JPH11201164A - 制御型磁気軸受装置 - Google Patents
制御型磁気軸受装置Info
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- JPH11201164A JPH11201164A JP10005695A JP569598A JPH11201164A JP H11201164 A JPH11201164 A JP H11201164A JP 10005695 A JP10005695 A JP 10005695A JP 569598 A JP569598 A JP 569598A JP H11201164 A JPH11201164 A JP H11201164A
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 24
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 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
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/44—Centrifugal pumps
- F16C2360/45—Turbo-molecular pumps
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁石制御手段の構成が簡単で安価であり、
しかも回転体位置目標値の変更が容易な制御型磁気軸受
装置を提供する。 【解決手段】 制御型磁気軸受装置は、回転体１を所定
の目標位置に非接触支持する１対の電磁石２、３と、回
転体１の位置を検出する位置検出装置４と、位置検出手
段４からの位置検出信号Ｘに基づいて電磁石２、３に供
給する励磁電流を制御する電磁石制御装置13とを備えて
いる。電磁石制御装置13は、ディジタル信号処理プロセ
ッサで構成された制御演算部14を備えている。制御演算
部14は、位置検出信号Ｘと一定の回転体位置目標値Ｘo
とから回転体１の変位を演算し、この変位演算値ΔＸに
基づいて電磁石２、３に対する制御電流値Ｉcを演算す
る。
しかも回転体位置目標値の変更が容易な制御型磁気軸受
装置を提供する。 【解決手段】 制御型磁気軸受装置は、回転体１を所定
の目標位置に非接触支持する１対の電磁石２、３と、回
転体１の位置を検出する位置検出装置４と、位置検出手
段４からの位置検出信号Ｘに基づいて電磁石２、３に供
給する励磁電流を制御する電磁石制御装置13とを備えて
いる。電磁石制御装置13は、ディジタル信号処理プロセ
ッサで構成された制御演算部14を備えている。制御演算
部14は、位置検出信号Ｘと一定の回転体位置目標値Ｘo
とから回転体１の変位を演算し、この変位演算値ΔＸに
基づいて電磁石２、３に対する制御電流値Ｉcを演算す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、たとえばターボ
分子ポンプなどに使用され、回転体を磁気軸受により磁
気浮上させて所定の目標位置に非接触支持する制御型磁
気軸受装置に関する。
分子ポンプなどに使用され、回転体を磁気軸受により磁
気浮上させて所定の目標位置に非接触支持する制御型磁
気軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の制御型磁気軸受装置として、１
組のアキシアル磁気軸受と２組のラジアル磁気軸受とで
回転体を非接触支持するものが知られている。アキシア
ル磁気軸受は、回転体を１つのアキシアル制御軸（アキ
シアル方向の制御軸）方向の両側から挟むように配置さ
れた１対の電磁石を備えている。各ラジアル磁気軸受
は、互いに直交する２つのラジアル制御軸（ラジアル方
向の制御軸）のそれぞれについて、回転体をラジアル制
御軸方向の両側から挟むように配置された１対の電磁石
を備えている。各磁気軸受における各制御軸方向の１対
の電磁石には、電磁石制御装置から励磁電流が供給され
る。電磁石制御装置は、１つの制御軸方向の回転体の位
置を検出する位置検出装置からの位置検出信号と一定の
回転体位置目標値とからその制御軸方向の回転体の変位
を演算し、この変位演算値に基づいて１対の電磁石に供
給する励磁電流を制御するものであり、１対の電磁石に
供給される励磁電流は、一定のバイアス電流に対して、
変位演算値に応じて変化する制御電流を加算あるいは減
算したものである。つまり、１対の電磁石の一方に供給
される励磁電流は、バイアス電流に制御電流を加算した
ものであり、他方に供給される励磁電流は、バイアス電
流から制御電流を減算したものである。そして、電磁石
制御装置は、変位演算値に基づいて１対の電磁石に対す
る制御電流値を演算し、一定のバイアス電流値と上記制
御電流値を加算した値を一方の電磁石に対する励磁電流
値とし、上記バイアス電流値から上記制御電流値を減算
した値を他方の電磁石に対する励磁電流値とする。
組のアキシアル磁気軸受と２組のラジアル磁気軸受とで
回転体を非接触支持するものが知られている。アキシア
ル磁気軸受は、回転体を１つのアキシアル制御軸（アキ
シアル方向の制御軸）方向の両側から挟むように配置さ
れた１対の電磁石を備えている。各ラジアル磁気軸受
は、互いに直交する２つのラジアル制御軸（ラジアル方
向の制御軸）のそれぞれについて、回転体をラジアル制
御軸方向の両側から挟むように配置された１対の電磁石
を備えている。各磁気軸受における各制御軸方向の１対
の電磁石には、電磁石制御装置から励磁電流が供給され
る。電磁石制御装置は、１つの制御軸方向の回転体の位
置を検出する位置検出装置からの位置検出信号と一定の
回転体位置目標値とからその制御軸方向の回転体の変位
を演算し、この変位演算値に基づいて１対の電磁石に供
給する励磁電流を制御するものであり、１対の電磁石に
供給される励磁電流は、一定のバイアス電流に対して、
変位演算値に応じて変化する制御電流を加算あるいは減
算したものである。つまり、１対の電磁石の一方に供給
される励磁電流は、バイアス電流に制御電流を加算した
ものであり、他方に供給される励磁電流は、バイアス電
流から制御電流を減算したものである。そして、電磁石
制御装置は、変位演算値に基づいて１対の電磁石に対す
る制御電流値を演算し、一定のバイアス電流値と上記制
御電流値を加算した値を一方の電磁石に対する励磁電流
値とし、上記バイアス電流値から上記制御電流値を減算
した値を他方の電磁石に対する励磁電流値とする。
【０００３】図１は、回転体(1)を１つのラジアル制御
軸方向に非接触支持する１対の電磁石(2)(3)、回転体
(1)の上記制御軸方向の位置を検出する位置検出装置
(4)、および位置検出装置(4)の出力信号である位置検出
信号に基づいて電磁石(2)(3)に供給する励磁電流を制御
する従来の電磁石制御装置(5)の１例を示している。
軸方向に非接触支持する１対の電磁石(2)(3)、回転体
(1)の上記制御軸方向の位置を検出する位置検出装置
(4)、および位置検出装置(4)の出力信号である位置検出
信号に基づいて電磁石(2)(3)に供給する励磁電流を制御
する従来の電磁石制御装置(5)の１例を示している。
【０００４】１対の電磁石(2)(3)は、回転体(1)を上記
制御軸方向の両側から挟むように配置され、制御装置
(5)から供給される励磁電流により回転体(1)を上記制御
軸方向の反対側に吸引して非接触支持するようになって
いる。
制御軸方向の両側から挟むように配置され、制御装置
(5)から供給される励磁電流により回転体(1)を上記制御
軸方向の反対側に吸引して非接触支持するようになって
いる。
【０００５】位置検出装置(4)は、図示は省略したが、
回転体(1)を上記制御軸方向の両側から挟むように配置
された１対の位置センサを備えている。各位置センサは
回転体(1)との空隙（ギャップ）の大きさに比例した信
号を出力するものであり、位置検出装置(4)は、１対の
位置センサの一方の出力信号から他方の出力信号を減算
することにより、回転体(1)の上記制御軸方向の位置に
比例した位置検出信号Ｘを制御装置(5)に出力する。
回転体(1)を上記制御軸方向の両側から挟むように配置
された１対の位置センサを備えている。各位置センサは
回転体(1)との空隙（ギャップ）の大きさに比例した信
号を出力するものであり、位置検出装置(4)は、１対の
位置センサの一方の出力信号から他方の出力信号を減算
することにより、回転体(1)の上記制御軸方向の位置に
比例した位置検出信号Ｘを制御装置(5)に出力する。
【０００６】電磁石制御装置(5)は、減算器(24)、ＡＤ
変換器(6)、制御電流演算部(7)、ＤＡ変換器(8)、加算
器(9)、減算器(10)および２つの電力増幅器(11)(12)を
備えている。
変換器(6)、制御電流演算部(7)、ＤＡ変換器(8)、加算
器(9)、減算器(10)および２つの電力増幅器(11)(12)を
備えている。
【０００７】減算器(24)は、変位検出装置(4)からの位
置検出信号Ｘと一定の回転体位置目標値Ｘoとの差（Ｘ
−Ｘo）を演算し、これを回転体(1)の変位演算値ΔＸと
して出力する。回転体位置目標値Ｘoは、たとえば、ポ
テンショメータを調整することにより、所定の値に設定
されている。減算器(24)からの変位演算値ΔＸは、ＡＤ
変換器(6)によりディジタル値に変換されて、制御電流
演算部(7)に入力する。制御電流演算部(7)はたとえばデ
ィジタル信号処理プロセッサで構成されており、変位演
算値ΔＸに基づいて、たとえばＰＩＤ演算により、電磁
石(2)(3)に対する制御電流値Ｉcを演算する。制御電流
演算部(7)から出力される制御電流値ＩcはＤＡ変換器
(8)によりアナログ値に変換されて、加算器(9)および減
算器(10)に供給される。加算器(9)および減算器(10)に
は、制御電流値Ｉcの他に、一定のバイアス電流値Ｉoが
入力している。バイアス電流値Ｉoも、たとえば、ポテ
ンショメータを調整することにより、所定の値に設定さ
れている。加算器(9)は、バイアス電流値Ｉoと制御電流
値Ｉcを加算し、その結果得られた信号（Ｉo＋Ｉc）を
第１の励磁電流信号として第１の電力増幅器(11)に供給
する。第１の電力増幅器(11)は、第１の励磁電流信号
（Ｉo＋Ｉc）を増幅し、これに比例する励磁電流を第１
の電磁石(2)に供給する。減算器(10)は、バイアス電流
値Ｉoから制御電流値Ｉcを減算し、その結果得られた信
号（Ｉo−Ｉc）を第２の励磁電流信号として第２の電力
増幅器(12)に供給する。第２の電力増幅器(12)は、第２
の励磁電流信号（Ｉo−Ｉc）を増幅し、これに比例する
励磁電流を第２の電磁石(3)に供給する。その結果、回
転体(1)が上記制御軸方向の目標位置に支持される。
置検出信号Ｘと一定の回転体位置目標値Ｘoとの差（Ｘ
−Ｘo）を演算し、これを回転体(1)の変位演算値ΔＸと
して出力する。回転体位置目標値Ｘoは、たとえば、ポ
テンショメータを調整することにより、所定の値に設定
されている。減算器(24)からの変位演算値ΔＸは、ＡＤ
変換器(6)によりディジタル値に変換されて、制御電流
演算部(7)に入力する。制御電流演算部(7)はたとえばデ
ィジタル信号処理プロセッサで構成されており、変位演
算値ΔＸに基づいて、たとえばＰＩＤ演算により、電磁
石(2)(3)に対する制御電流値Ｉcを演算する。制御電流
演算部(7)から出力される制御電流値ＩcはＤＡ変換器
(8)によりアナログ値に変換されて、加算器(9)および減
算器(10)に供給される。加算器(9)および減算器(10)に
は、制御電流値Ｉcの他に、一定のバイアス電流値Ｉoが
入力している。バイアス電流値Ｉoも、たとえば、ポテ
ンショメータを調整することにより、所定の値に設定さ
れている。加算器(9)は、バイアス電流値Ｉoと制御電流
値Ｉcを加算し、その結果得られた信号（Ｉo＋Ｉc）を
第１の励磁電流信号として第１の電力増幅器(11)に供給
する。第１の電力増幅器(11)は、第１の励磁電流信号
（Ｉo＋Ｉc）を増幅し、これに比例する励磁電流を第１
の電磁石(2)に供給する。減算器(10)は、バイアス電流
値Ｉoから制御電流値Ｉcを減算し、その結果得られた信
号（Ｉo−Ｉc）を第２の励磁電流信号として第２の電力
増幅器(12)に供給する。第２の電力増幅器(12)は、第２
の励磁電流信号（Ｉo−Ｉc）を増幅し、これに比例する
励磁電流を第２の電磁石(3)に供給する。その結果、回
転体(1)が上記制御軸方向の目標位置に支持される。
【０００８】上記のような従来の電磁石制御装置(5)で
は、アナログ値である位置検出装置(4)からの位置検出
信号Ｘと回転体位置目標値Ｘoから変位演算値ΔＸを求
めた後に、この変位演算値ΔＸをディジタル値に変換し
て、制御電流演算部(7)に供給し、さらに、制御電流演
算部(7)で演算したディジタルの制御電流値Ｉcをアナロ
グ値に変換した後にバイアス電流値Ｉoとの加算あるい
は減算を行っているため、次のような問題がある。
は、アナログ値である位置検出装置(4)からの位置検出
信号Ｘと回転体位置目標値Ｘoから変位演算値ΔＸを求
めた後に、この変位演算値ΔＸをディジタル値に変換し
て、制御電流演算部(7)に供給し、さらに、制御電流演
算部(7)で演算したディジタルの制御電流値Ｉcをアナロ
グ値に変換した後にバイアス電流値Ｉoとの加算あるい
は減算を行っているため、次のような問題がある。
【０００９】まず、回転体位置目標値Ｘoを設定するた
めのポテンショメータなどのアナログ機器、位置検出信
号Ｘと回転体位置目標値Ｘoとのアナログ的な減算を行
うための減算器(24)というアナログ回路が必要である。
同様に、バイアス電流値Ｉoを設定するためのポテンシ
ョメータなどのアナログ機器、バイアス電流値Ｉoと制
御電流値Ｉcとのアナログ的な加算、減算を行うための
加算器(9)、減算器(10)というアナログ回路が必要であ
る。また、制御電流演算部(7)で演算された制御電流値
Ｉcの極性は、変位演算値ΔＸの極性すなわち回転体(1)
の変位の方向により変化し、正負両方の極性をとりう
る。このため、ＤＡ変換器(8)として高価な両極性入力
のＤＡ変換器を用いる必要がある。このため、電磁石制
御装置(5)が高価なものになる。
めのポテンショメータなどのアナログ機器、位置検出信
号Ｘと回転体位置目標値Ｘoとのアナログ的な減算を行
うための減算器(24)というアナログ回路が必要である。
同様に、バイアス電流値Ｉoを設定するためのポテンシ
ョメータなどのアナログ機器、バイアス電流値Ｉoと制
御電流値Ｉcとのアナログ的な加算、減算を行うための
加算器(9)、減算器(10)というアナログ回路が必要であ
る。また、制御電流演算部(7)で演算された制御電流値
Ｉcの極性は、変位演算値ΔＸの極性すなわち回転体(1)
の変位の方向により変化し、正負両方の極性をとりう
る。このため、ＤＡ変換器(8)として高価な両極性入力
のＤＡ変換器を用いる必要がある。このため、電磁石制
御装置(5)が高価なものになる。
【００１０】回転体位置目標値Ｘoは、通常、０に設定
されるが、場合によってはこれを０以外の値に変更する
必要が生じる。ところが、回転体位置目標値Ｘoはポテ
ンショメータなどによって設定されるため、回転体位置
目標値Ｘoの変更が面倒であり、とくに磁気軸受装置の
運転中にこれを変更することはきわめて困難である。同
様に、バイアス電流値Ｉoはポテンショメータなどによ
って設定されるため、バイアス電流値Ｉoの変更が面倒
であり、とくに磁気軸受装置の運転中にこれを変更する
ことはきわめて困難である。
されるが、場合によってはこれを０以外の値に変更する
必要が生じる。ところが、回転体位置目標値Ｘoはポテ
ンショメータなどによって設定されるため、回転体位置
目標値Ｘoの変更が面倒であり、とくに磁気軸受装置の
運転中にこれを変更することはきわめて困難である。同
様に、バイアス電流値Ｉoはポテンショメータなどによ
って設定されるため、バイアス電流値Ｉoの変更が面倒
であり、とくに磁気軸受装置の運転中にこれを変更する
ことはきわめて困難である。
【００１１】この発明の目的は、電磁石制御手段の構成
が簡単で安価であり、しかも回転体位置目標値の変更が
容易な磁気軸受装置を提供することにある。
が簡単で安価であり、しかも回転体位置目標値の変更が
容易な磁気軸受装置を提供することにある。
【００１２】この発明の目的は、また、上記の問題を解
決し、電磁石制御手段の構成が簡単で安価であり、しか
も回転体位置目標値およびバイアス電流値の変更が容易
な磁気軸受装置を提供することにある。
決し、電磁石制御手段の構成が簡単で安価であり、しか
も回転体位置目標値およびバイアス電流値の変更が容易
な磁気軸受装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段および発明の効果】この発
明による磁気軸受装置は、回転体を１つの制御軸方向の
両側から挟んで前記制御軸方向の所定の目標位置に非接
触支持する１対の電磁石と、前記回転体の前記制御軸方
向の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段
からの位置検出信号に基づいて前記１対の電磁石に供給
する励磁電流を制御する電磁石制御手段とを備えている
制御型磁気軸受装置において、前記電磁石制御手段が、
前記位置検出信号と一定の回転体位置目標値とから前記
回転体の前記制御軸方向の変位を演算し、この変位演算
値に基づいて前記１対の電磁石に対する制御電流値を演
算するディジタル処理手段を備えていることを特徴とす
るものである。
明による磁気軸受装置は、回転体を１つの制御軸方向の
両側から挟んで前記制御軸方向の所定の目標位置に非接
触支持する１対の電磁石と、前記回転体の前記制御軸方
向の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段
からの位置検出信号に基づいて前記１対の電磁石に供給
する励磁電流を制御する電磁石制御手段とを備えている
制御型磁気軸受装置において、前記電磁石制御手段が、
前記位置検出信号と一定の回転体位置目標値とから前記
回転体の前記制御軸方向の変位を演算し、この変位演算
値に基づいて前記１対の電磁石に対する制御電流値を演
算するディジタル処理手段を備えていることを特徴とす
るものである。
【００１４】ディジタル処理手段としては、たとえばＭ
ＰＵ（マイクロプロセッサ）、ディジタル信号処理プロ
セッサなどが使用される。ディジタル信号処理プロセッ
サ（Digital Signal Processor）とは、ディジタル信号
を入力してディジタル信号を出力し、ソフトウェアプロ
グラムが可能で、高速実時間処理が可能な専用ハードウ
ェアをさす。なお、以下、これを「ＤＳＰ」と略すこと
にする。
ＰＵ（マイクロプロセッサ）、ディジタル信号処理プロ
セッサなどが使用される。ディジタル信号処理プロセッ
サ（Digital Signal Processor）とは、ディジタル信号
を入力してディジタル信号を出力し、ソフトウェアプロ
グラムが可能で、高速実時間処理が可能な専用ハードウ
ェアをさす。なお、以下、これを「ＤＳＰ」と略すこと
にする。
【００１５】位置検出信号と回転体位置目標値とからの
回転体の変位の演算がディジタル処理手段によりディジ
タル的に行われるので、従来のようなポテンショメー
タ、減算器などのアナログ機器、アナログ回路が不要で
ある。したがって、電磁石制御手段の構成が簡単で、こ
れを安価に製作することができる。また、回転体位置目
標値は、ディジタル処理手段に接続された不揮発性メモ
リなどに記憶しておくことができるので、回転体位置目
標値の変更が簡単であり、磁気軸受装置の運転中でも、
必要に応じて、回転体位置目標値を容易に変更すること
ができる。
回転体の変位の演算がディジタル処理手段によりディジ
タル的に行われるので、従来のようなポテンショメー
タ、減算器などのアナログ機器、アナログ回路が不要で
ある。したがって、電磁石制御手段の構成が簡単で、こ
れを安価に製作することができる。また、回転体位置目
標値は、ディジタル処理手段に接続された不揮発性メモ
リなどに記憶しておくことができるので、回転体位置目
標値の変更が簡単であり、磁気軸受装置の運転中でも、
必要に応じて、回転体位置目標値を容易に変更すること
ができる。
【００１６】たとえば、前記ディジタル処理手段に不揮
発性メモリが接続され、前記不揮発性メモリに前記回転
体位置目標値が記憶されている。
発性メモリが接続され、前記不揮発性メモリに前記回転
体位置目標値が記憶されている。
【００１７】たとえば、前記不揮発性メモリがパソコン
（パーソナルコンピュータ）などのコンピュータに接続
され、前記コンピュータにより前記不揮発性メモリに記
憶されている回転体位置目標値が書き替えられる。
（パーソナルコンピュータ）などのコンピュータに接続
され、前記コンピュータにより前記不揮発性メモリに記
憶されている回転体位置目標値が書き替えられる。
【００１８】好ましくは、前記電磁石制御手段が、前記
位置検出信号と一定の回転体位置目標値とから前記回転
体の前記制御軸方向の変位を演算し、この変位演算値に
基づいて前記１対の電磁石に対する制御電流値を演算
し、一定のバイアス電流値と前記制御電流値を加算した
値を一方の励磁電流値とし、前記バイアス電流値から前
記制御電流値を減算した値を他方の励磁電流値として出
力するディジタル処理手段を備えている。
位置検出信号と一定の回転体位置目標値とから前記回転
体の前記制御軸方向の変位を演算し、この変位演算値に
基づいて前記１対の電磁石に対する制御電流値を演算
し、一定のバイアス電流値と前記制御電流値を加算した
値を一方の励磁電流値とし、前記バイアス電流値から前
記制御電流値を減算した値を他方の励磁電流値として出
力するディジタル処理手段を備えている。
【００１９】この場合、ディジタル処理手段において演
算された２つの励磁電流値は、ＤＡ変換器によりアナロ
グ値に変換されて、励磁電流信号として電力増幅器に供
給される。
算された２つの励磁電流値は、ＤＡ変換器によりアナロ
グ値に変換されて、励磁電流信号として電力増幅器に供
給される。
【００２０】位置検出信号と回転体位置目標値とからの
回転体の変位の演算がディジタル処理手段によりディジ
タル的に行われるので、従来のようなポテンショメー
タ、減算器などのアナログ機器、アナログ回路が不要で
ある。また、変位演算値に基づく制御電流値の演算、バ
イアス電流値の設定、バイアス電流値に対する制御電流
値の加算、減算がディジタル処理手段によりディジタル
的に行われるので、従来のようなポテンショメータ、加
算器、減算器などのアナログ機器、アナログ回路が不要
である。また、ディジタル処理手段からＤＡ変換器に供
給される２つの励磁電流値は、すでにバイアス電流値に
対する制御電流値の加算、減算が行われたものであるか
ら、これら２つの励磁電流値の極性は同一でかつ一定で
あり、ＤＡ変換器として、安価な単極性入力のＤＡ変換
器を用いることができる。したがって、電磁石制御手段
の構成が簡単で、これを安価に製作することができる。
さらに、回転体位置目標値およびバイアス電流値は、デ
ィジタル処理手段に接続された不揮発性メモリなどに記
憶しておくことができるので、これらの変更が簡単であ
り、磁気軸受装置の運転中でも、必要に応じて、これら
を容易に変更することができる。
回転体の変位の演算がディジタル処理手段によりディジ
タル的に行われるので、従来のようなポテンショメー
タ、減算器などのアナログ機器、アナログ回路が不要で
ある。また、変位演算値に基づく制御電流値の演算、バ
イアス電流値の設定、バイアス電流値に対する制御電流
値の加算、減算がディジタル処理手段によりディジタル
的に行われるので、従来のようなポテンショメータ、加
算器、減算器などのアナログ機器、アナログ回路が不要
である。また、ディジタル処理手段からＤＡ変換器に供
給される２つの励磁電流値は、すでにバイアス電流値に
対する制御電流値の加算、減算が行われたものであるか
ら、これら２つの励磁電流値の極性は同一でかつ一定で
あり、ＤＡ変換器として、安価な単極性入力のＤＡ変換
器を用いることができる。したがって、電磁石制御手段
の構成が簡単で、これを安価に製作することができる。
さらに、回転体位置目標値およびバイアス電流値は、デ
ィジタル処理手段に接続された不揮発性メモリなどに記
憶しておくことができるので、これらの変更が簡単であ
り、磁気軸受装置の運転中でも、必要に応じて、これら
を容易に変更することができる。
【００２１】たとえば、前記ディジタル処理手段に不揮
発性メモリが接続され、前記不揮発性メモリに前記回転
体位置目標値および前記バイアス電流値が記憶されてい
る。
発性メモリが接続され、前記不揮発性メモリに前記回転
体位置目標値および前記バイアス電流値が記憶されてい
る。
【００２２】たとえば、前記不揮発性メモリがコンピュ
ータに接続され、前記コンピュータにより前記不揮発性
メモリに記憶されている回転体位置目標値およびバイア
ス電流値が書き替えられる。
ータに接続され、前記コンピュータにより前記不揮発性
メモリに記憶されている回転体位置目標値およびバイア
ス電流値が書き替えられる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図２を参照して、この発明
の実施形態について説明する。
の実施形態について説明する。
【００２４】図２は図１の相当する図面であり、図２に
おいて、図１のものと同じ部分には同一の符号を付して
いる。
おいて、図１のものと同じ部分には同一の符号を付して
いる。
【００２５】この実施形態の場合、電磁石制御装置（電
磁石制御手段）(13)は、ＡＤ変換器(25)、制御演算部(1
4)、ＤＡ変換器(15)および２つの電力増幅器(11)(12)を
備えている。制御演算部(14)はＤＳＰで構成されてお
り、これにはＲＯＭ(16)および不揮発性メモリであるフ
ラッシュメモリ(17)が接続されている。また、フラッシ
ュメモリ(17)が、シリアル通信ボード(18)およびケーブ
ル(19)を介してパソコン(20)に接続されている。ＲＯＭ
(16)には、制御演算部(14)における処理プログラムなど
が格納されている。フラッシュメモリ(17)には、回転体
位置目標値Ｘoを記憶したテーブル(26)、バイアス電流
値Ｉoを記憶したテーブル(21)、磁気軸受の制御パラメ
ータを記憶したテーブル（図示略）などが格納されてい
る。
磁石制御手段）(13)は、ＡＤ変換器(25)、制御演算部(1
4)、ＤＡ変換器(15)および２つの電力増幅器(11)(12)を
備えている。制御演算部(14)はＤＳＰで構成されてお
り、これにはＲＯＭ(16)および不揮発性メモリであるフ
ラッシュメモリ(17)が接続されている。また、フラッシ
ュメモリ(17)が、シリアル通信ボード(18)およびケーブ
ル(19)を介してパソコン(20)に接続されている。ＲＯＭ
(16)には、制御演算部(14)における処理プログラムなど
が格納されている。フラッシュメモリ(17)には、回転体
位置目標値Ｘoを記憶したテーブル(26)、バイアス電流
値Ｉoを記憶したテーブル(21)、磁気軸受の制御パラメ
ータを記憶したテーブル（図示略）などが格納されてい
る。
【００２６】制御演算部(14)は、機能的には、変位演算
手段(27)、制御電流演算手段(22)および励磁電流演算手
段(23)を備えている。位置検出装置(4)からの位置検出
信号Ｘは、ＡＤ変換器(25)によりディジタル値に変換さ
れて制御演算部(14)に入力する。変位演算手段(27)は、
このディジタル化した位置検出信号Ｘからフラッシュメ
モリ(17)に記憶されている回転体位置目標値Ｘoを減算
することにより、回転体(1)の変位を演算し、その結果
得られた値ΔＸ（＝Ｘ−Ｘo）を変位演算値として出力
する。制御電流演算手段(22)は、従来例を示す図１の制
御電流演算部(6)と同様、変位演算手段(27)で演算され
た変位演算値ΔＸに基づいて、電磁石(2)(3)に対する制
御電流値Ｉcを演算する。励磁電流演算手段(23)は、フ
ラッシュメモリ(17)に記憶されているバイアス電流値Ｉ
oと制御電流演算手段(22)で演算された制御電流値Ｉcを
加算し、その結果得られた値（Ｉo＋Ｉc）を第１の励磁
電流値としてＤＡ変換器(15)に出力するとともに、上記
バイアス電流値Ｉoから上記制御電流値Ｉcを減算し、そ
の結果得られた値（Ｉo−Ｉc）を第２の励磁電流値とし
てＤＡ変換器(15)に出力する。第１の励磁電流値（Ｉo
＋Ｉc）はＤＡ変換器(15)によりアナログ信号に変換さ
れて、第１の励磁電流信号（Ｉo＋Ｉc）として第１の電
力増幅器(11)に供給され、第１の電力増幅器(11)は第１
の励磁電流信号（Ｉo＋Ｉc）を増幅し、これに比例する
励磁電流を第１の電磁石(2)に供給する。第２の励磁電
流値（Ｉo−Ｉc）はＤＡ変換器(15)によりアナログ信号
に変換されて、第２の励磁電流信号（Ｉo−Ｉc）として
第２の電力増幅器(12)に供給され、第２の電力増幅器(1
2)は第２の励磁電流信号（Ｉo−Ｉc）を増幅し、これに
比例する励磁電流を第２の電磁石(3)に供給する。な
お、図２には、制御演算部(14)の構成を機能ブロックで
表わしているが、実際は、制御演算部(14)の変位演算手
段(27)、制御電流演算手段(22)および励磁電流演算手段
(23)における処理は、ＲＯＭ(16)に記憶されているプロ
グラムにより実行される。
手段(27)、制御電流演算手段(22)および励磁電流演算手
段(23)を備えている。位置検出装置(4)からの位置検出
信号Ｘは、ＡＤ変換器(25)によりディジタル値に変換さ
れて制御演算部(14)に入力する。変位演算手段(27)は、
このディジタル化した位置検出信号Ｘからフラッシュメ
モリ(17)に記憶されている回転体位置目標値Ｘoを減算
することにより、回転体(1)の変位を演算し、その結果
得られた値ΔＸ（＝Ｘ−Ｘo）を変位演算値として出力
する。制御電流演算手段(22)は、従来例を示す図１の制
御電流演算部(6)と同様、変位演算手段(27)で演算され
た変位演算値ΔＸに基づいて、電磁石(2)(3)に対する制
御電流値Ｉcを演算する。励磁電流演算手段(23)は、フ
ラッシュメモリ(17)に記憶されているバイアス電流値Ｉ
oと制御電流演算手段(22)で演算された制御電流値Ｉcを
加算し、その結果得られた値（Ｉo＋Ｉc）を第１の励磁
電流値としてＤＡ変換器(15)に出力するとともに、上記
バイアス電流値Ｉoから上記制御電流値Ｉcを減算し、そ
の結果得られた値（Ｉo−Ｉc）を第２の励磁電流値とし
てＤＡ変換器(15)に出力する。第１の励磁電流値（Ｉo
＋Ｉc）はＤＡ変換器(15)によりアナログ信号に変換さ
れて、第１の励磁電流信号（Ｉo＋Ｉc）として第１の電
力増幅器(11)に供給され、第１の電力増幅器(11)は第１
の励磁電流信号（Ｉo＋Ｉc）を増幅し、これに比例する
励磁電流を第１の電磁石(2)に供給する。第２の励磁電
流値（Ｉo−Ｉc）はＤＡ変換器(15)によりアナログ信号
に変換されて、第２の励磁電流信号（Ｉo−Ｉc）として
第２の電力増幅器(12)に供給され、第２の電力増幅器(1
2)は第２の励磁電流信号（Ｉo−Ｉc）を増幅し、これに
比例する励磁電流を第２の電磁石(3)に供給する。な
お、図２には、制御演算部(14)の構成を機能ブロックで
表わしているが、実際は、制御演算部(14)の変位演算手
段(27)、制御電流演算手段(22)および励磁電流演算手段
(23)における処理は、ＲＯＭ(16)に記憶されているプロ
グラムにより実行される。
【００２７】バイアス電流値Ｉoは正の値であり、その
絶対値は制御電流値Ｉcの絶対値より大きい。したがっ
て、制御演算部(14)からＤＡ変換器(15)に供給される第
１の励磁電流値（Ｉo＋Ｉc）および第２の励磁電流値
（Ｉo−Ｉc）は、常に正の値であり、ＤＡ変換器(15)と
して、安価な正の単極性入力のＤＡ変換器を用いること
ができる。
絶対値は制御電流値Ｉcの絶対値より大きい。したがっ
て、制御演算部(14)からＤＡ変換器(15)に供給される第
１の励磁電流値（Ｉo＋Ｉc）および第２の励磁電流値
（Ｉo−Ｉc）は、常に正の値であり、ＤＡ変換器(15)と
して、安価な正の単極性入力のＤＡ変換器を用いること
ができる。
【００２８】回転体位置目標値Ｘoおよびバイアス電流
値Ｉoを変更する必要があるときは、パソコン(20)によ
り、フラッシュメモリ(17)のテーブル(20)の内容を書き
替えることができる。また、必要に応じて、パソコン(2
0)により、フラッシュメモリ(17)のテーブルに記憶され
た磁気軸受の制御パラメータなどを書き替えることもで
きる。しかしながら、電磁石制御装置(13)は、パソコン
などのコンピュータに接続されなくてもよい。
値Ｉoを変更する必要があるときは、パソコン(20)によ
り、フラッシュメモリ(17)のテーブル(20)の内容を書き
替えることができる。また、必要に応じて、パソコン(2
0)により、フラッシュメモリ(17)のテーブルに記憶され
た磁気軸受の制御パラメータなどを書き替えることもで
きる。しかしながら、電磁石制御装置(13)は、パソコン
などのコンピュータに接続されなくてもよい。
【図１】図１は、従来例を示す磁気軸受装置の主要部の
構成図である。
構成図である。
【図２】図２は、この発明の実施形態を示す磁気軸受装
置の主要部の構成図である。
置の主要部の構成図である。
(1) 回転体 (2)(3) 電磁石 (4) 位置検出装置 (13) 電磁石制御装置 (14) 制御演算部 (22) 制御電流演算手段 (23) 励磁電流演算手段 (27) 変位演算手段
Claims (2)
- 【請求項１】回転体を１つの制御軸方向の両側から挟ん
で前記制御軸方向の所定の目標位置に非接触支持する１
対の電磁石と、前記回転体の前記制御軸方向の位置を検
出する位置検出手段と、前記位置検出手段からの位置検
出信号に基づいて前記１対の電磁石に供給する励磁電流
を制御する電磁石制御手段とを備えている制御型磁気軸
受装置において、 前記電磁石制御手段が、前記位置検出信号と一定の回転
体位置目標値とから前記回転体の前記制御軸方向の変位
を演算し、この変位演算値に基づいて前記１対の電磁石
に対する制御電流値を演算するディジタル処理手段を備
えていることを特徴とする制御型磁気軸受装置。 - 【請求項２】前記電磁石制御手段が、前記位置検出信号
と一定の回転体位置目標値とから前記回転体の前記制御
軸方向の変位を演算し、この変位演算値に基づいて前記
１対の電磁石に対する制御電流値を演算し、一定のバイ
アス電流値と前記制御電流値を加算した値を一方の励磁
電流値とし、前記バイアス電流値から前記制御電流値を
減算した値を他方の励磁電流値として出力するディジタ
ル処理手段を備えていることを特徴とする請求項１の制
御型磁気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10005695A JPH11201164A (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 制御型磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10005695A JPH11201164A (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 制御型磁気軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11201164A true JPH11201164A (ja) | 1999-07-27 |
Family
ID=11618248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10005695A Pending JPH11201164A (ja) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 制御型磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11201164A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023551544A (ja) * | 2020-12-03 | 2023-12-08 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | マイクロデバイスの位置特定を可能にする該マイクロデバイス |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6225323U (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-16 | ||
| JPH04337111A (ja) * | 1991-05-14 | 1992-11-25 | Seiko Seiki Co Ltd | 制御型磁気軸受スピンドル |
| JPH05240245A (ja) * | 1992-02-28 | 1993-09-17 | Shimadzu Corp | 磁気軸受装置 |
| JPH0612827U (ja) * | 1992-07-21 | 1994-02-18 | セイコー精機株式会社 | 磁気軸受装置 |
| JPH0741063U (ja) * | 1993-12-21 | 1995-07-21 | セイコー精機株式会社 | 磁気軸受装置 |
| JPH07238930A (ja) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Toyota Motor Corp | 磁気軸受制御装置 |
| JPH0828562A (ja) * | 1994-07-12 | 1996-02-02 | Seiko Seiki Co Ltd | 磁気軸受装置 |
| JPH09126238A (ja) * | 1995-10-27 | 1997-05-13 | Seiko Seiki Co Ltd | 磁気軸受の制御装置 |
-
1998
- 1998-01-14 JP JP10005695A patent/JPH11201164A/ja active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6225323U (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-16 | ||
| JPH04337111A (ja) * | 1991-05-14 | 1992-11-25 | Seiko Seiki Co Ltd | 制御型磁気軸受スピンドル |
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| JPH0741063U (ja) * | 1993-12-21 | 1995-07-21 | セイコー精機株式会社 | 磁気軸受装置 |
| JPH07238930A (ja) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Toyota Motor Corp | 磁気軸受制御装置 |
| JPH0828562A (ja) * | 1994-07-12 | 1996-02-02 | Seiko Seiki Co Ltd | 磁気軸受装置 |
| JPH09126238A (ja) * | 1995-10-27 | 1997-05-13 | Seiko Seiki Co Ltd | 磁気軸受の制御装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 樋口俊郎 他２名: "ＤＳＰを利用した５自由度制御形磁気軸受のディジタル制御システムの開発", システム制御情報学会論文誌, vol. 2, no. 6, JPNX006031350, 1989, pages 183 - 190, ISSN: 0000756124 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023551544A (ja) * | 2020-12-03 | 2023-12-08 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | マイクロデバイスの位置特定を可能にする該マイクロデバイス |
| JP2024050905A (ja) * | 2020-12-03 | 2024-04-10 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | マイクロデバイスの位置特定を可能にする該マイクロデバイス |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051101 |
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