JPS61247253A - マグネチツク・ベアリングのエア−ギヤツプ内の磁気誘導計測装置 - Google Patents

マグネチツク・ベアリングのエア−ギヤツプ内の磁気誘導計測装置

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JPS61247253A
JPS61247253A JP61031745A JP3174586A JPS61247253A JP S61247253 A JPS61247253 A JP S61247253A JP 61031745 A JP61031745 A JP 61031745A JP 3174586 A JP3174586 A JP 3174586A JP S61247253 A JPS61247253 A JP S61247253A
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rotor
stator
pole
frame
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JP61031745A
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エルミユト・アベルマン
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Societe Europeenne de Propulsion SEP SA
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • G01MEASURING; TESTING
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 反祈立匪 本発明はマグネチック・ベアリングのエアーギャップ内
における磁気誘導を計測するための装置に関する。ここ
に言う計測装置は、1つのロータ・アマチュアーと、1
つのステータとを備え、該ロータ・アマチュアーとステ
ータとの間にエアーギャップが形成されてなり、上記ロ
ータ・アマチュアーは強磁性体で構成され、上記ステー
タは、強磁性体のフレームにより構成され、該フレーム
は一連の数個の極部と、ロータ・アマチュアーに対向す
る部分に形成された一連の切欠を有し、フレームの各切
欠内には電磁コイルが装着されてなるものである。
史米遺折 アクティブ・マグネチック・ベアリングにおいては、ス
テータの電磁石を励磁するための電流が、ロータを所定
位置に保持するために制御されるようになっている。そ
して、この制御は、ステータに対してベアリングのロー
タの移動を逐次計測するための検知機から送られる検知
信号によりなされている。
マグネチック・ベアリングの浮遊支持力は、ベアリング
のエアーギャップ内の電磁誘導面積や、ベアリングの電
磁回路の有効面に比例している。
ところで、ベアリングの上記浮遊支持力の計測を精度よ
く行なう必要のある場合が多々存する。
例えば、マグネチック・ベアリングに接する金属シート
の牽引力を計測するような場合である。
この場合、浮遊支持力を決定するために必要な磁気誘導
の決定は、異なる計測結果、特にエアーギャップの計測
結果やベアリングの電磁石を励磁するための電流の計測
結果を考慮に入れて演算することにより行なわれる。し
かしながら、この方法は電磁石の残留磁場を考慮に入れ
ることができない。この方法によりもたらされる誤差は
相対的には小さいが、ある場合にはかなりの値となる。
本発明の目的 本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消すると共に
、マグネチック・ベアリングのエアーギャップ内の磁気
誘導を直接的に計測して、ベアリングの吸引力を正確に
決定できるようにすることにある。
本発明の他の目的は、ロータ上に計測部材を設ける必要
がなく、従って、その計測部材より送られるところの信
号を取り出すための整流子を用いる必要がなく、磁気誘
導を計測できるようにすることである。
本発明の要旨 上記目的は、本発明に係る、マグネチック・ベアリング
のエアーギャップ内の磁気誘導を計測するための装置に
より達成される。本発明に係る装された小幅寸法の数個
の小切欠が形成され、上記ロータに対面する、ステータ
の各曲部の端面に数個の小型コイルが装着され、さらに
、各小型コイルに対面する、ロータの各小切欠が通過す
ることにより、各小型コイル内に誘導された交流電圧を
検知するための手段を備える。
上記構成において、ステータのフレームの各局部に装着
された小型コイルと、ロータの周囲に形成された各小切
欠は、夫々、ロータの回転軸に対して傾斜していること
が好ましい。
また、隣接する2つの小切欠間の離隔寸法はステータの
フレームの1つの極部の幅寸法に等しくして、計測磁気
誘導の変調が回避できるようにすることが好ましい。
また、ステータのフレームの各極部に装着された各小型
コイルの幅寸法はロータの周囲に形成された各小切欠の
幅寸法に略等しいことが好ましい。
また、ベアリングに浮遊支持力を生じしめる一方精度の
高い計測を得るために、各小型コイルおよび各小切欠の
各幅寸法はステータのフレームの1つの極部の幅寸法の
約10分の■にするのがよい。
また、上記各コイルは、ステータのフレームの各極部の
端面に接着剤を介して固定することができる。
さらに、各小型コイルはステータのフレームの各極部の
端面に形成された小切欠内に装着することができる。
寒皇餞 第1図に示すように、このラジアル・マグネチック・ベ
アリングはステータ1を備えている。このステータ1は
切欠11と極部12を有するフレーム10で構成されて
いる。また上記ベアリングは、各切欠11内において極
部12の回りに巻回された電磁コイル13を備えている
。フレームlOは、ベアリング軸に対して直角、すなわ
ち第1図の平面に対して平行な多数の強磁性体プレート
を重ね合わせて構成している。ステータ!は、強磁性体
をラミネートしてなるアマチュア−20により構成され
るロータ2と同心である。このロータ2には上記各極部
I2との間にエアーギャップEを形成している。
マグネチック・ベアリングの基本構造は従来よりよく知
られているので、その詳細な説明は省略する。但し、次
のことに注意されねばならない。
すなわち、ロータ2はステータlの内側あるいは外側に
配置されることである。ロータ2がステータlの内側に
配置される状態は第1図に示しており、該ロータ2の円
筒外周面21はステータlの各極部■2の端面121に
対面している。ロータ2がステータlの外側に配置され
る場合には、ステータ1の各極部12は外側を向いてお
り、ステータlの各極部12の端面に対面するのは環状
ロータの円筒内面になる。
マグネチック・ベアリングの浮遊支持力は上記エアーギ
ャップ内における磁気誘導面積とその有効作用面とに比
例する。有効作用面は、ステータの磁気回路の各極部1
2の端面の総合表面積により決定され、従って、ロータ
の直径りと、上記エアーギャップEと、マグネチック・
ベアリングの幅寸法りとに比例することになる。有効作
用面はマグネチック・ベアリング毎に一定しており、ベ
アリング軸 の極部12並びに該極部12に対応する電磁コイルによ
り構成されるところの多くの電磁石の吸引力の合力であ
り、この吸引力はベアリングの上記エアーギャップ値の
磁気誘導に比例している。
マグネチック・ベアリングにおいて、電磁石の磁束回路
は、磁化エネルギーの主要部が上記エアーギャップ内に
存在するようになっている。さらに、ロータおよびステ
ータの磁性体プレートの相対的導磁性が高い値であるな
らば、エアーギャップが所定の値である場合、磁気誘導
はステータの電磁石の電磁コイル13内を流れる電流値
Iに比例する。この場合、エアーギャップ値を正確に計
測することと相俟って、ステータの電磁石の磁化電流値
■を計測すること、により、ベアリングの吸引力を決定
することができる。従って、力の計測は上記エアーギャ
ップ内における磁気誘導値の間培的琲宇に1冬−この!
+411力沙は簡便ではあAが−ある場合には完全には
十分とは言えないか、あるいは補正係数を導入する必要
があり、かつ電磁石の残留磁場を考慮に入れていないと
いう問題がある。
従って、本発明にかかるマグネチック・ベアリングは、
ベアリングの上記エアーギャップ内における磁気誘導を
直接計測するための装置を備えており、これによって、
ベアリングの浮遊支持力を精度よく決定することが可能
になる。
この磁気誘導計測装置は、ステータlに装着され、かつ
小切欠31と協働する小型コイル32を備えている。上
記小切欠3Iは、ベアリングのエアーギャップ4を構成
するところのロータのアマチュア−20の円筒外周面2
1に形成されている。
ステータlの各極部12の端面121は小型コイル32
を備えており、また、ロータ2に形成された数個の小切
欠31は小型コイル32の総個数、従ってステータlの
極部の総個数に等しい個数となっている。
第2.3図に示すように、上記小型コイル32および小
切欠31はベアリングの幅方向に配置されており、かつ
ベアリングの回転軸x’ −xに対して同一角度αだけ
傾斜している。この小型コイル32と小切欠31は、誘
導モータのロータに形成された切欠に対しても同様に角
度αだけ傾斜している。誘導モータの上記小切欠はその
ロータの回転軸に対して傾斜している。
ロータの隣接する2つの小切欠31を区画する寸法dは
ステータlの極部12の幅寸法りに等しくなっている。
このようにすることにより、小型コイル32により送ら
れる信号の変調現象が回避される。
運転時には、1つの小型コイル32の下方を1つの小切
欠31が通過する毎にこの小型コイル32に交流電圧が
誘導される。各小型コイル32の幾何学的特性が十分決
定されているという事実を考慮に入れれば、小型コイル
32の下を1つの小切欠31が通過する毎に発生する交
流電圧はエアーギャップ4内における磁気誘導に比例す
ることになる。
ロータ2の回転により各小切欠31が各小型コイル32
を通過する際に、ステータlの各極部12に装着された
各小型コイル32のターミナルに得られる信号を取り出
すことにより、磁気誘導Bに比例する値が得られ、また
ベアリングの力の値がそれから演算される。
小切欠31の幅寸法aはコイル32の幅寸法すに一致し
ている。小切欠および小型コイルの幅寸法a、bは、極
部12の幅寸法りの約10分の1になるようにすること
が有利である。こうすることにより、ベアリングの浮遊
支持力を実質的に低減しないようにすることができる一
方、磁気誘導の計測を精度よく、かつ感度のよいものに
するに十分高い電圧を各小型コイル32のターミナルに
誘導することができる。
第4図に示すように、各小型コイルS2は、ステータの
各極部12の端面121に形成した小さな切欠132内
に挿入してもよい。しかしながら、1つの変形例によれ
ば、小型コイル32の厚み寸法はエアーギャップ4の幅
寸法Eよりも十分小さく、かつ該6小型コイル32は極
部12の端面121に単純に接続され、かつ例えば接着
剤232の薄い層を介して端面12」に固定される。計
測用小型コイル32の固着は、エアーギャップ4のレベ
ルにおけるマグネチック・ベアリングの径寸法を一般的
にかつ相対的に大きくすることによって、容易化され得
る。
ここで注意すべきことは次のことである。すなわち、上
記の装置は、全てのコイルがステータlに装着される限
りは、回転接触を必要とせず、一方、それは信号を取り
出すための各小型コイル32の問題あるいはベアリング
の電磁石の電磁コイル13の問題であることである。従
って、実際の実施例はかなり簡単でありかつ信頼性があ
るものとなる。
本発明に係る磁気誘導計測装置を備えたマグネチック・
ベアリングは、例えば、1983年11月18日付出願
に係るフランス国特許出願第8318435(発明の名
称:帯状体の長手方向電圧本呈+沿+ltXナーめめ嬬
苦)l−景大冶す・フレームに田いられる。この適用例
は、例えば、圧延機における牽引力の測定に関係してお
り、この適用例においては、本発明にかかるベアリング
のエアーギャップ内における磁気誘導の計測は、アクテ
ィブ・マグネチック・ベアリングの電磁コイル内の電流
の測定に変えることができる。上記電流は、マグネチッ
ク・ベアリングに装着されたローラに接する帯状体に対
して作用する牽引力の効果の機能として信号を送るため
に力の検知器として機能する。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は本発明に係る磁
気誘導計測装置を組み込んだラジアル・マグネチック・
ベアリングの軸直角断面を示す部分図、第2図は第1図
におけるベアリングのロータの外周面の展開図、第3図
は第1図III−III線断面図、第4図は第3図1’
V−IV線断面図、第5図は第4図におけるステータの
変形例を示す図である。 ■・・・ステータ、2・・・ロータ、lO・・・フレー
ム、11・・・切欠、12・・・極部、I3・・・電磁
コイル、20・・・アマチュア−12I・・・円筒外周
面、31・・・小切欠、32・・小型コイル、121・
・・端面、132・・・小切欠、232・・・接着剤。 特許出願人 ソシエテ・ユーロペーヌ・ドウ・プロプル
ジオン

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、1つのロータ・アマチュアーと、1つのステータと
    を備え、該ロータ・アマチュアーとステータとの間にエ
    アーギャップが形成されてなり、上記ロータ・アマチュ
    アーは強磁性体で構成され、上記ステータは、強磁性体
    のフレームにより構成され、該フレームは一連の数個の
    極部と、ロータ・アマチュアーに対向する部分に形成さ
    れた一連の切欠を有し、フレームの各切欠内には電磁コ
    イルが装着されてなり、マグネチック・ベアリングのエ
    アーギャップ内の磁気誘導を計測するための装置におい
    て、 ロータの周囲にかつ軸方向に形成された小幅寸法の数個
    の小切欠が形成され、上記ロータに対面する、ステータ
    の各極部の端面に数個の小型コイルが装着され、さらに
    、各小型コイルに対面するロータの各小切欠が通過する
    ことにより、各小型コイル内に誘導された交流電圧を検
    知するための手段を備えたことを特徴とする磁気誘導計
    測装置。 2、ステータのフレームの各極部に装着された小型コイ
    ルと、ロータの周囲に形成された各小切欠は、夫々、ロ
    ータの回転軸に対して傾斜していることを特徴とする第
    1項に記載の装置。 3、隣接する2つの小切欠間の離隔寸法はステータのフ
    レームの1つの極部の幅寸法に等しいことを特徴とする
    第1または2項に記載の装置。 4、ステータのフレームの各極部に装着された各小型コ
    イルの幅寸法はロータの周囲に形成された各小切欠の幅
    寸法に略等しいことを特徴とする第1〜3項のいずれか
    に記載の装置。 5、各小型コイルおよび各小切欠の各幅寸法はステータ
    のフレームの1つの極部の幅寸法の約10分の1である
    ことを特徴とする第4項に記載の装置。 6、上記各小型コイルは、ステータのフレームの各極部
    の端面に接着剤を介して固定されたことを特徴とする第
    1〜5項のいずれかに記載の装置。 7、各小型コイルはステータのフレームの各極部の端面
    に形成された小切欠内に装着されたことを特徴とする第
    1〜5項のいずれかに記載の装置。 8、圧延機における牽引力の計測に適用されることを特
    徴とする第1〜7項のいずれかに記載の装置。
JP61031745A 1985-02-15 1986-02-14 マグネチツク・ベアリングのエア−ギヤツプ内の磁気誘導計測装置 Pending JPS61247253A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8502257 1985-02-15
FR8502257A FR2577680B1 (fr) 1985-02-15 1985-02-15 Dispositif de mesure de l'induction dans l'entrefer d'un palier magnetique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61247253A true JPS61247253A (ja) 1986-11-04

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Country Status (5)

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EP (1) EP0192563B1 (ja)
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DE (1) DE3661762D1 (ja)
FR (1) FR2577680B1 (ja)

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