JPS6323024A - 磁気軸受装置 - Google Patents
磁気軸受装置Info
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- JPS6323024A JPS6323024A JP16504386A JP16504386A JPS6323024A JP S6323024 A JPS6323024 A JP S6323024A JP 16504386 A JP16504386 A JP 16504386A JP 16504386 A JP16504386 A JP 16504386A JP S6323024 A JPS6323024 A JP S6323024A
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Landscapes
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はターボ分子ポンプや、コンプレッサ。
タービン、工作国威用スピンドル等の回転体用として好
適な磁気軸受装置に関する。
適な磁気軸受装置に関する。
回転体を浮上保持する手段として電磁石を用いた磁気軸
受がある。この磁気軸受は従来の流体潤滑軸受よりもロ
スが小さく、軸受のドライ化、雰囲気のクリーン化がは
かれ、特に真空状態では有用な軸受である。
受がある。この磁気軸受は従来の流体潤滑軸受よりもロ
スが小さく、軸受のドライ化、雰囲気のクリーン化がは
かれ、特に真空状態では有用な軸受である。
この磁気軸受において、回転体の浮上位置を設定する手
段として、回転体の浮上位置を計測し、その計測信号に
基いて電磁石に流す電流値を決め、電磁石から発生する
磁力の大きさを定める手段がある。
段として、回転体の浮上位置を計測し、その計測信号に
基いて電磁石に流す電流値を決め、電磁石から発生する
磁力の大きさを定める手段がある。
第４図はその手段を示すブロック線図である。
第４図において、位置センサ１は浮上物の位置を測るた
めのセンサであり、渦電流変位計などがその一例である
。位置フィードバックゲイン２は、位置センサ１で得ら
れた信号の大きさを必要な大きさに比例倍するためのも
のである。制罪器３は位置フィードバックゲイン２で得
られた信号を、電磁石４に適切な形にして入力するため
の処理回路からなる。この処理回路としては、例えばＰ
ＩＪ）（比例−積分−微分）回路や位相補償回路、さら
にはその組み合わせ回路などがある。電磁石４は鉄心に
コイルが巻かれたものであり、制御器３から入力された
電流に応じて、浮上用の磁力を発生するものである。
めのセンサであり、渦電流変位計などがその一例である
。位置フィードバックゲイン２は、位置センサ１で得ら
れた信号の大きさを必要な大きさに比例倍するためのも
のである。制罪器３は位置フィードバックゲイン２で得
られた信号を、電磁石４に適切な形にして入力するため
の処理回路からなる。この処理回路としては、例えばＰ
ＩＪ）（比例−積分−微分）回路や位相補償回路、さら
にはその組み合わせ回路などがある。電磁石４は鉄心に
コイルが巻かれたものであり、制御器３から入力された
電流に応じて、浮上用の磁力を発生するものである。
制御器３が比例要素（Ｐ要素）だけで構成された最も簡
単な位置フィードバック系を考える。電磁石４の入力Ｉ
と出力である磁力Ｆとの伝達関数は、コイル、鉄心等の
抵抗やインダクタンスにより以下の１次遅れ系になる。
単な位置フィードバック系を考える。電磁石４の入力Ｉ
と出力である磁力Ｆとの伝達関数は、コイル、鉄心等の
抵抗やインダクタンスにより以下の１次遅れ系になる。
Ｆ’／Ｉ＝ＫＭ／ （１＋ＴＭ Ｓ）・・・（１）こ
こで、ＫＭは電磁石４のゲイン＋ Ｔｖは電磁石４の時
′定数、Ｓはラプラス演算子であ、る。よって、位置フ
ィードバック系の計測変位りから浮上物への力Ｆに至る
伝達関数は以下の通りとなる。
こで、ＫＭは電磁石４のゲイン＋ Ｔｖは電磁石４の時
′定数、Ｓはラプラス演算子であ、る。よって、位置フ
ィードバック系の計測変位りから浮上物への力Ｆに至る
伝達関数は以下の通りとなる。
Ｆ／Ｄ＝ＫＦ−Ｋｐ ・ＫＭ
／（１＋ＴＭ−８） ・・・（２）ここで、
ＫＦは位置フィードバックゲイン２゜Ｋｐは制御Ｂ３の
比例ゲインをそれぞれ示す。位置フィードバック系の（
力Ｆ）／（変位Ｄ）の周波数特性を見るため、ラプラス
演算子５＝ｊ２πでとおき、（２）式に代入する。ここ
でｆは周波数（Ｈｚ）で ｊ−Ｆ：ゴである。（力Ｆ）／（変位Ｄ）は複素数とな
り次のようにおく。
ＫＦは位置フィードバックゲイン２゜Ｋｐは制御Ｂ３の
比例ゲインをそれぞれ示す。位置フィードバック系の（
力Ｆ）／（変位Ｄ）の周波数特性を見るため、ラプラス
演算子５＝ｊ２πでとおき、（２）式に代入する。ここ
でｆは周波数（Ｈｚ）で ｊ−Ｆ：ゴである。（力Ｆ）／（変位Ｄ）は複素数とな
り次のようにおく。
Ｆ／Ｄ−ＫＲ・（ｆ）＋ｊ−に工・（ｆ）・・・（３）
（３）式における（力Ｆ ） 、／ （変位Ｄ）の実部
は周波数ｆに依存した剛性を、虚部は周波数ｆに依存し
た減衰を意味する。（２）式のような１次遅れは虚部が
常に負となり、浮上物に対し減衰とは反対の不安定化力
になる。
は周波数ｆに依存した剛性を、虚部は周波数ｆに依存し
た減衰を意味する。（２）式のような１次遅れは虚部が
常に負となり、浮上物に対し減衰とは反対の不安定化力
になる。
第５図は（力Ｆ）／（変位Ｄ）、すなわち（３）式の虚
部の値と周波数ｆとの関係を示す図である。
部の値と周波数ｆとの関係を示す図である。
第５図に示す点線Ａが（２）式に対応するものであり、
上述の状態を示している。浮上物と位置フィードバック
系からなる固有振動数ｆｃがもつ減衰、特に浮上物の減
衰より、第５図に示す周波数ｆ−ｆ０の所の直が大きい
と、その固有振動数は発散的に振動し、運転できなくな
る。
上述の状態を示している。浮上物と位置フィードバック
系からなる固有振動数ｆｃがもつ減衰、特に浮上物の減
衰より、第５図に示す周波数ｆ−ｆ０の所の直が大きい
と、その固有振動数は発散的に振動し、運転できなくな
る。
そこで、位置フィードバック系の（力Ｆ）／（変位Ｄ）
に減衰効果をもたすために、制御Ｉｌ器３に比例要素（
Ｐ要素）と並列に微分要素（Ｄ要素）または位相補償要
素を設ける。ここでは代表して微分要素に例をとる。微
分要素（Ｄ要素）をあり御器３に回路として実現すると
、以下の１次遅れ系となる。
に減衰効果をもたすために、制御Ｉｌ器３に比例要素（
Ｐ要素）と並列に微分要素（Ｄ要素）または位相補償要
素を設ける。ここでは代表して微分要素に例をとる。微
分要素（Ｄ要素）をあり御器３に回路として実現すると
、以下の１次遅れ系となる。
（微分要素）−ＫＯ−８／１＋ＴＤ−８・・・（４）
ここで、Ｋｏは微分要素のゲイン、Ｔｏは時定数である
。微分要素だけの位置フィードバック系の（力Ｆ）／（
変位Ｄ）は以下の式となる。
。微分要素だけの位置フィードバック系の（力Ｆ）／（
変位Ｄ）は以下の式となる。
Ｆ／Ｄ＝ＫＦ−ＫＤ−ＫＭ−８
／ （（１＋Ｔｏ−８）（１＋Ｔｘ＋ ・Ｓ））・・・
（５） （５）式の分子はＳの１次で分母はＳの２次になるため
、（５）式の虚部は第５図に示す一点鎖線Ｂのようにな
る。すなわち、周波数の低い領域では浮上物に対し減衰
効果を、高いＷ４１では不安定化作用をもつ。浮上物の
位置を保持するため、制御器３には比例要素と微分要素
との併存が必要となる。このような制御器３の位置フィ
ードバック系の（力Ｆ ） ／ （変位Ｄ）は Ｆ ／ Ｄ ＝ Ｋ Ｆ ・ｃＫＰ十Ｋｏ−８／（１＋ＴＯ・Ｓ））・ＫＭ／ （
１＋ＴＭ−８） ・・・（６）となり、第５区に
示した実ＩＩＣのようになり、上述と同じ特性をもつ。
（５） （５）式の分子はＳの１次で分母はＳの２次になるため
、（５）式の虚部は第５図に示す一点鎖線Ｂのようにな
る。すなわち、周波数の低い領域では浮上物に対し減衰
効果を、高いＷ４１では不安定化作用をもつ。浮上物の
位置を保持するため、制御器３には比例要素と微分要素
との併存が必要となる。このような制御器３の位置フィ
ードバック系の（力Ｆ ） ／ （変位Ｄ）は Ｆ ／ Ｄ ＝ Ｋ Ｆ ・ｃＫＰ十Ｋｏ−８／（１＋ＴＯ・Ｓ））・ＫＭ／ （
１＋ＴＭ−８） ・・・（６）となり、第５区に
示した実ＩＩＣのようになり、上述と同じ特性をもつ。
浮上物と位置フィードバック系からなる固有振動数ｆｃ
を減衰効果を有する周波数の低い領域に冒くと、安定性
が確保でき、振動を発生することなく運転できる。
を減衰効果を有する周波数の低い領域に冒くと、安定性
が確保でき、振動を発生することなく運転できる。
このような特性を有する磁気軸受を第６図（ａ）に示す
回転体５の軸受６として使用し、回転体５を浮上させる
場合を考えると、次のような現象を呈する。回転体５は
第６図（ｂ）（ｃ）（ｃｌ）（ｅ）（ｆ）〜に示すよう
に無限個の固有１ｈ動数を有する。回転体５自体の材料
等の減衰は、回転数以下の固有県動数に対しては不安定
化に動き、回転数以上の固有振動数に対しては減衰作用
として動く。
回転体５の軸受６として使用し、回転体５を浮上させる
場合を考えると、次のような現象を呈する。回転体５は
第６図（ｂ）（ｃ）（ｃｌ）（ｅ）（ｆ）〜に示すよう
に無限個の固有１ｈ動数を有する。回転体５自体の材料
等の減衰は、回転数以下の固有県動数に対しては不安定
化に動き、回転数以上の固有振動数に対しては減衰作用
として動く。
したがって、磁気軸受の位置フィードバック系の（力Ｆ
）／（変位Ｄ）の減衰効果を有する周波数領域に、回転
数以下の固有振動数をもってくる必要がある。しかし、
回転体５の固有振動数は第６図（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ
）（ｆ） 〜に示すように無限にあるため、必ず（力Ｆ
）／（変位Ｄ）の不安定化作用を有する周波数領域に固
有振動数がある。したがって、回転体５自体による固有
振動数が有する減衰よりも、磁気軸受の位置フィードバ
ック系の不安定化作用が大きくなると不安定になり、振
動が発散的に大きくなり、回転させることができなくな
る。特に、回転体５の最高回転数よりも高い第３次固有
振動数が、通常は最も減衰能力が少なく、かつ磁気軸受
の位置フィードバック系の不安定化作用が大きい周波数
、領域に存在している。このため第３次固有振動数に対
応する曲げ１次危険速度までは運転不能であった。
）／（変位Ｄ）の減衰効果を有する周波数領域に、回転
数以下の固有振動数をもってくる必要がある。しかし、
回転体５の固有振動数は第６図（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ
）（ｆ） 〜に示すように無限にあるため、必ず（力Ｆ
）／（変位Ｄ）の不安定化作用を有する周波数領域に固
有振動数がある。したがって、回転体５自体による固有
振動数が有する減衰よりも、磁気軸受の位置フィードバ
ック系の不安定化作用が大きくなると不安定になり、振
動が発散的に大きくなり、回転させることができなくな
る。特に、回転体５の最高回転数よりも高い第３次固有
振動数が、通常は最も減衰能力が少なく、かつ磁気軸受
の位置フィードバック系の不安定化作用が大きい周波数
、領域に存在している。このため第３次固有振動数に対
応する曲げ１次危険速度までは運転不能であった。
上述したように、従来のものでは浮上物の位置を保持す
るため浮上物の位置を計測し、その信号をフィードバッ
クし、電磁石４から力を発生させるようにしているが、
この力は浮上物を振動させる不安定化力となる。そして
制ｔＩｌ器３にＰＡＤ。
るため浮上物の位置を計測し、その信号をフィードバッ
クし、電磁石４から力を発生させるようにしているが、
この力は浮上物を振動させる不安定化力となる。そして
制ｔＩｌ器３にＰＡＤ。
位相補償等の処理を行なっても、低周波数領域では安定
化（減衰）力になるが、中高周波数領域では依然として
大きな不安定化力を有している。したがって、回転体５
のような無限側の固有振動数を有する浮上物では、不安
定化力となるｗ４Ｈに固有振動数が必ず有り、磁気軸受
により発散的な振動を発生することになる。
化（減衰）力になるが、中高周波数領域では依然として
大きな不安定化力を有している。したがって、回転体５
のような無限側の固有振動数を有する浮上物では、不安
定化力となるｗ４Ｈに固有振動数が必ず有り、磁気軸受
により発散的な振動を発生することになる。
そこで本発明は、回転体にとって最も重要な曲げ１次固
有振動数に対して、■磁気軸受が発生する不安定化力を
安定化力（減衰力）に変更し得、発散的な振動発生を防
止し得、回転体を安定に浮上させ得る構成簡単な磁気軸
受装置を提供することを目的とする。
有振動数に対して、■磁気軸受が発生する不安定化力を
安定化力（減衰力）に変更し得、発散的な振動発生を防
止し得、回転体を安定に浮上させ得る構成簡単な磁気軸
受装置を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段〕
本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために、次
のような手段を講じた。すなわち、回転体に対する位置
センサからの信号を磁気軸受へフィードバックし、ＰＩ
Ｄ（比例、積分、微分）や位相補償等の制御を行ない、
磁気軸受を能動的に用いるようにした磁気軸受装置にお
いて、二組のジャーナル磁気軸受を回転体の重心に対し
て左右に分けて配置し、各ジャーナル磁気軸受の軸受要
素における位置センサと電磁石とを、回転体のフリーフ
リー１次固有振動数の振動モードにおけるノード点に対
し、左右に撮り分けて配２するようにした。
のような手段を講じた。すなわち、回転体に対する位置
センサからの信号を磁気軸受へフィードバックし、ＰＩ
Ｄ（比例、積分、微分）や位相補償等の制御を行ない、
磁気軸受を能動的に用いるようにした磁気軸受装置にお
いて、二組のジャーナル磁気軸受を回転体の重心に対し
て左右に分けて配置し、各ジャーナル磁気軸受の軸受要
素における位置センサと電磁石とを、回転体のフリーフ
リー１次固有振動数の振動モードにおけるノード点に対
し、左右に撮り分けて配２するようにした。
このような手段を講じたことにより、次のような作用を
呈する。回転体の１次、２次固有ｔ＆勤数のみを含む周
波数に対して位相補償（安定化作用）を行なった能動型
磁気軸受において、位置センサおよび′ＩＩｉ磁石がフ
リーフリー１次固有振動数の振動モードを考慮して配置
されている結果、位相補償範囲外の曲げ１次固有振動数
についても位相反転が生じ、その周波数領域が安定化力
に変更される。
呈する。回転体の１次、２次固有ｔ＆勤数のみを含む周
波数に対して位相補償（安定化作用）を行なった能動型
磁気軸受において、位置センサおよび′ＩＩｉ磁石がフ
リーフリー１次固有振動数の振動モードを考慮して配置
されている結果、位相補償範囲外の曲げ１次固有振動数
についても位相反転が生じ、その周波数領域が安定化力
に変更される。
（実施例）
第１図は本発明の第１実施例の構成を示す図である。な
お第４図〜第６図と同一機能を有する部分には同一符号
を付しである。第１図は回転体５と二組のジャーナル磁
気軸受６Ａ、６Ｂとの配置関係を、回転体５の軸受部を
フリーにしたときの１次固有振動数（以下フリーフリー
１次固有振動数と呼ぶ）の微動モードＦａに対応して示
した図である。第１図に示すように、二組のジャーナル
磁気軸受６Ａ、６Ｂは、回転体５の重心Ｇの左右位詔に
分けて配置されている。左側に配置されているジャーナ
ル磁気軸受６Ａは、４１１１ｉｌの軸受要素１Ｌ〜４Ｌ
を有しており、右側に配置されているジャーナル磁気軸
受６Ｂは、４個の軸受要素１Ｒ〜４Ｒを有している。そ
して軸受要素１１〜４Ｌにおける位置センサ１Ｌと電【
０石４Ｌ、および軸受要素１Ｒ〜４Ｒにおける位置セン
サ１Ｒと電磁石４Ｒとは、それぞれ回転体５のフリーフ
リー１次固有振動数の振動モードＦａにおけるノード点
Ｐを挟んで左右に撮り分は配置されている。
お第４図〜第６図と同一機能を有する部分には同一符号
を付しである。第１図は回転体５と二組のジャーナル磁
気軸受６Ａ、６Ｂとの配置関係を、回転体５の軸受部を
フリーにしたときの１次固有振動数（以下フリーフリー
１次固有振動数と呼ぶ）の微動モードＦａに対応して示
した図である。第１図に示すように、二組のジャーナル
磁気軸受６Ａ、６Ｂは、回転体５の重心Ｇの左右位詔に
分けて配置されている。左側に配置されているジャーナ
ル磁気軸受６Ａは、４１１１ｉｌの軸受要素１Ｌ〜４Ｌ
を有しており、右側に配置されているジャーナル磁気軸
受６Ｂは、４個の軸受要素１Ｒ〜４Ｒを有している。そ
して軸受要素１１〜４Ｌにおける位置センサ１Ｌと電【
０石４Ｌ、および軸受要素１Ｒ〜４Ｒにおける位置セン
サ１Ｒと電磁石４Ｒとは、それぞれ回転体５のフリーフ
リー１次固有振動数の振動モードＦａにおけるノード点
Ｐを挟んで左右に撮り分は配置されている。
第２図は回転体５の第１次、第２次、第３次固有振動数
の振動モードＦ１．Ｆ２．Ｆ３と、ジャ−ナル磁気軸受
６Ａと６Ｂとの関係を示す図である。第２図に示すよう
に、第３次固有振動数の振動モード波形は、第１図に示
したフリーフリー第１次固有振動数の振動モード波形と
同じ形をしている。第２図から分るように、各ジャーナ
ル磁気軸受６Ａ、６Ｂにおける位置センサ１Ｌと゛電磁
石４し、および位置センサ１Ｒと電磁石４Ｒとは、第１
次、第２次固有振動については同じ方向に撮れる振動モ
ード内に位置している。しかるに第３次固有振動数につ
いては、第３次固有振動数の据肋モードＦ３がフリーフ
リー第１次固有５ｖＪａの振動モードＦｏ と同じ波形
をしているので、位置センサ１ＬとＩＥｔ１石４Ｌ、お
よび位ｎセンサ１Ｒと電磁石４Ｒとでは、それぞれ逆方
向に撮れる振動モード内に位置している。なお、制御器
３Ｌおよび３Ｒとしては、第５図実線Ｃのように低周波
領域で減衰を呈する如く位相補償を与え得るものを用い
るものとする。かくして回転体５の第１次。
の振動モードＦ１．Ｆ２．Ｆ３と、ジャ−ナル磁気軸受
６Ａと６Ｂとの関係を示す図である。第２図に示すよう
に、第３次固有振動数の振動モード波形は、第１図に示
したフリーフリー第１次固有振動数の振動モード波形と
同じ形をしている。第２図から分るように、各ジャーナ
ル磁気軸受６Ａ、６Ｂにおける位置センサ１Ｌと゛電磁
石４し、および位置センサ１Ｒと電磁石４Ｒとは、第１
次、第２次固有振動については同じ方向に撮れる振動モ
ード内に位置している。しかるに第３次固有振動数につ
いては、第３次固有振動数の据肋モードＦ３がフリーフ
リー第１次固有５ｖＪａの振動モードＦｏ と同じ波形
をしているので、位置センサ１ＬとＩＥｔ１石４Ｌ、お
よび位ｎセンサ１Ｒと電磁石４Ｒとでは、それぞれ逆方
向に撮れる振動モード内に位置している。なお、制御器
３Ｌおよび３Ｒとしては、第５図実線Ｃのように低周波
領域で減衰を呈する如く位相補償を与え得るものを用い
るものとする。かくして回転体５の第１次。
第２次固有娠り数は、減衰を与える周波数領域に置かれ
、第３次固有振動数は不安定化力を与える周波数領域に
置かれる。
、第３次固有振動数は不安定化力を与える周波数領域に
置かれる。
ところで、ジャーナル磁気軸受６Ａ、６Ｂの（力Ｆ）／
（変位Ｄ）を（３）式であられすと。
（変位Ｄ）を（３）式であられすと。
第１次固有振動数と第２次固有振動数については、磁気
軸受特性は変わらず、（３）式のままであるが、第３次
固有振動数に対しては、（３）式とは逆転して Ｆ ／ Ｄ ＝ −Ｋ Ｒ・（ｆｃ３）−ｊ−に工・（
ｆｃ３） となり、不安定化力が減衰力に変わる。なおｆｃ３は、
第３次固有振動数である。したがって回転体５に対する
特性は、第３図の実１０に示すように第１次、第２次、
第３次の各固有逅勤数に減衰をもつものとなる。
軸受特性は変わらず、（３）式のままであるが、第３次
固有振動数に対しては、（３）式とは逆転して Ｆ ／ Ｄ ＝ −Ｋ Ｒ・（ｆｃ３）−ｊ−に工・（
ｆｃ３） となり、不安定化力が減衰力に変わる。なおｆｃ３は、
第３次固有振動数である。したがって回転体５に対する
特性は、第３図の実１０に示すように第１次、第２次、
第３次の各固有逅勤数に減衰をもつものとなる。
かくして本実施例によれば、第１次、第２次固有振動数
にのみ、減衰を与える制御器を用いるものでありながら
、第３次固有振動数における最も不安定化力として働り
領域を減衰力（安定化力）に変更できる。したがって、
回転体５の中高周波ハンティング問題が減少し、かつ曲
げ１次危険速度（第３次固有振動数に対応）まで運転可
能となる。なお第４次以上の固有振動数については、不
安定化力が小さい周波数領域にあるので、はとんど問題
がない。
にのみ、減衰を与える制御器を用いるものでありながら
、第３次固有振動数における最も不安定化力として働り
領域を減衰力（安定化力）に変更できる。したがって、
回転体５の中高周波ハンティング問題が減少し、かつ曲
げ１次危険速度（第３次固有振動数に対応）まで運転可
能となる。なお第４次以上の固有振動数については、不
安定化力が小さい周波数領域にあるので、はとんど問題
がない。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではない。
例えば前記実施例では本発明を単一の回転体へ適用した
例を示したが、複数個の回転体がタンデムに接続されて
いる回転体については、ギヤ・カップリングなどの弾性
カップリング毎に１個の回転体と考えることにより、本
発明を適用できる。このほか本発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
例を示したが、複数個の回転体がタンデムに接続されて
いる回転体については、ギヤ・カップリングなどの弾性
カップリング毎に１個の回転体と考えることにより、本
発明を適用できる。このほか本発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
（発明の効果〕
本発明によれば、回転体の１次、２次固有振動数のみを
含む周波数に対して位相補償（安定化作用）を行なった
能動型磁気軸受において、二組のジャーナル磁気軸受を
回転体の重心に対して左右に分けて配置し、各ジャーナ
ル磁気軸受の軸受要素における位置センサと電磁石とを
、回転体のフリーフリー１次固有１ｆｉｉ７１数の振動
モードにおけるノード点に対し、左右に振り分けて配置
するようにしたので、位相補償範囲外の曲げ１次固有振
動数についても位相反転が生じる。その結果、回転体に
とって最も重要な曲げ１次固有振動数が存在している周
波数領域の不安定化力が安定化力に変更され、磁気軸受
が発生する不安定化力をほとんど安定化力（減衰力）に
変更して与え得、発散的な振動発生を防止し１ｑ、回転
体を安定に浮上させ得る構成簡単な磁気軸受装置を提供
できる。
含む周波数に対して位相補償（安定化作用）を行なった
能動型磁気軸受において、二組のジャーナル磁気軸受を
回転体の重心に対して左右に分けて配置し、各ジャーナ
ル磁気軸受の軸受要素における位置センサと電磁石とを
、回転体のフリーフリー１次固有１ｆｉｉ７１数の振動
モードにおけるノード点に対し、左右に振り分けて配置
するようにしたので、位相補償範囲外の曲げ１次固有振
動数についても位相反転が生じる。その結果、回転体に
とって最も重要な曲げ１次固有振動数が存在している周
波数領域の不安定化力が安定化力に変更され、磁気軸受
が発生する不安定化力をほとんど安定化力（減衰力）に
変更して与え得、発散的な振動発生を防止し１ｑ、回転
体を安定に浮上させ得る構成簡単な磁気軸受装置を提供
できる。
第１図〜第３図は本発明の一実施例を示す図で、第１図
および第２図は構成を示す図、第３図は磁気軸受の減衰
特性を示す図である。第４図〜第６図（ａ）〜（「）は
従来例を示す図で、第４図は構成を示すブロック線図、
第５図は磁気軸受の減衰特性を示す図、第６図（ａ）〜
（ｆ）は回転体と固有振動数とを示す図である。 １ （ＩＬ、１Ｒ）・・・位置センサ、２（２Ｌ。 ２Ｒ）・・・位置フィードバックゲイン、３ （３１゜
３Ｒン・・・１ＩＩＩ御器、４ （４１，４Ｒ）・・・
電磁石、５・・・回転体、６ （６Ａ、６Ｂ＞・・・［
ｎ気軸受、Ｇ・・・回転体の重心、Ｐ・・・振動モード
のノード点。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 〔１次〕〔２次〕〔３Ｘ７）〔４鶏Ｉ〕第３図 ／１ ／１ ｒ八 属 Ｘ！！Ｊ 邑 δ ｒ′Ｘ ｒＡ ％Ｓ 膿 −一−／＋％
および第２図は構成を示す図、第３図は磁気軸受の減衰
特性を示す図である。第４図〜第６図（ａ）〜（「）は
従来例を示す図で、第４図は構成を示すブロック線図、
第５図は磁気軸受の減衰特性を示す図、第６図（ａ）〜
（ｆ）は回転体と固有振動数とを示す図である。 １ （ＩＬ、１Ｒ）・・・位置センサ、２（２Ｌ。 ２Ｒ）・・・位置フィードバックゲイン、３ （３１゜
３Ｒン・・・１ＩＩＩ御器、４ （４１，４Ｒ）・・・
電磁石、５・・・回転体、６ （６Ａ、６Ｂ＞・・・［
ｎ気軸受、Ｇ・・・回転体の重心、Ｐ・・・振動モード
のノード点。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 〔１次〕〔２次〕〔３Ｘ７）〔４鶏Ｉ〕第３図 ／１ ／１ ｒ八 属 Ｘ！！Ｊ 邑 δ ｒ′Ｘ ｒＡ ％Ｓ 膿 −一−／＋％
Claims (1)
- 回転体に対する位置センサからの信号を磁気軸受へフィ
ードバックし、ＰＩＤ（比例、積分、微分）や位相補償
等の制御を行ない、磁気軸受を能動的に用いるようにし
た磁気軸受装置において、二組のジャーナル磁気軸受を
回転体の重心に対して左右に分けて配置し、各ジャーナ
ル磁気軸受の軸受要素における位置センサと電磁石とを
、回転体のフリーフリー１次固有振動数の振動モードに
おけるノード点に対し、左右に振り分けて配置するよう
にしたことを特徴とする磁気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16504386A JPS6323024A (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16504386A JPS6323024A (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 磁気軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6323024A true JPS6323024A (ja) | 1988-01-30 |
| JPH0570729B2 JPH0570729B2 (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=15804748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16504386A Granted JPS6323024A (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6323024A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02180313A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-07-13 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 磁気軸受装置 |
| WO2024054490A1 (en) * | 2022-09-07 | 2024-03-14 | Sapphire Technologies, Inc. | Modular design of turboexpander components |
-
1986
- 1986-07-14 JP JP16504386A patent/JPS6323024A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02180313A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-07-13 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 磁気軸受装置 |
| WO2024054490A1 (en) * | 2022-09-07 | 2024-03-14 | Sapphire Technologies, Inc. | Modular design of turboexpander components |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0570729B2 (ja) | 1993-10-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |