JPS6179105A - ロータの径方向変位磁気検出装置 - Google Patents
ロータの径方向変位磁気検出装置Info
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- JPS6179105A JPS6179105A JP60207730A JP20773085A JPS6179105A JP S6179105 A JPS6179105 A JP S6179105A JP 60207730 A JP60207730 A JP 60207730A JP 20773085 A JP20773085 A JP 20773085A JP S6179105 A JPS6179105 A JP S6179105A
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- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
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- 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
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- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0444—Details of devices to control the actuation of the electromagnets
- F16C32/0446—Determination of the actual position of the moving member, e.g. details of sensors
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01D5/2208—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils by influencing the self-induction of the coils
- G01D5/2216—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils by influencing the self-induction of the coils by a movable ferromagnetic element, e.g. a core
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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】
技術分野
本発明は、アクティブ磁気ベアリング上に設置されたロ
ータの径方向変位を検出するための磁気検出装置に関す
るものであり、その装置は、可変空隙を備えている複数
の誘導要素を含むタイプのものである。そしてその誘導
要素は、前記ヘアリング上に設置されるステータと一体
である。また、少なくとも１つの基準リングは、ロータ
と一体であり、そして、前記可変空隙を区画形成する前
記誘導要素に対向する関係に置かれている。
ータの径方向変位を検出するための磁気検出装置に関す
るものであり、その装置は、可変空隙を備えている複数
の誘導要素を含むタイプのものである。そしてその誘導
要素は、前記ヘアリング上に設置されるステータと一体
である。また、少なくとも１つの基準リングは、ロータ
と一体であり、そして、前記可変空隙を区画形成する前
記誘導要素に対向する関係に置かれている。
従来技術
磁気ベアリング上に設置されたロータについて径方向変
位検出器として従来から知られている種々のものは、電
気的エラー信号を伝達するために用いられる９このエラ
ー信号は、サーボ制御装置を介して、ロータを予め設定
された所定位置へ復帰させろ。個々の位置検出器は、光
学タイプものら、静電容量タイプのものもしくは磁気タ
イプのもので構成できる。
位検出器として従来から知られている種々のものは、電
気的エラー信号を伝達するために用いられる９このエラ
ー信号は、サーボ制御装置を介して、ロータを予め設定
された所定位置へ復帰させろ。個々の位置検出器は、光
学タイプものら、静電容量タイプのものもしくは磁気タ
イプのもので構成できる。
ロータと一体化された基準リングと協働するところの誘
導要素によって構成される複数の磁気検出器を結合して
なる磁気検出器および磁気検出装置の一例は、仏国特許
２２１４８９０号に開示されている。前記特許に開示さ
れた検出装置は、ロータ軸の実際の径方向変位に基づく
基準距離と呼ばれる変化量を検出することと、検出装置
の基準リングの径方向変動量に基づく距離変化量の検出
値を定めることに関与しているにすぎない。
導要素によって構成される複数の磁気検出器を結合して
なる磁気検出器および磁気検出装置の一例は、仏国特許
２２１４８９０号に開示されている。前記特許に開示さ
れた検出装置は、ロータ軸の実際の径方向変位に基づく
基準距離と呼ばれる変化量を検出することと、検出装置
の基準リングの径方向変動量に基づく距離変化量の検出
値を定めることに関与しているにすぎない。
筒状の基準リングを厳密に正確な円形に作成することは
実に極めて困難である。そこで検出装置が、ロータに連
結される基準リングの径方向変動量にｈ（づく距離変化
量を検出するだけで、ロータの実際の径方向変位を表わ
さないのならば、損傷振動が磁気サスベンノヨン中に誘
発されろ恐れがあり、また、アクティブ磁気ベアリング
をサーボ制御するための検出装置の出力を受ける装置の
エネルギー消費量が増加する。従って、検出装置に面し
ているロータの基準リングの外形の実際の形を対応する
極用の関数として表わす曲線に関して、フーリエ級数の
分解から得られる調波を妥当な比率で除去することので
きる有効な検出装置を備えることが重要である。
実に極めて困難である。そこで検出装置が、ロータに連
結される基準リングの径方向変動量にｈ（づく距離変化
量を検出するだけで、ロータの実際の径方向変位を表わ
さないのならば、損傷振動が磁気サスベンノヨン中に誘
発されろ恐れがあり、また、アクティブ磁気ベアリング
をサーボ制御するための検出装置の出力を受ける装置の
エネルギー消費量が増加する。従って、検出装置に面し
ているロータの基準リングの外形の実際の形を対応する
極用の関数として表わす曲線に関して、フーリエ級数の
分解から得られる調波を妥当な比率で除去することので
きる有効な検出装置を備えることが重要である。
仏国特許２２１４８９０号に開示された装置は先行技術
の装置を改良するものではあるが、この装置は、３次以
降の奇数次調波の影響を小さくするのに成功しておらず
、また、対称な軸方向平面を持っていると共に径方向平
面の内側に位置している小片により構成されろ大敗量の
、径方向磁束を持った基本誘導要素を用いることを必要
としている。これら種々の要素的小片は、−緒にまとめ
られてもよく、また、積み重ねられた仮よりなりかつ導
線の毬かれた切欠きを有する円盤によって構成されても
よい。しかし、そのような実施例は、小径の検出器を必
要とする小さな機械を備え付けるように設計された検出
装置には、はとんど適用できない。小さな切欠きを備え
ているということは、生産を非常に困難にする一因とな
り、また、高次調波の除去比率か低くなる。
の装置を改良するものではあるが、この装置は、３次以
降の奇数次調波の影響を小さくするのに成功しておらず
、また、対称な軸方向平面を持っていると共に径方向平
面の内側に位置している小片により構成されろ大敗量の
、径方向磁束を持った基本誘導要素を用いることを必要
としている。これら種々の要素的小片は、−緒にまとめ
られてもよく、また、積み重ねられた仮よりなりかつ導
線の毬かれた切欠きを有する円盤によって構成されても
よい。しかし、そのような実施例は、小径の検出器を必
要とする小さな機械を備え付けるように設計された検出
装置には、はとんど適用できない。小さな切欠きを備え
ているということは、生産を非常に困難にする一因とな
り、また、高次調波の除去比率か低くなる。
発明の目的
この発明の一つの目的は、前述の問題点を取り除くこと
と、そして検出装置と協働する基準リングについての幾
何学的検出に基づいた全ての調波を除去する高いレベル
を持っている有効な磁気検出装置を簡単に生産できるよ
うにすることにある。
と、そして検出装置と協働する基準リングについての幾
何学的検出に基づいた全ての調波を除去する高いレベル
を持っている有効な磁気検出装置を簡単に生産できるよ
うにすることにある。
この発明の他の目的は、小径ロータの径方向変位の検出
に特に適している検出装置を堤供することにある。
に特に適している検出装置を堤供することにある。
発明の要旨
これらの目的は、本発明にかかる検出装置によって達せ
られ、その検出装置の中では、各誘導要素が、軸方向平
面内でＵ字形断面形状を呈する磁気回路を含んでおり、
そして、各誘導要素が基準リングと協働してその基準リ
ング内に軸方向磁束を作るように、磁気回路に対応する
ための対称平面を構成する径方向平面の内側にコイルが
位置されている。その誘導要素は、二つに分かれて隣接
する径方向平面に分配されており、これら径方向平面の
第１径方向平面は、ロータと一体の第１基準リングを含
んでいる。いずれかのリングは、径方向に対向する第１
および第２の誘導要素と協働するのであるが、その誘導
要素はｘ’−ｚ軸に関して対称な第１軸方向平面を持っ
ており、一方、第２惺方向平面は、ロータと一体の第２
基準リングを含んでいる。また、いずれかのリングは、
径方向に対応する第３および第４の誘導要素と協働する
のであるが、その誘導要素はＹ’ −Ｙ軸に関して対称
な第２軸方向平面を持っている。萌述の各誘導要素は、
約１２０度の円弧上に広がっている。
られ、その検出装置の中では、各誘導要素が、軸方向平
面内でＵ字形断面形状を呈する磁気回路を含んでおり、
そして、各誘導要素が基準リングと協働してその基準リ
ング内に軸方向磁束を作るように、磁気回路に対応する
ための対称平面を構成する径方向平面の内側にコイルが
位置されている。その誘導要素は、二つに分かれて隣接
する径方向平面に分配されており、これら径方向平面の
第１径方向平面は、ロータと一体の第１基準リングを含
んでいる。いずれかのリングは、径方向に対向する第１
および第２の誘導要素と協働するのであるが、その誘導
要素はｘ’−ｚ軸に関して対称な第１軸方向平面を持っ
ており、一方、第２惺方向平面は、ロータと一体の第２
基準リングを含んでいる。また、いずれかのリングは、
径方向に対応する第３および第４の誘導要素と協働する
のであるが、その誘導要素はＹ’ −Ｙ軸に関して対称
な第２軸方向平面を持っている。萌述の各誘導要素は、
約１２０度の円弧上に広がっている。
これらの特質の組み合わせから、３次調波および全ての
３の倍数次の調波に関しては、より高次の調波を含んで
他の奇数次の調波に関する部分的ではあるか実質的な除
去と同様に、全ての除去を達成することかできる。
３の倍数次の調波に関しては、より高次の調波を含んで
他の奇数次の調波に関する部分的ではあるか実質的な除
去と同様に、全ての除去を達成することかできる。
さらに、二つの置駒な方向に関する検出値を得るために
協働する軸方向磁束検出要素は、分かれてはいるが隣接
している二つの平面内に置かれているので、検出装置の
組み合わせは非常に簡単な操作で行える。
協働する軸方向磁束検出要素は、分かれてはいるが隣接
している二つの平面内に置かれているので、検出装置の
組み合わせは非常に簡単な操作で行える。
上下に重ねられた第１および第２の基準リングは分離さ
れていてもよく、もしくは、一体構造の一つの基準リン
グであってもよい。
れていてもよく、もしくは、一体構造の一つの基準リン
グであってもよい。
有利なことに、第１および第２の基準リングはフェライ
ト製であるが、本発明の他の実施例によればこれらは、
例えば銀、アルミニウムもしくは青銅のような、導電性
の非磁性材料から作ることも可能である。
ト製であるが、本発明の他の実施例によればこれらは、
例えば銀、アルミニウムもしくは青銅のような、導電性
の非磁性材料から作ることも可能である。
誘導要素の磁気回路は、フェライトで作ることができ、
本発明の他の実施例によれば、ロータ軸に平行に配置さ
れたＵ字形板の積み重ねによって構成することができる
。
本発明の他の実施例によれば、ロータ軸に平行に配置さ
れたＵ字形板の積み重ねによって構成することができる
。
また有利なことに、誘導要素はブリッジ回路に連結され
て、同一径方向平面内で径方向に対向して位置づけられ
て二つの誘導要素に関して一方から他方が代数学的に減
算されることによって、信号力ぐ供給される。
て、同一径方向平面内で径方向に対向して位置づけられ
て二つの誘導要素に関して一方から他方が代数学的に減
算されることによって、信号力ぐ供給される。
これにより、全ての偶数次調波が完全に除去されろ。
実施例
この発明は、添付図面に従う以下の説明により一層明確
に理解されるだろう。
に理解されるだろう。
第１．２図は、フレーム＋００には非接触の状態で、ラ
ジアル・アクティブ磁気ベアリング（図示せず）上に設
置されたロータ５０の径方向変位を検出するための、本
発明にかかる装置の全体構造を示している。
ジアル・アクティブ磁気ベアリング（図示せず）上に設
置されたロータ５０の径方向変位を検出するための、本
発明にかかる装置の全体構造を示している。
その検出装置は、ｘ’−ｘおよびＹ’−Ｙの二つの径方
向に関してロータ５０の変位を検出するように設計され
ており、そしてこれら二つの径方向は、互いに垂直で且
つロータのｚ’−ｚ軸に対してし垂直であるが、本質的
には隣接して重なり合う二つの径方向平面Ｐ１およびＰ
、内に置かれた二つの検出サブアセンブリから成ってい
る。径方向平面Ｐ１内に置かれたそのサブアセンブリは
、ｘ’−ｚ軸に関する径方向変位を測定するように設計
され、一方径方向平面Ｐ、内に置かれたサブアセンブリ
は、ｘ’−ｚ軸に垂直なＹ’−Ｙ軸に関する径方向変位
を測定するように設計されている。これらｘ’−ｘ方向
およびＹ’−Ｙ方向に対応している検出アセンブリは全
く同じであるが、ロータのｚ’−ｚ軸の回りに９０’の
角度でずれている。
向に関してロータ５０の変位を検出するように設計され
ており、そしてこれら二つの径方向は、互いに垂直で且
つロータのｚ’−ｚ軸に対してし垂直であるが、本質的
には隣接して重なり合う二つの径方向平面Ｐ１およびＰ
、内に置かれた二つの検出サブアセンブリから成ってい
る。径方向平面Ｐ１内に置かれたそのサブアセンブリは
、ｘ’−ｚ軸に関する径方向変位を測定するように設計
され、一方径方向平面Ｐ、内に置かれたサブアセンブリ
は、ｘ’−ｚ軸に垂直なＹ’−Ｙ軸に関する径方向変位
を測定するように設計されている。これらｘ’−ｘ方向
およびＹ’−Ｙ方向に対応している検出アセンブリは全
く同じであるが、ロータのｚ’−ｚ軸の回りに９０’の
角度でずれている。
各検出アセンブリは、それぞれ径方向に対向する二つの
検出器１．２および３，４から成り、各検出器は１２０
°の円弧上に広がって伸び、そして軸方向平面からなる
対称な平面を持っている。そして、平面Ｐ１およびＰ２
のそれぞれの中の前記軸方向平面の軌跡がｘ’−ｚ軸お
よびＹ’−Ｙ軸のそれぞれの検出である。
検出器１．２および３，４から成り、各検出器は１２０
°の円弧上に広がって伸び、そして軸方向平面からなる
対称な平面を持っている。そして、平面Ｐ１およびＰ２
のそれぞれの中の前記軸方向平面の軌跡がｘ’−ｚ軸お
よびＹ’−Ｙ軸のそれぞれの検出である。
各要素の検出器１，２，３．４は、軸方向平面内の断面
（第２図）で見ると、フレームｌＯＯに一体で且つＵ字
形状の堅牢な部材１１０の内側に設置されたステータの
磁気回路１０．２０．３０．４０を含んでいる。コイル
ｌ １．２１．３１．４１は、検出サブアセンブリに対
応している径方向平面Ｐ工およびＰ２内で、各ステータ
の磁気回路１０．２０．３０．４０の回りに巻かれてい
る。平面Ｐ、は、このように検出器１．２に関して対称
な平面を構成し、これに対して平面Ｐ、は、検出器３．
４に関して対称な平面を構成する。同じ検出サブアセン
ブリの円弧状に配置された二つの検出器１．２および３
．４のそれぞれは、フレーム１００と一体のボディｌｌ
Ｏ内に形成された溝の中に保持され、前記検出器は、ク
ロスピース１１１．１１２によって互いに一定の距離隔
てられて、円弧状に配置されている。
（第２図）で見ると、フレームｌＯＯに一体で且つＵ字
形状の堅牢な部材１１０の内側に設置されたステータの
磁気回路１０．２０．３０．４０を含んでいる。コイル
ｌ １．２１．３１．４１は、検出サブアセンブリに対
応している径方向平面Ｐ工およびＰ２内で、各ステータ
の磁気回路１０．２０．３０．４０の回りに巻かれてい
る。平面Ｐ、は、このように検出器１．２に関して対称
な平面を構成し、これに対して平面Ｐ、は、検出器３．
４に関して対称な平面を構成する。同じ検出サブアセン
ブリの円弧状に配置された二つの検出器１．２および３
．４のそれぞれは、フレーム１００と一体のボディｌｌ
Ｏ内に形成された溝の中に保持され、前記検出器は、ク
ロスピース１１１．１１２によって互いに一定の距離隔
てられて、円弧状に配置されている。
各対の検出器【、２および３．４のそれぞれは、ロータ
５０に接続する部材５１の内側に設置された基準リング
５３および５４のそれぞれに対向して置かれている。前
記部材５１は、基準リング５３．５４の内側背面部を保
持する筒状部５１ａと、第１基準リング５３を支持する
平坦な環状フランツ５１ｂとを備えている。連結部材５
１の筒状部５１ａに接続されたカバ一部材５２は、第１
基準リング５３に債み重ねられる第２基準リングを所定
位置に保持するために設けられている。この二つの積み
重ねられた基準リング５３．５４は、池の態様として、
一つの単体リングによって構成されていてもよい。この
場合は、軸方向におけるその長さは、個々の基準リング
５３．５４の２倍に等しくなる。たとえその場合でも、
検出器１〜４の磁気回路１０．２０，３０．４０におけ
る、その断面のＵ字形状に関して開放側となる分枝端部
が、それと協動する基準リング５３および５４のそれぞ
れに対して近接するように配置され、そして小さな空隙
が形成される。そして検出器１〜４は、基準リング５３
．５４の内側で、その場で線が軸方向に閉じるような磁
束を形成するように設計されている。
５０に接続する部材５１の内側に設置された基準リング
５３および５４のそれぞれに対向して置かれている。前
記部材５１は、基準リング５３．５４の内側背面部を保
持する筒状部５１ａと、第１基準リング５３を支持する
平坦な環状フランツ５１ｂとを備えている。連結部材５
１の筒状部５１ａに接続されたカバ一部材５２は、第１
基準リング５３に債み重ねられる第２基準リングを所定
位置に保持するために設けられている。この二つの積み
重ねられた基準リング５３．５４は、池の態様として、
一つの単体リングによって構成されていてもよい。この
場合は、軸方向におけるその長さは、個々の基準リング
５３．５４の２倍に等しくなる。たとえその場合でも、
検出器１〜４の磁気回路１０．２０，３０．４０におけ
る、その断面のＵ字形状に関して開放側となる分枝端部
が、それと協動する基準リング５３および５４のそれぞ
れに対して近接するように配置され、そして小さな空隙
が形成される。そして検出器１〜４は、基準リング５３
．５４の内側で、その場で線が軸方向に閉じるような磁
束を形成するように設計されている。
検出器１〜４の磁気回路１０．２０，３０．４０は、フ
ェライト製にするのが都合がよい。しかしそれらら、軸
方向磁気ヘアリングのステータの磁気回路と同様に、Ｕ
字形状板の部品によって構成することがてきる。
ェライト製にするのが都合がよい。しかしそれらら、軸
方向磁気ヘアリングのステータの磁気回路と同様に、Ｕ
字形状板の部品によって構成することがてきる。
基準リング５３．５４に関して、これらは精密で均質な
部品を得るためにフェライト製であることが好ましい。
部品を得るためにフェライト製であることが好ましい。
しかしそれらは、銀、アルミニウムもしくは青銅のよう
な非磁性の導電性材料によっても作ることができる。
な非磁性の導電性材料によっても作ることができる。
第３Ａ図〜第３Ｆ図は、本発明に係る検出装置の一つの
基本的利点を説明するものである。
基本的利点を説明するものである。
１文に示したように、基準リング５３．５４は、たとえ
最大限精密に作られていても、通常不均質な部分が残る
ことになり、それが故に決して正確な円形にはならない
。基亭リング５３．５４の半径範囲に対応する極内αの
関数として、基準リング５３．５４の半径範囲内の変動
は、連続する整数によって分割される３６０°の分数に
等しい周期の正弦波の非常に大きな数の重畳と思われろ
曲線によって表わされ、従ってその調波に対応する周波
数は、ロータの回転に対応する倍数である。
最大限精密に作られていても、通常不均質な部分が残る
ことになり、それが故に決して正確な円形にはならない
。基亭リング５３．５４の半径範囲に対応する極内αの
関数として、基準リング５３．５４の半径範囲内の変動
は、連続する整数によって分割される３６０°の分数に
等しい周期の正弦波の非常に大きな数の重畳と思われろ
曲線によって表わされ、従ってその調波に対応する周波
数は、ロータの回転に対応する倍数である。
第３Ａ図は、ロータの回転速度での展開に対応する基本
的正弦曲線を示しており、第３Ｂ図から第３Ｆ図までは
、それぞれ第３．５，７．９．１１次の調波に対応する
正弦曲線を示している。
的正弦曲線を示しており、第３Ｂ図から第３Ｆ図までは
、それぞれ第３．５，７．９．１１次の調波に対応する
正弦曲線を示している。
従って、各検出器１．２．３．４の幅が１２．０’の扇
形になっているので、各検出器は、これらの調波に対応
する正弦波の一つもしくはそれ以上の全周期をカバーす
るので、各検出器１〜４のそれぞれか第３次調波（第３
Ｂ図）および全ての３の倍数次調波（第３Ｅ図）を全て
除去する。第３Ａ図から第３Ｆ図において、検出器によ
って維持されない正弦波の部分は、斜めのハツチングで
示され、これに対して、検出器によって維持された正弦
波の残りの部分は、水平なハンチングで示されている。
形になっているので、各検出器は、これらの調波に対応
する正弦波の一つもしくはそれ以上の全周期をカバーす
るので、各検出器１〜４のそれぞれか第３次調波（第３
Ｂ図）および全ての３の倍数次調波（第３Ｅ図）を全て
除去する。第３Ａ図から第３Ｆ図において、検出器によ
って維持されない正弦波の部分は、斜めのハツチングで
示され、これに対して、検出器によって維持された正弦
波の残りの部分は、水平なハンチングで示されている。
第５次、７次、２次の、すなわち素数に対応する次数の
奇数次調波に関する第３Ｃ図、第３Ｄ図および第３Ｆ図
によれば、検出器によって維持された分数は、調波の次
数の逆関数に対応し、すなわら、それぞれＩ、７５次、
Ｉ／７次、ｌ／１１次に等しい。このように、１０以上
の高次の調波にとって、一つの検出器によって推持され
ろ１周波の残りの分数は、１０％よりも少なく、調波の
想定されろ次数が増大するにつれて減少して行く。本発
明に係る検出装置において、各要素の検出器が【２０°
の円弧を覆っているという事実によれば、例えば第３次
調波以降の少なくともｌ全体周期、そして第７次調波以
降の少なくとも２全体周期の調波は、一つの要素の検出
器によって統合される。
奇数次調波に関する第３Ｃ図、第３Ｄ図および第３Ｆ図
によれば、検出器によって維持された分数は、調波の次
数の逆関数に対応し、すなわら、それぞれＩ、７５次、
Ｉ／７次、ｌ／１１次に等しい。このように、１０以上
の高次の調波にとって、一つの検出器によって推持され
ろ１周波の残りの分数は、１０％よりも少なく、調波の
想定されろ次数が増大するにつれて減少して行く。本発
明に係る検出装置において、各要素の検出器が【２０°
の円弧を覆っているという事実によれば、例えば第３次
調波以降の少なくともｌ全体周期、そして第７次調波以
降の少なくとも２全体周期の調波は、一つの要素の検出
器によって統合される。
これにより、検出装置によって維持される調波の部分が
実質的にかなり低減するとと乙に、サーボ制御回路にお
ける省エネルギ並びに磁気浮揚ンステムの振動の低減化
が達成される。
実質的にかなり低減するとと乙に、サーボ制御回路にお
ける省エネルギ並びに磁気浮揚ンステムの振動の低減化
が達成される。
さらには、ｘ’−ｘ軸およびＹ’−Ｙ軸の方向の検出を
操作する四つの検出器１〜４に対して第４図に図示する
ようなブリッジアセンブリが採用されるならば、全ての
偶数次週波は完全に除去される。
操作する四つの検出器１〜４に対して第４図に図示する
ようなブリッジアセンブリが採用されるならば、全ての
偶数次週波は完全に除去される。
第４図に示される線図は、交流ホイートストンブリソノ
回路を表わしている。第１図、第２図を参照して主文て
述べた要素の検出器によって構成される誘導要素ｌから
４は、１次コイル６６と中点６５を持つ二つの２次コイ
ル６７．６８よりなるコンバータを経由して供給される
ＫＨｚの各搬送交流によって励起される。個々のコイル
１１゜２１．３１．４１は、ｘ’−ｘ方向およびＹ’−
Ｙ方向のそれぞれの同じ方向における変位を検出するた
めに、径方向に対向する形で同一平面内に位置されて対
を成す二つのコイル１．２および３，４によって伝達さ
れる信号が代数学的に減算されるように構成されている
。
回路を表わしている。第１図、第２図を参照して主文て
述べた要素の検出器によって構成される誘導要素ｌから
４は、１次コイル６６と中点６５を持つ二つの２次コイ
ル６７．６８よりなるコンバータを経由して供給される
ＫＨｚの各搬送交流によって励起される。個々のコイル
１１゜２１．３１．４１は、ｘ’−ｘ方向およびＹ’−
Ｙ方向のそれぞれの同じ方向における変位を検出するた
めに、径方向に対向する形で同一平面内に位置されて対
を成す二つのコイル１．２および３，４によって伝達さ
れる信号が代数学的に減算されるように構成されている
。
このように、第４図によれば、コイル１１および３１の
端子１３．３２は、正の供給基準線６２に接続されてお
り、一方、コイル２１および４１の端子２３．４２は負
の供給基準線６１に接続されている。コイル１１．２１
の端子１２．２２は、ｘ’−ｘ方向の変位を表わす信号
ＵＸが伝達される出力端子６３へ共に接続され、そして
、コイル３．４の端子３３．４３は、Ｙ’ −Ｙ方向の
変位を表わす信号ｕｙが伝達される出力端子６４へ共に
接続されろ。
端子１３．３２は、正の供給基準線６２に接続されてお
り、一方、コイル２１および４１の端子２３．４２は負
の供給基準線６１に接続されている。コイル１１．２１
の端子１２．２２は、ｘ’−ｘ方向の変位を表わす信号
ＵＸが伝達される出力端子６３へ共に接続され、そして
、コイル３．４の端子３３．４３は、Ｙ’ −Ｙ方向の
変位を表わす信号ｕｙが伝達される出力端子６４へ共に
接続されろ。
径方向に対向する二つの検出器１．２もし・くは３．４
が、（これら検出器は前記調波の正弦波の周期が整数で
割られたものであるカリ、偶数次の調波のために、その
差が必然的に零となる同一の信号を伝達するので、全て
の偶数次の調波は第４図の回路によって限定的に除去さ
れることが理解されよう。
が、（これら検出器は前記調波の正弦波の周期が整数で
割られたものであるカリ、偶数次の調波のために、その
差が必然的に零となる同一の信号を伝達するので、全て
の偶数次の調波は第４図の回路によって限定的に除去さ
れることが理解されよう。
結果として、第４図に図示されたような装置は、多用さ
れている従来技術の装置よりも生産が簡単なばかりては
なく、総合的に、もしくは非常に実質的に、２次調波以
降の全ての調波を除去することを保証し、従って基準リ
ング５３．５４の残りの検出にも拘わらず、検出装置に
よって伝達され１こ信号はロータの実際の変位を表わす
ものであり、基準リングの回転半径の不整に対応する単
なる周期的変化を表わすものてはない。
れている従来技術の装置よりも生産が簡単なばかりては
なく、総合的に、もしくは非常に実質的に、２次調波以
降の全ての調波を除去することを保証し、従って基準リ
ング５３．５４の残りの検出にも拘わらず、検出装置に
よって伝達され１こ信号はロータの実際の変位を表わす
ものであり、基準リングの回転半径の不整に対応する単
なる周期的変化を表わすものてはない。
本発明に係る装置は、多くの変形例に適用することがで
きる。例えば、説明か外側ロータと内側発明に係る装置
は外側ロータと内側ステータを持つ構成の機械に適用ず
ろこともできる。
きる。例えば、説明か外側ロータと内側発明に係る装置
は外側ロータと内側ステータを持つ構成の機械に適用ず
ろこともできる。
さらには、１２０°の円弧上に広がる誘導要素を用いて
、３もしくは３の倍数のレベルの調波の全てを完全に除
去するのが好ましいのであるが、誘導要素が前記構成の
軸方向磁束を持っているかぎり、たとえわずかに異なる
値であっても接近は高次調波の除去を高い比率に導くで
あろう。
、３もしくは３の倍数のレベルの調波の全てを完全に除
去するのが好ましいのであるが、誘導要素が前記構成の
軸方向磁束を持っているかぎり、たとえわずかに異なる
値であっても接近は高次調波の除去を高い比率に導くで
あろう。
第１図は、１対の誘導検出器の要素を示す第２図の［−
Ｉ平面に沿う断面線図である。 第２図は、第１図の■−■平面に沿う軸方向断面線図で
あり、二つの積み重ねられた装置サブアセンブリを備え
た本発明に係る検出装置を示している。 第３Ａ図から第３Ｆ図は、異なる調波の形と、本発明の
検出装置によって除去されたこれらの信号の部分を示し
ている。 第４図は、本発明に係る検出装置の４個の検出天罪来の
ブリ１．ン回路槽戚における連絡状態を表わす線図であ
る。 １．２．３．４は検出器、Ｉ Ｏ，２０，３０，４０は
磁気回路、１１．２ ＋、３１．４１はコイル、５０は
ロータ、５目よ連結部材、５３．５４は基準′リング、
＋００はフレーム、＋１０はボディである。 特許出願人 ソンエテ・ユーロベーヌ・ドウ・プロプル
ジオン
Ｉ平面に沿う断面線図である。 第２図は、第１図の■−■平面に沿う軸方向断面線図で
あり、二つの積み重ねられた装置サブアセンブリを備え
た本発明に係る検出装置を示している。 第３Ａ図から第３Ｆ図は、異なる調波の形と、本発明の
検出装置によって除去されたこれらの信号の部分を示し
ている。 第４図は、本発明に係る検出装置の４個の検出天罪来の
ブリ１．ン回路槽戚における連絡状態を表わす線図であ
る。 １．２．３．４は検出器、Ｉ Ｏ，２０，３０，４０は
磁気回路、１１．２ ＋、３１．４１はコイル、５０は
ロータ、５目よ連結部材、５３．５４は基準′リング、
＋００はフレーム、＋１０はボディである。 特許出願人 ソンエテ・ユーロベーヌ・ドウ・プロプル
ジオン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、アクティブ磁気ベアリング上に設置されたステータ
と一体化されかつ可変空隙を備えた誘導要素と、ロータ
と一体化されかつ前記誘導要素との間に前記可変空隙を
形成するように該誘導要素に対して配置された少なくと
も１つの基準リングとを備えてなり、 各前記誘導要素は、軸方向の断面がＵ字形状の磁気回路
と、各前記誘導要素が、前記基準リングと協働して該基
準リング内に軸方向の磁束を形成するように、磁気回路
に関して対称な平面を構成する径方向平面内に位置する
コイルとを備え、前記誘導要素は、分離して隣接する二
つの径方向平面内に分配されており、これら径方向平面
の第１径方向平面は、ロータと一体の第１基準リングを
含んでおり、該リングは、Ｘ′−Ｘ軸に関して対称な第
１軸方向平面を持って径方向に対向する第１および第２
の誘導要素と協働するようになっており、 一方、第２径方向平面はロータと一体の第２基準リング
を含んでおり、該リングは、Ｙ′−Ｙ軸に関して対称な
第２軸方向平面を持って径方向に対向する第３および第
４の誘導要素と協働するようになっており、 各前記誘導要素は、約１２０°の円弧上に広がっている
ことを特徴とする、アクティブ磁気ベアリング上に設置
されたロータの径方向変位を検出するための検出装置。 ２、前記第１および第２積み重ねられた基準リングが、
単一の基準リングによって構成されている特許請求の範
囲第１項記載の検出装置。 ３、前記第１および第２の基準リングがフェライト製で
ある特許請求の範囲第１項記載の検出装置。 ４、前記第１および第２の基準リングが、銀、アルミニ
ウムもしくは青銅のような導電性非磁性材料より成る特
許請求の範囲第１項記載の検出装置。 ５、前記誘導要素が、フェライト製磁気回路を含む特許
請求の範囲第１項記載の検出装置。 ６、前記誘導要素が、ロータに平行なＵ字形状板の積み
重ねより成る磁気回路を含んでいる特許請求の範囲第１
項記載の検出装置。 ７前記誘導要素がブリッジ回路内に設置された形で、径
方向平面内で径方向に対向して配置された二つの誘導要
素により与えられる信号が、代数学的に一方から他方が
減算される特許請求の範囲第１項記載の検出装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8414374 | 1984-09-19 | ||
| FR8414374A FR2570488B1 (fr) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | Dispositif de detection magnetique des deplacements radiaux d'un rotor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6179105A true JPS6179105A (ja) | 1986-04-22 |
| JPH0792361B2 JPH0792361B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=9307865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60207730A Expired - Lifetime JPH0792361B2 (ja) | 1984-09-19 | 1985-09-18 | ロータの径方向変位磁気検出装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4692699A (ja) |
| EP (1) | EP0178972B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0792361B2 (ja) |
| CA (1) | CA1245322A (ja) |
| DE (1) | DE3566713D1 (ja) |
| FR (1) | FR2570488B1 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4755751A (en) * | 1986-12-29 | 1988-07-05 | Allen-Bradley Company, Inc. | Brushless rotary position transducer |
| EP0300336A3 (en) * | 1987-07-22 | 1990-03-14 | Slovenska Akademia Vied | Disc recording medium and equipment for its rotary and linear motion |
| US4849666A (en) * | 1987-12-29 | 1989-07-18 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Electromagnetic isolator/actuator system |
| DE3824535A1 (de) * | 1988-07-20 | 1990-01-25 | Bosch Gmbh Robert | Messeinrichtung zur bestimmung eines drehwinkels |
| JPH0389020A (ja) * | 1989-06-23 | 1991-04-15 | Nippon Thompson Co Ltd | 磁性流体軸受 |
| DE69106032T2 (de) * | 1990-04-23 | 1995-08-03 | Tanken Seiko Kk | Verfahren zur Vorhersage von Abweichungen in mechanischen Dichtungen und Gerät zu ihrer Vorhersage. |
| JP3315428B2 (ja) * | 1992-04-01 | 2002-08-19 | 株式会社荏原製作所 | 磁気軸受装置 |
| JP2681725B2 (ja) * | 1992-04-15 | 1997-11-26 | 株式会社タンケンシールセーコウ | メカニカルシールの挙動監視装置 |
| FR2712358B1 (fr) * | 1993-11-09 | 1996-02-09 | Mecanique Magnetique Sa | Dispositif de montage et d'entraînement d'une broche, notamment d'une broche textile. |
| FR2746870B1 (fr) * | 1996-03-28 | 1998-06-12 | Soc D Mecanique Magnetique | Dispositif de detection des deplacements d'un rotor monte sur des paliers magnetiques actifs |
| EP1619395B1 (en) * | 2004-07-20 | 2010-03-10 | VARIAN S.p.A. | Rotary vacuum pump, structure and method for the balancing thereof |
| DE102005032675A1 (de) * | 2005-07-13 | 2007-01-25 | Renk Ag | Aktives Magnetlager mit integrierter Wegsensorik |
| FR2934895B1 (fr) * | 2008-08-05 | 2010-08-27 | Thales Sa | Dispositif de capteur de position radiale elargie sur plus de 90° |
| DE102011078782A1 (de) * | 2011-07-07 | 2013-01-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetlager, Verfahren zum Betreiben eines Magnetlagers und Verwendung eines Magnetlagers |
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| US9134141B2 (en) * | 2012-12-06 | 2015-09-15 | Industrial Technology Research Institute | Measurement device |
| DE102014219894A1 (de) * | 2014-10-01 | 2016-04-07 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Rotor, Synchronmaschine und Hybridantrieb |
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| JPS599501A (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-18 | Shinko Denki Kk | 磁性材料の偏心検出装置 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1687637A (en) * | 1922-11-10 | 1928-10-16 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Electrical centering device |
| US2805677A (en) * | 1953-04-23 | 1957-09-10 | Curtiss Wright Corp | Detector for misalinement of rotating body |
| FR1293040A (fr) * | 1961-03-13 | 1962-05-11 | Cross Co | Montage perfectionné pour bobine de détecteur électronique d'outil avec blindage magnétique la protégeant des influences extérieures |
| SU425201A1 (ru) * | 1972-05-23 | 1974-04-25 | Н. Громов, В. Г. Завь лов, Е. М. Карпов , В. В. Сбродов Куйбышевский политехнический институт В. В. Куйбышева | Устройство для преобразования пространственных координат |
| US4114960A (en) * | 1973-01-18 | 1978-09-19 | Societe Europeenne De Propulsion | Radial displacement detector device for a magnetic bearing |
| FR2270482B1 (ja) * | 1974-05-09 | 1977-07-08 | Europ Propulsion | |
| BE875127R (fr) * | 1979-03-27 | 1979-07-16 | Organisation Europ De Rech S S | Dispositif a moment d'inertie a suspension magnetique |
| FR2426830A1 (fr) * | 1978-05-22 | 1979-12-21 | Org Europeene De Rech | Dispositif a moment d'inertie a suspension magnetique |
| SU1025997A1 (ru) * | 1980-11-18 | 1983-06-30 | Рижский Краснознаменный Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.Ленинского Комсомола | Датчик контрол радиального смещени вращающегос вала |
| AU547809B2 (en) * | 1980-12-24 | 1985-11-07 | National Aeronautics And Space Administration - Nasa | Linear magnetic bearings |
| US4473259A (en) * | 1980-12-24 | 1984-09-25 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Linear magnetic bearings |
| FR2524090A1 (fr) * | 1982-03-26 | 1983-09-30 | Aerospatiale | Dispositif de suspension magnetique pour roue d'inertie |
| EP0124731A1 (de) * | 1983-04-07 | 1984-11-14 | H.F. Stollberg Maschinenfabrik GmbH | Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Lage eines ersten Körpers bezüglich eines zweiten Körpers |
-
1984
- 1984-09-19 FR FR8414374A patent/FR2570488B1/fr not_active Expired
-
1985
- 1985-09-12 US US06/775,438 patent/US4692699A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-09-17 EP EP85401789A patent/EP0178972B1/fr not_active Expired
- 1985-09-17 DE DE8585401789T patent/DE3566713D1/de not_active Expired
- 1985-09-18 CA CA000491071A patent/CA1245322A/en not_active Expired
- 1985-09-18 JP JP60207730A patent/JPH0792361B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5829442A (ja) * | 1981-08-17 | 1983-02-21 | オリンパス光学工業株式会社 | 内視鏡 |
| JPS5841304A (ja) * | 1981-09-04 | 1983-03-10 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 回転体の半径方向位置検出器 |
| JPS599501A (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-18 | Shinko Denki Kk | 磁性材料の偏心検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0178972B1 (fr) | 1988-12-07 |
| JPH0792361B2 (ja) | 1995-10-09 |
| CA1245322A (en) | 1988-11-22 |
| FR2570488A1 (fr) | 1986-03-21 |
| US4692699A (en) | 1987-09-08 |
| FR2570488B1 (fr) | 1987-01-09 |
| DE3566713D1 (en) | 1989-01-12 |
| EP0178972A1 (fr) | 1986-04-23 |
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