JPS5854220A - ５軸制御磁気軸受の制御力駆動方法 - Google Patents
５軸制御磁気軸受の制御力駆動方法Info
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- JPS5854220A JPS5854220A JP15342181A JP15342181A JPS5854220A JP S5854220 A JPS5854220 A JP S5854220A JP 15342181 A JP15342181 A JP 15342181A JP 15342181 A JP15342181 A JP 15342181A JP S5854220 A JPS5854220 A JP S5854220A
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- magnetic bearing
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- Pending
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 21
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
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- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding 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
- F16C32/0444—Details of devices to control the actuation of the electromagnets
- F16C32/0451—Details of controllers, i.e. the units determining the power to be supplied, e.g. comparing elements, feedback arrangements with P.I.D. control
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- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ターボ分子ポンプあるいは６般工作機械用
スピンドル等に応用される５軸制御磁気軸受に於いて、
励磁コイルへの電力供給方法を完全プツシニブル方式と
したことを特徴とする制御力駆動方法に関するものであ
る。
スピンドル等に応用される５軸制御磁気軸受に於いて、
励磁コイルへの電力供給方法を完全プツシニブル方式と
したことを特徴とする制御力駆動方法に関するものであ
る。
第１図は、Ｓ軸制御磁気軸受の一般的構成図である０図
に於いて、１及び１′は夫々上部、下部の半径方向位置
検出器、２は回転体、３及び３′は励磁コイル５ｍ、３
’ａ及び積層構造の磁性材ヨーク５Ａ、３’Ａより構成
される夫々上部、下部の１半径方向磁気軸受、４は軸方
向磁気軸受の励磁コイル、５は回転体２に取り付けられ
たアーマチャディスク、６は軸方向位置検出Ｗ７に対す
るターゲット、８は積層構造の磁性材ヨーク８ｂに駆動
コイル８ａを巻き、回転体２に取り付けられたロータ８
ｃに対し力を発生させ回転体２を回転させるモータ、９
はステータ、１０はステータ９を支持する７レーム、１
１は配線接続用コネクタである。
に於いて、１及び１′は夫々上部、下部の半径方向位置
検出器、２は回転体、３及び３′は励磁コイル５ｍ、３
’ａ及び積層構造の磁性材ヨーク５Ａ、３’Ａより構成
される夫々上部、下部の１半径方向磁気軸受、４は軸方
向磁気軸受の励磁コイル、５は回転体２に取り付けられ
たアーマチャディスク、６は軸方向位置検出Ｗ７に対す
るターゲット、８は積層構造の磁性材ヨーク８ｂに駆動
コイル８ａを巻き、回転体２に取り付けられたロータ８
ｃに対し力を発生させ回転体２を回転させるモータ、９
はステータ、１０はステータ９を支持する７レーム、１
１は配線接続用コネクタである。
第２図は、半径方向磁気軸受３の断面形状を示す図であ
り、励磁フィル５ａ、３ｂ、５ｃ、５ｄ、３＊６３／、
３９．３により構成されている。
り、励磁フィル５ａ、３ｂ、５ｃ、５ｄ、３＊６３／、
３９．３により構成されている。
この内、３＠、５６と３１，５／が１軸方向の対を形成
しており、５ｇ、３６を励磁すると回転体２はｘ′力方
向吸引され、３＃、５／を励磁すると２方向に吸引され
る。ν軸方向についても同様に、Ｓｏ、５ｄとｓｒ、３
ｈが対を形成し、ｙ方向吸引は３ｆ、３４が、Ｖ′方向
吸引は３ｃ、３ｄが夫々その役割を担っている。
しており、５ｇ、３６を励磁すると回転体２はｘ′力方
向吸引され、３＃、５／を励磁すると２方向に吸引され
る。ν軸方向についても同様に、Ｓｏ、５ｄとｓｒ、３
ｈが対を形成し、ｙ方向吸引は３ｆ、３４が、Ｖ′方向
吸引は３ｃ、３ｄが夫々その役割を担っている。
１軸方向あるいは１軸方向の励磁コイルの対に対する電
力供給方法は、フランス特２２１４９６４４の特許請求
番号５に明示されている。この方法は、＃！３図に示す
ように正あるいは負の信号を出す移相器１２を備え、正
の信号は、正の＃ＩＩ器１３に導かれ該当する例えば５
ａ、５にの励磁コイル２個を働かせるためのセミプッシ
ュプル増幅器１４を駆動し、−力負の信号は、負のＩＩ
Ｍ器１５に導かれ、該当する他方の励磁コイル３ｇ、５
７２個を働かせるためのセミプツシ、プル増幅１１１１
５を駆動するようになっている。
力供給方法は、フランス特２２１４９６４４の特許請求
番号５に明示されている。この方法は、＃！３図に示す
ように正あるいは負の信号を出す移相器１２を備え、正
の信号は、正の＃ＩＩ器１３に導かれ該当する例えば５
ａ、５にの励磁コイル２個を働かせるためのセミプッシ
ュプル増幅器１４を駆動し、−力負の信号は、負のＩＩ
Ｍ器１５に導かれ、該当する他方の励磁コイル３ｇ、５
７２個を働かせるためのセミプツシ、プル増幅１１１１
５を駆動するようになっている。
この方法は、正の信号専用のセミプツシ、プル増幅器１
４と負の信号専用のセミプッシュプル増幅器１６が２系
統必要となるため回路素子数が多くなる欠点を有してい
る。又、励磁コイルに一定バイアス電流を供給して、磁
気軸受の剛性を高めようとする場合、セミプッシュプル
増幅６１１４１び１６のバイアス条件を調整するわけで
あるが、バランスをとらねばならず煩雑な調整作業を要
した。さらに、バイアス電流を流すことにより発熱の問
題が生ずるので、セミプッシュプル増幅器１４．１６の
大型化と寿命及び信頼性低下を招いていた。又、正の入
力信号に対する励磁コイルの電流利得と、負の入力信号
に対する励磁コイルの電流利得を一致させる必要がある
為、セミプッシュプル増幅器１４．１（Ｓあるいは、線
型器１３゜１５の回路構成は異なったものになると言う
煩雑さを持っていた。
４と負の信号専用のセミプッシュプル増幅器１６が２系
統必要となるため回路素子数が多くなる欠点を有してい
る。又、励磁コイルに一定バイアス電流を供給して、磁
気軸受の剛性を高めようとする場合、セミプッシュプル
増幅６１１４１び１６のバイアス条件を調整するわけで
あるが、バランスをとらねばならず煩雑な調整作業を要
した。さらに、バイアス電流を流すことにより発熱の問
題が生ずるので、セミプッシュプル増幅器１４．１６の
大型化と寿命及び信頼性低下を招いていた。又、正の入
力信号に対する励磁コイルの電流利得と、負の入力信号
に対する励磁コイルの電流利得を一致させる必要がある
為、セミプッシュプル増幅器１４．１（Ｓあるいは、線
型器１３゜１５の回路構成は異なったものになると言う
煩雑さを持っていた。
本発明は上記の欠点を除去したもので、第３図で用いら
れているセミプッシュプル増幅器１４゜１６にかわって
、完全なプツシニブル増幅器を使用することを特徴とし
ている。第４図に、プッシュプル増幅器の一回路例を示
す０図に於いて、１７はプツシ−プル増幅器、１８はコ
イル電流検出抵抗である。プッシュプル増幅器１７を使
用する場合、励磁コイルの結線は、第２図に於いてＸ軸
方向については、例えば５ｂ、３−を直列接続して一定
電流を供給し、５ａ、５ｆを直列接続してプツシニブル
増幅器１７と結線し制御電流を供給すると言うことにな
る。Ｖ軸方向についても励磁コイル結線方法は同様であ
る。尚、直列接続する場合、制御力が発生するようコイ
ル巻線方向に注意せねばならないことはいうまでもない
。
れているセミプッシュプル増幅器１４゜１６にかわって
、完全なプツシニブル増幅器を使用することを特徴とし
ている。第４図に、プッシュプル増幅器の一回路例を示
す０図に於いて、１７はプツシ−プル増幅器、１８はコ
イル電流検出抵抗である。プッシュプル増幅器１７を使
用する場合、励磁コイルの結線は、第２図に於いてＸ軸
方向については、例えば５ｂ、３−を直列接続して一定
電流を供給し、５ａ、５ｆを直列接続してプツシニブル
増幅器１７と結線し制御電流を供給すると言うことにな
る。Ｖ軸方向についても励磁コイル結線方法は同様であ
る。尚、直列接続する場合、制御力が発生するようコイ
ル巻線方向に注意せねばならないことはいうまでもない
。
プッシュプル増幅器１７を使用する場合の半径方向制御
装置の一例を第５図に示す０図に於いて、１９は半径方
向位置検出器１，１′からの一軸及びＶ軸方向位置信号
を受けて、プツシ、プル増幅器１７に印加する制御信号
を発生する制御回路、２０は励磁コイルに一定電流工。
装置の一例を第５図に示す０図に於いて、１９は半径方
向位置検出器１，１′からの一軸及びＶ軸方向位置信号
を受けて、プツシ、プル増幅器１７に印加する制御信号
を発生する制御回路、２０は励磁コイルに一定電流工。
を供給する為の定電流回路である。制御回路１９の構成
法については既に記述したフランス特許２１４９６４４
に詳しい。
法については既に記述したフランス特許２１４９６４４
に詳しい。
第５図の構成法によれば、一定電流を流す励磁コイルす
べてを直列にして定電流回路２０と接続しているので、
２０を調整することにより簡単に軸受剛性を変化させる
ことができる。又、セミプッシュプル増幅器を使用する
方式に比べて、プッシュプル増幅器の場合は回路素子数
が少なくて済み、且つ無信号時にコイル電流はほとんど
流れないから小型のもので済むことになる。したがって
増幅器の発熱も少ないから、寿命及び信頼性の点でセミ
プッシュプル増幅器より優れていることになる。
べてを直列にして定電流回路２０と接続しているので、
２０を調整することにより簡単に軸受剛性を変化させる
ことができる。又、セミプッシュプル増幅器を使用する
方式に比べて、プッシュプル増幅器の場合は回路素子数
が少なくて済み、且つ無信号時にコイル電流はほとんど
流れないから小型のもので済むことになる。したがって
増幅器の発熱も少ないから、寿命及び信頼性の点でセミ
プッシュプル増幅器より優れていることになる。
以上、本発明によれば、励磁コイル駆動方法にプッシュ
プル方式を採用することにより、回路部品点数の低減と
、増幅器の小型化による信頼性の向上をはかることが可
能となり、従来のセミプッシュプル増幅器を使用する方
式に比べて、増幅器の設計及び調整を容易に行なうこと
ができる。
プル方式を採用することにより、回路部品点数の低減と
、増幅器の小型化による信頼性の向上をはかることが可
能となり、従来のセミプッシュプル増幅器を使用する方
式に比べて、増幅器の設計及び調整を容易に行なうこと
ができる。
第１図は、５軸制御磁気軸受の一般的構成を示す説明図
、第２図は半径方向磁気軸受を示す説明図、第３図は、
セミプッシュプル増幅器を用いた電力供給方式を示す説
明図、第４図はプツシニブル増幅器の一回路例を示す説
明図、第５図は本発明の一実施例を示す半径方向制御装
置の説明図である。 図に於いて、１，１′は夫々上部及び下部の牛後方向位
置検出器、２は回転体、５，３′は夫々上部及び下部の
半径方向磁気軸受、Ｓｍ、５ｈ。 ５ａ、３ｄ、３ｇ、３／、３ｆ、３には上部半径方向磁
気軸受の励磁コイル、３’ａ、３’＆、３’ｅ、 ５’
ｄ 、 ５’ ＃ 、 ５’ ｆ 、 ３’ ｔ 、
５’ｈは下部半径方向磁気軸受の励磁コイル、３ムは
上部磁気軸受のヨーク、３’Ａは下部磁気軸受のヨーク
、４は軸方向励磁コイル、５はアーマチャディスク、６
はターゲット、７は軸方向位置検出器、８はモータ、８
ｇは駆動コイル、８ｈはモータのヨーク、８ｃはロータ
、９はステータ、１０はフレーム、１１はコネクタ、１
２は移相器、１３は正の線型器、１４はセミプッシュプ
ル増幅器、１５は負の線型器、１６はセミプツシニブル
増幅器、１７はプッシュプル増幅器、１８はコイル電流
検出抵抗、１９は制御回路、２０は定電流回路である。 尚、図中同一部分及び相当部分は同一符号で示す。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
、第２図は半径方向磁気軸受を示す説明図、第３図は、
セミプッシュプル増幅器を用いた電力供給方式を示す説
明図、第４図はプツシニブル増幅器の一回路例を示す説
明図、第５図は本発明の一実施例を示す半径方向制御装
置の説明図である。 図に於いて、１，１′は夫々上部及び下部の牛後方向位
置検出器、２は回転体、５，３′は夫々上部及び下部の
半径方向磁気軸受、Ｓｍ、５ｈ。 ５ａ、３ｄ、３ｇ、３／、３ｆ、３には上部半径方向磁
気軸受の励磁コイル、３’ａ、３’＆、３’ｅ、 ５’
ｄ 、 ５’ ＃ 、 ５’ ｆ 、 ３’ ｔ 、
５’ｈは下部半径方向磁気軸受の励磁コイル、３ムは
上部磁気軸受のヨーク、３’Ａは下部磁気軸受のヨーク
、４は軸方向励磁コイル、５はアーマチャディスク、６
はターゲット、７は軸方向位置検出器、８はモータ、８
ｇは駆動コイル、８ｈはモータのヨーク、８ｃはロータ
、９はステータ、１０はフレーム、１１はコネクタ、１
２は移相器、１３は正の線型器、１４はセミプッシュプ
ル増幅器、１５は負の線型器、１６はセミプツシニブル
増幅器、１７はプッシュプル増幅器、１８はコイル電流
検出抵抗、１９は制御回路、２０は定電流回路である。 尚、図中同一部分及び相当部分は同一符号で示す。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 少なくとも１個の軸方向磁気軸受と、少なくとも２個の
半径方向磁気軸受で構成される５軸制御磁気軸受に係り
、制御力を発生する駆動回路に完全プツシ為プル方式を
採用したことを特徴とする５軸制御磁気軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15342181A JPS5854220A (ja) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | ５軸制御磁気軸受の制御力駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15342181A JPS5854220A (ja) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | ５軸制御磁気軸受の制御力駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5854220A true JPS5854220A (ja) | 1983-03-31 |
Family
ID=15562131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15342181A Pending JPS5854220A (ja) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | ５軸制御磁気軸受の制御力駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5854220A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4841204A (en) * | 1987-10-07 | 1989-06-20 | Studer Philip A | Combination electric motor and magnetic bearing |
| US4928561A (en) * | 1986-11-13 | 1990-05-29 | S.A.: Societe Europeenne De Propulsion | Method and apparatus for ultra-precise machining applied to executing atypical surfaces of revolution and to servo-controlled machining |
| JPH0328276U (ja) * | 1989-07-26 | 1991-03-20 | ||
| US5142175A (en) * | 1988-10-21 | 1992-08-25 | Ebara Corporation | Magnetic bearing system |
| JPH05309158A (ja) * | 1990-12-27 | 1993-11-22 | Kiyoshi Saito | 開閉屋根付きスキー場施設 |
-
1981
- 1981-09-28 JP JP15342181A patent/JPS5854220A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4928561A (en) * | 1986-11-13 | 1990-05-29 | S.A.: Societe Europeenne De Propulsion | Method and apparatus for ultra-precise machining applied to executing atypical surfaces of revolution and to servo-controlled machining |
| US4841204A (en) * | 1987-10-07 | 1989-06-20 | Studer Philip A | Combination electric motor and magnetic bearing |
| US5142175A (en) * | 1988-10-21 | 1992-08-25 | Ebara Corporation | Magnetic bearing system |
| JPH0328276U (ja) * | 1989-07-26 | 1991-03-20 | ||
| JPH05309158A (ja) * | 1990-12-27 | 1993-11-22 | Kiyoshi Saito | 開閉屋根付きスキー場施設 |
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