JPH1122729A - 磁気軸受装置 - Google Patents
磁気軸受装置Info
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- JPH1122729A JPH1122729A JP9175415A JP17541597A JPH1122729A JP H1122729 A JPH1122729 A JP H1122729A JP 9175415 A JP9175415 A JP 9175415A JP 17541597 A JP17541597 A JP 17541597A JP H1122729 A JPH1122729 A JP H1122729A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 29
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 インバータの回路の簡素化および小形化が可
能で、異常処理の信頼性および融通性の高い磁気軸受装
置を提供する。 【解決手段】 磁気軸受装置は、回転体10を非接触支持
する複数の電磁石11を有する制御型磁気軸受と、回転体
10の位置検出装置13と、回転体10を回転駆動する電動モ
ータ14と、モータ14を駆動するインバータ15と、回転体
10の回転数検出装置16と、位置検出装置13の出力信号に
基づいて電磁石11を制御するとともに回転数検出装置16
の出力信号に基づいてインバータ15を制御する制御部18
とを備えている。異常検出装置17が設けられ、制御部18
が、電磁石11およびインバータ15を制御するディジタル
信号処理プロセッサを備えており、異常が検出されたと
きに、ディジタル信号処理プロセッサがインバータ15を
制御して異常処理を行わせる。
能で、異常処理の信頼性および融通性の高い磁気軸受装
置を提供する。 【解決手段】 磁気軸受装置は、回転体10を非接触支持
する複数の電磁石11を有する制御型磁気軸受と、回転体
10の位置検出装置13と、回転体10を回転駆動する電動モ
ータ14と、モータ14を駆動するインバータ15と、回転体
10の回転数検出装置16と、位置検出装置13の出力信号に
基づいて電磁石11を制御するとともに回転数検出装置16
の出力信号に基づいてインバータ15を制御する制御部18
とを備えている。異常検出装置17が設けられ、制御部18
が、電磁石11およびインバータ15を制御するディジタル
信号処理プロセッサを備えており、異常が検出されたと
きに、ディジタル信号処理プロセッサがインバータ15を
制御して異常処理を行わせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、回転体を磁気軸
受で非接触支持する磁気軸受装置に関する。
受で非接触支持する磁気軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気軸受装置として、回転体を非接触支
持する複数の電磁石を有する制御型磁気軸受と、回転体
の位置を検出する位置検出装置と、回転体を回転駆動す
る電動モータと、モータを駆動するインバータと、回転
体の回転数を検出する回転数検出装置と、位置検出装置
の出力信号に基づいて電磁石を制御するとともに回転数
検出装置の出力信号に基づいてインバータを制御する制
御部とを備えているものが知られている。
持する複数の電磁石を有する制御型磁気軸受と、回転体
の位置を検出する位置検出装置と、回転体を回転駆動す
る電動モータと、モータを駆動するインバータと、回転
体の回転数を検出する回転数検出装置と、位置検出装置
の出力信号に基づいて電磁石を制御するとともに回転数
検出装置の出力信号に基づいてインバータを制御する制
御部とを備えているものが知られている。
【０００３】このような従来の磁気軸受装置において、
モータ駆動用のインバータには、停電、インバータの異
常温度上昇、モータの過電流などの異常が発生したとき
に、異常処理を行わせるための保護回路が設けられてい
る。
モータ駆動用のインバータには、停電、インバータの異
常温度上昇、モータの過電流などの異常が発生したとき
に、異常処理を行わせるための保護回路が設けられてい
る。
【０００４】ところが、保護回路があるために、インバ
ータの回路が複雑になり、インバータの外形が大きくな
る。また、保護回路のためにインバータの部品点数が多
くなるため、信頼性も高くない。
ータの回路が複雑になり、インバータの外形が大きくな
る。また、保護回路のためにインバータの部品点数が多
くなるため、信頼性も高くない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、上
記の問題を解決し、インバータの回路の簡素化および小
形化が可能で、異常処理の信頼性および融通性の高い磁
気軸受装置を提供することにある。
記の問題を解決し、インバータの回路の簡素化および小
形化が可能で、異常処理の信頼性および融通性の高い磁
気軸受装置を提供することにある。
【０００６】
【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、回転体を非接触支持する複数
の電磁石を有する制御型磁気軸受と、前記回転体の位置
を検出する位置検出装置と、前記回転体を回転駆動する
電動モータと、前記電動モータを駆動するインバータ
と、前記回転体の回転数を検出する回転数検出装置と、
前記位置検出装置の出力信号に基づいて前記電磁石を制
御するとともに前記回転数検出装置の出力信号に基づい
て前記インバータを制御する制御部とを備えている磁気
軸受装置において、所要部分の異常を検出する異常検出
装置が設けられ、前記制御部が、前記電磁石および前記
インバータを制御するディジタル信号処理プロセッサを
備えており、前記異常検出装置により異常が検出された
ときに、前記ディジタル信号処理プロセッサが前記イン
バータを制御して異常処理を行わせるようになっている
ことを特徴とするものである。
明による磁気軸受装置は、回転体を非接触支持する複数
の電磁石を有する制御型磁気軸受と、前記回転体の位置
を検出する位置検出装置と、前記回転体を回転駆動する
電動モータと、前記電動モータを駆動するインバータ
と、前記回転体の回転数を検出する回転数検出装置と、
前記位置検出装置の出力信号に基づいて前記電磁石を制
御するとともに前記回転数検出装置の出力信号に基づい
て前記インバータを制御する制御部とを備えている磁気
軸受装置において、所要部分の異常を検出する異常検出
装置が設けられ、前記制御部が、前記電磁石および前記
インバータを制御するディジタル信号処理プロセッサを
備えており、前記異常検出装置により異常が検出された
ときに、前記ディジタル信号処理プロセッサが前記イン
バータを制御して異常処理を行わせるようになっている
ことを特徴とするものである。
【０００７】この明細書において、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
ハードウェアを指す。なお、以下、これをＤＳＰと略す
ことにする。
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
ハードウェアを指す。なお、以下、これをＤＳＰと略す
ことにする。
【０００８】異常発生時に制御部のＤＳＰがインバータ
を制御して異常処理を行わせるので、インバータに従来
のような保護回路を設ける必要がない。このため、イン
バータの回路の簡素化および部品点数の削減が可能で、
信頼性が高くなり、インバータの小形化ができる。ま
た、ＤＳＰのソフトウェアプログラムによって異常処理
制御を自由に設計することができ、きわめて融通性が高
い。
を制御して異常処理を行わせるので、インバータに従来
のような保護回路を設ける必要がない。このため、イン
バータの回路の簡素化および部品点数の削減が可能で、
信頼性が高くなり、インバータの小形化ができる。ま
た、ＤＳＰのソフトウェアプログラムによって異常処理
制御を自由に設計することができ、きわめて融通性が高
い。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、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。
【００１０】図１は、磁気軸受装置の構成を概略的示し
ている。
ている。
【００１１】磁気軸受装置は、回転体(10)を非接触支持
する複数の電磁石(11)を有するディジタル制御型磁気軸
受と、電磁石(11)を駆動する電磁石駆動回路(12)と、回
転体(10)の位置を検出する位置検出装置(13)と、回転体
(10)を回転駆動する電動モータ(14)と、モータ(14)を駆
動するインバータ(15)と、回転体(10)の回転数を検出す
る回転数検出装置(16)と、磁気軸受装置の所要部分の異
常を検出する異常検出装置(17)と、位置検出装置(13)の
出力信号に基づいて駆動回路(12)を介して電磁石(11)を
制御するとともに回転数検出装置(16)の出力信号および
異常検出装置(17)の出力信号に基づいてインバータ(15)
を制御する制御部(18)とを備えている。
する複数の電磁石(11)を有するディジタル制御型磁気軸
受と、電磁石(11)を駆動する電磁石駆動回路(12)と、回
転体(10)の位置を検出する位置検出装置(13)と、回転体
(10)を回転駆動する電動モータ(14)と、モータ(14)を駆
動するインバータ(15)と、回転体(10)の回転数を検出す
る回転数検出装置(16)と、磁気軸受装置の所要部分の異
常を検出する異常検出装置(17)と、位置検出装置(13)の
出力信号に基づいて駆動回路(12)を介して電磁石(11)を
制御するとともに回転数検出装置(16)の出力信号および
異常検出装置(17)の出力信号に基づいてインバータ(15)
を制御する制御部(18)とを備えている。
【００１２】磁気軸受は、複数の電磁石(11)の磁気吸引
力により、回転体(10)の軸方向（アキシアル方向）の１
箇所において回転体(10)を軸方向の制御軸方向に非接触
支持するとともに、軸方向の２箇所において、それぞ
れ、回転体(10)を互いに直交する２つの径方向（ラジア
ル方向）の制御軸方向に非接触支持するものである。電
磁石駆動回路(12)は、各電磁石(11)に対して１つずつ設
けられている。各駆動回路(12)は、電力増幅器などを備
えており、後述するように制御部(18)から出力される電
磁石制御信号に基づいて対応する電磁石(11)に励磁電流
を供給する。なお、図１には、対応する電磁石(11)と駆
動回路(12)を１組だけを示している。
力により、回転体(10)の軸方向（アキシアル方向）の１
箇所において回転体(10)を軸方向の制御軸方向に非接触
支持するとともに、軸方向の２箇所において、それぞ
れ、回転体(10)を互いに直交する２つの径方向（ラジア
ル方向）の制御軸方向に非接触支持するものである。電
磁石駆動回路(12)は、各電磁石(11)に対して１つずつ設
けられている。各駆動回路(12)は、電力増幅器などを備
えており、後述するように制御部(18)から出力される電
磁石制御信号に基づいて対応する電磁石(11)に励磁電流
を供給する。なお、図１には、対応する電磁石(11)と駆
動回路(12)を１組だけを示している。
【００１３】位置検出装置(13)は、複数の位置センサに
より、回転体(10)の前記軸方向の制御軸方向の位置を検
出するとともに、回転体(10)の軸方向の２箇所における
互いに直交する前記２つの径方向の制御軸方向の位置を
検出するものである。
より、回転体(10)の前記軸方向の制御軸方向の位置を検
出するとともに、回転体(10)の軸方向の２箇所における
互いに直交する前記２つの径方向の制御軸方向の位置を
検出するものである。
【００１４】磁気軸受の電磁石(11)、電磁石駆動回路(1
2)、位置検出装置(13)、モータ(14)、インバータ(15)お
よび回転数検出装置(16)については、公知の任意の構成
を採用しうるので、詳細な説明は省略する。
2)、位置検出装置(13)、モータ(14)、インバータ(15)お
よび回転数検出装置(16)については、公知の任意の構成
を採用しうるので、詳細な説明は省略する。
【００１５】制御部(18)は、ＤＳＰを備えている。ＤＳ
Ｐは、位置検出装置(13)の出力信号に基づいて、各駆動
回路(12)に電磁石制御信号を出力する。そして、前述の
ように、各駆動回路(12)から電磁石制御信号に基づく励
磁電流が対応する電磁石(11)に供給され、これにより、
回転体(10)が所定の目標位置に非接触支持される。ま
た、ＤＳＰは、回転数検出装置(16)の出力信号に基づい
て、インバータ(15)に回転数指令信号を出力する。そし
て、インバータ(15)はＤＳＰからの回転数指令信号に基
づく駆動電流をモータ(14)に供給し、これにより、回転
体(10)が所定の回転数で回転させられる。
Ｐは、位置検出装置(13)の出力信号に基づいて、各駆動
回路(12)に電磁石制御信号を出力する。そして、前述の
ように、各駆動回路(12)から電磁石制御信号に基づく励
磁電流が対応する電磁石(11)に供給され、これにより、
回転体(10)が所定の目標位置に非接触支持される。ま
た、ＤＳＰは、回転数検出装置(16)の出力信号に基づい
て、インバータ(15)に回転数指令信号を出力する。そし
て、インバータ(15)はＤＳＰからの回転数指令信号に基
づく駆動電流をモータ(14)に供給し、これにより、回転
体(10)が所定の回転数で回転させられる。
【００１６】異常検出装置(17)は、たとえば、インバー
タ(15)の異常温度上昇、モータ(14)の過電流、磁気軸受
の異常動作、停電などの異常を検出するものであり、そ
れぞれの異常を検出するためのセンサが異常検出部位に
設けられている。そして、異常検出装置(17)は、いずれ
かの異常が検出されると、制御部(18)のＤＳＰに異常内
容に対応する割り込み信号を送る。ＤＳＰは、異常検出
装置(17)から割り込み信号が送られてくると、その異常
内容に対応する異常処理を行うようにインバータ(15)を
制御する。
タ(15)の異常温度上昇、モータ(14)の過電流、磁気軸受
の異常動作、停電などの異常を検出するものであり、そ
れぞれの異常を検出するためのセンサが異常検出部位に
設けられている。そして、異常検出装置(17)は、いずれ
かの異常が検出されると、制御部(18)のＤＳＰに異常内
容に対応する割り込み信号を送る。ＤＳＰは、異常検出
装置(17)から割り込み信号が送られてくると、その異常
内容に対応する異常処理を行うようにインバータ(15)を
制御する。
【００１７】次に、図２のフローチャートを参照して、
上記の制御部(18)におけるＤＳＰの処理の１例について
説明する。
上記の制御部(18)におけるＤＳＰの処理の１例について
説明する。
【００１８】図２において、ＤＳＰは、まず、各制御軸
について、位置検出装置(13)の出力信号である位置検出
信号を入力し（ステップ１）、これに基づいてＰＩＤ演
算を行い（ステップ２）、対応する駆動回路(12)に電磁
石制御信号を出力する（ステップ３）。次に、異常検出
装置(17)からの割り込み信号があったかどうか、すなわ
ち、異常が検出されたかどうかを調べ（ステップ４）、
異常が検出されていなければ、ステップ１に戻る。そし
て、異常が検出されていない間は、ステップ１〜４の動
作を繰り返す。ステップ４において異常が検出されてい
たときは、ステップ５に進み、インバータ(15)に異常の
内容に応じた異常処理を行わせるための異常処理制御を
行い、ステップ１に戻る。たとえば、インバータ(15)の
異常温度上昇やモータ(14)の過電流などの異常が検出さ
れたときは、インバータ(15)からモータ(14)への出力を
０とするいわゆるフリーラン制御を行い、インバータ(1
5)およびモータ(14)を保護する。また、磁気軸受の異常
動作や停電などの異常が検出されたときは、モータ(14)
を制動してすぐに停止させるようにインバータ(15)を制
御する。
について、位置検出装置(13)の出力信号である位置検出
信号を入力し（ステップ１）、これに基づいてＰＩＤ演
算を行い（ステップ２）、対応する駆動回路(12)に電磁
石制御信号を出力する（ステップ３）。次に、異常検出
装置(17)からの割り込み信号があったかどうか、すなわ
ち、異常が検出されたかどうかを調べ（ステップ４）、
異常が検出されていなければ、ステップ１に戻る。そし
て、異常が検出されていない間は、ステップ１〜４の動
作を繰り返す。ステップ４において異常が検出されてい
たときは、ステップ５に進み、インバータ(15)に異常の
内容に応じた異常処理を行わせるための異常処理制御を
行い、ステップ１に戻る。たとえば、インバータ(15)の
異常温度上昇やモータ(14)の過電流などの異常が検出さ
れたときは、インバータ(15)からモータ(14)への出力を
０とするいわゆるフリーラン制御を行い、インバータ(1
5)およびモータ(14)を保護する。また、磁気軸受の異常
動作や停電などの異常が検出されたときは、モータ(14)
を制動してすぐに停止させるようにインバータ(15)を制
御する。
【図１】図１は、この発明の実施形態を示す磁気軸受装
置の概略構成図である。
置の概略構成図である。
【図２】図２は、制御部のディジタル信号処理プロセッ
サの処理の１例を示すフローチャートである。
サの処理の１例を示すフローチャートである。
(10) 回転体 (11) 電磁石 (13) 位置検出装置 (14) 電動モータ (15) インバータ (16) 回転数検出装置 (17) 異常検出装置 (18) 制御部
Claims (1)
- 【請求項１】回転体を非接触支持する複数の電磁石を有
する制御型磁気軸受と、前記回転体の位置を検出する位
置検出装置と、前記回転体を回転駆動する電動モータ
と、前記電動モータを駆動するインバータと、前記回転
体の回転数を検出する回転数検出装置と、前記位置検出
装置の出力信号に基づいて前記電磁石を制御するととも
に前記回転数検出装置の出力信号に基づいて前記インバ
ータを制御する制御部とを備えている磁気軸受装置にお
いて、 所要部分の異常を検出する異常検出装置が設けられ、前
記制御部が、前記電磁石および前記インバータを制御す
るディジタル信号処理プロセッサを備えており、前記異
常検出装置により異常が検出されたときに、前記ディジ
タル信号処理プロセッサが前記インバータを制御して異
常処理を行わせるようになっていることを特徴とする磁
気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9175415A JPH1122729A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9175415A JPH1122729A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 磁気軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1122729A true JPH1122729A (ja) | 1999-01-26 |
Family
ID=15995705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9175415A Pending JPH1122729A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1122729A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6617734B2 (en) | 2000-06-28 | 2003-09-09 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Magnetic bearing control device |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04160223A (ja) * | 1990-10-25 | 1992-06-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 磁気軸受制御装置 |
| JPH0518417A (ja) * | 1991-07-12 | 1993-01-26 | Seiko Seiki Co Ltd | 磁気軸受用コントローラ |
| JPH05180224A (ja) * | 1991-12-27 | 1993-07-20 | Ntn Corp | 磁気軸受制御装置 |
| JPH06261585A (ja) * | 1993-03-09 | 1994-09-16 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | インバータ装置 |
| JPH09112482A (ja) * | 1995-10-20 | 1997-05-02 | Koyo Seiko Co Ltd | ターボ分子ポンプ |
-
1997
- 1997-07-01 JP JP9175415A patent/JPH1122729A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04160223A (ja) * | 1990-10-25 | 1992-06-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 磁気軸受制御装置 |
| JPH0518417A (ja) * | 1991-07-12 | 1993-01-26 | Seiko Seiki Co Ltd | 磁気軸受用コントローラ |
| JPH05180224A (ja) * | 1991-12-27 | 1993-07-20 | Ntn Corp | 磁気軸受制御装置 |
| JPH06261585A (ja) * | 1993-03-09 | 1994-09-16 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | インバータ装置 |
| JPH09112482A (ja) * | 1995-10-20 | 1997-05-02 | Koyo Seiko Co Ltd | ターボ分子ポンプ |
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|---|---|---|---|---|
| US6617734B2 (en) | 2000-06-28 | 2003-09-09 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Magnetic bearing control device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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