよ
うにfc1〜fc2の帯域は決定される。
で浮上したときに発振する周波数を含むように、あるい
は弾性浮上系の安定性の解析をして不安定になることが
推定される固有振動数を含むように決められる。ただし
浮上物が回転体５である場合、ジャイロ効果により一つ
の固有値が前回りと後回りに分かれていくため、発振周
波数が回転体５の定格回転数でどれだけ分離するかを求
め、その前回りと後回りの固有振動数を双方とも含むよ
うにfc1〜fc2の帯域は決定される。
第１のフィルタ８を通過した第１の信号と第２のフィル
タ９を通過した第２の信号とは加算器10により加算され
る。この加算信号は位置フィードバックゲイン２を経由
して制御回路３に入力する。
タ９を通過した第２の信号とは加算器10により加算され
る。この加算信号は位置フィードバックゲイン２を経由
して制御回路３に入力する。
したがって、磁気軸受の（力Ｆ）／（変位Ｄ）を（３）
式であらわすと、信号ａの経路では、ｆがfc1からfc2ま
での領域においては F/D＝Ｏ…（７−１） となり、ｆがその他の領域においては F/D＝KR・（ｆ） ＋ｊ・KI・（ｆ）…（７−２） となる。また信号ｂの経路では、信号極性が全く反対に
なるので、ｆがfc1からfc2までの領域においては F/D＝−KR・（ｆ） −ｊ・KI・（ｆ）…（８−１） となり、ｆがその他の領域においては F/D＝Ｏ…（８−２） となる。そして最終的には、両者が加算されるので、ｆ
がfc1からfc2までの領域においては F/D＝−KR・（ｆ） −ｊ・KI・（ｆ）…（９−１） となり、ｆがその他の領域においては F/D＝KR・（ｆ） ＋ｊ・KI・（ｆ）…（９−２） となる。したがって、磁気軸受の減衰特性は第４図の実
線Ｄに示すようになり、fc1〜fc2の周波数領域における
点線Ｅの部分が安定化力に変更されたものとなる。よっ
て、その周波数領域にある固有振動数は安定化され、発
散的な振動の発生が防止される。
式であらわすと、信号ａの経路では、ｆがfc1からfc2ま
での領域においては F/D＝Ｏ…（７−１） となり、ｆがその他の領域においては F/D＝KR・（ｆ） ＋ｊ・KI・（ｆ）…（７−２） となる。また信号ｂの経路では、信号極性が全く反対に
なるので、ｆがfc1からfc2までの領域においては F/D＝−KR・（ｆ） −ｊ・KI・（ｆ）…（８−１） となり、ｆがその他の領域においては F/D＝Ｏ…（８−２） となる。そして最終的には、両者が加算されるので、ｆ
がfc1からfc2までの領域においては F/D＝−KR・（ｆ） −ｊ・KI・（ｆ）…（９−１） となり、ｆがその他の領域においては F/D＝KR・（ｆ） ＋ｊ・KI・（ｆ）…（９−２） となる。したがって、磁気軸受の減衰特性は第４図の実
線Ｄに示すようになり、fc1〜fc2の周波数領域における
点線Ｅの部分が安定化力に変更されたものとなる。よっ
て、その周波数領域にある固有振動数は安定化され、発
散的な振動の発生が防止される。
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、位置センサ１からの信号を二つ
に分けた直後に一つの信号を反転させたが、第２のフィ
ルタ９のあと、つまり加算器10に入れる前にその信号を
反転させるようにしてもよい。また前記実施例ではfc1
からfc2までの一周波数帯域を安定化する例を示した
が、浮上物および磁気軸受の特性等に応じて複数個の周
波数帯域あるいはfc1以上の全帯域についても同様に安
定化をはかるようにしてもよい。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。
例えば前記実施例では、位置センサ１からの信号を二つ
に分けた直後に一つの信号を反転させたが、第２のフィ
ルタ９のあと、つまり加算器10に入れる前にその信号を
反転させるようにしてもよい。また前記実施例ではfc1
からfc2までの一周波数帯域を安定化する例を示した
が、浮上物および磁気軸受の特性等に応じて複数個の周
波数帯域あるいはfc1以上の全帯域についても同様に安
定化をはかるようにしてもよい。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、位置センサからの信号を二つに分け、
一方の信号を、前述した安定化すべき周波数帯域が遮断
周波数帯域である第１のフィルタを通過させて第１の信
号とし、他方の信号を、極性反転させると共に上記遮断
周波数帯域と同じ周波数帯域が通過周波数帯域である第
２のフィルタを通過させて第２の信号とし、上記第１の
信号と第２の信号とを加算して磁気軸受にフィードバッ
クするようにしたので、指定された周波数領域において
磁気軸受が発生する不安定化力を安定化力（減衰力）に
変更し得、発散的な振動発生を防止し得、浮上物を安定
に浮上させ得る磁気軸受制御装置を提供できる。
一方の信号を、前述した安定化すべき周波数帯域が遮断
周波数帯域である第１のフィルタを通過させて第１の信
号とし、他方の信号を、極性反転させると共に上記遮断
周波数帯域と同じ周波数帯域が通過周波数帯域である第
２のフィルタを通過させて第２の信号とし、上記第１の
信号と第２の信号とを加算して磁気軸受にフィードバッ
クするようにしたので、指定された周波数領域において
磁気軸受が発生する不安定化力を安定化力（減衰力）に
変更し得、発散的な振動発生を防止し得、浮上物を安定
に浮上させ得る磁気軸受制御装置を提供できる。
第１図〜第４図は本発明の一実施例を示す図で、第１図
は構成を示すブロック線図、第２図（ａ）（ｂ）は二つ
のフィルタ入力信号の波形を示す図、第３図（ａ）
（ｂ）は第1,第２のフィルタのゲイン−周波数特性を示
す図、第４図は磁気軸受の減衰特性を示す図である。第
５図〜第７図（ａ）〜（ｆ）は従来例を示す図で、第５
図は構成を示すブロック線図、第６図は磁気軸受の減衰
特性を示す図、第７図（ａ）〜（ｆ）は回転体と固有振
動数とを示す図である。 １…位置センサ、２…位置フィードバックゲイン、３…
制御回路、４…電磁石、５…回転体、６…軸受、７…反
転回路、８…第１のフィルタ、９…第２のフィルタ、10
…加算器。
は構成を示すブロック線図、第２図（ａ）（ｂ）は二つ
のフィルタ入力信号の波形を示す図、第３図（ａ）
（ｂ）は第1,第２のフィルタのゲイン−周波数特性を示
す図、第４図は磁気軸受の減衰特性を示す図である。第
５図〜第７図（ａ）〜（ｆ）は従来例を示す図で、第５
図は構成を示すブロック線図、第６図は磁気軸受の減衰
特性を示す図、第７図（ａ）〜（ｆ）は回転体と固有振
動数とを示す図である。 １…位置センサ、２…位置フィードバックゲイン、３…
制御回路、４…電磁石、５…回転体、６…軸受、７…反
転回路、８…第１のフィルタ、９…第２のフィルタ、10
…加算器。
Claims (1)
- 【請求項１】浮上物に対する位置センサからの信号を磁
気軸受へフィードバックし、PID（比例，積分，微分）
や位相補償等の制御を行ない、磁気軸受を能動的に用い
るようにした磁気軸受制御装置において、 前記位置センサからの信号を二つに分け、一方の信号
を、安定化すべき周波数帯域が遮断周波数帯域である第
１のフィルタを通過させて第１の信号とし、他方の信号
を、極性反転させると共に上記遮断周波数帯域と同じ周
波数帯域が通過周波数帯域である第２のフィルタを通過
させて第２の信号とし、上記第１の信号と第２の信号と
を加算して磁気軸受にフィードバックするものであっ
て、 前記安定化すべき周波数帯域は、磁気軸受のフィードバ
ック系における力Ｆと変位Ｄとの関係式 F/D＝KR・（ｆ）＋ｊ・KI・（ｆ） （KR・（ｆ）は周波数に依存した剛性、ｊ・KI・（ｆ）
は周波数に依存した減衰を示す） における虚部の値の周波数特性が負の値を示す周波数帯
域の少なくとも一部であり、回転体が前記磁気軸受で浮
上したときに発振する周波数を含む帯域であることを特
徴とする磁気軸受制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61139824A JPH0680328B2 (ja) | 1986-06-16 | 1986-06-16 | 磁気軸受制御装置 |
| US07/042,212 US4795927A (en) | 1986-05-02 | 1987-04-24 | Control system for a magnetic type bearing |
| FR878706068A FR2598191B1 (fr) | 1986-05-02 | 1987-04-29 | Systeme de commande pour palier de type magnetique. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61139824A JPH0680328B2 (ja) | 1986-06-16 | 1986-06-16 | 磁気軸受制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62297533A JPS62297533A (ja) | 1987-12-24 |
| JPH0680328B2 true JPH0680328B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=15254325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61139824A Expired - Fee Related JPH0680328B2 (ja) | 1986-05-02 | 1986-06-16 | 磁気軸受制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680328B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108167330B (zh) * | 2017-11-07 | 2019-09-03 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种磁悬浮轴承供电系统及其控制方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59212519A (ja) * | 1983-05-14 | 1984-12-01 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 磁気軸受の制御装置 |
| JPS6014619A (ja) * | 1983-07-05 | 1985-01-25 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 磁気軸受の制御装置 |
| JPS6091020A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-05-22 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 磁気軸受の制御装置 |
-
1986
- 1986-06-16 JP JP61139824A patent/JPH0680328B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62297533A (ja) | 1987-12-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |