CN101334068A - 用于起动具有磁支承转子的电机的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于起动具有磁支承转子(20)的电机、特别是用于使气流纺纱机的纺纱杯旋转的方法和具有控制装置(50)的装置，其中，磁轴承具有：永磁体(31，32，33，34)；用于控制沿轴向的位置的致动器系统(35，36)；以及用来确定所述转子沿轴向的端部位置的两个轴向限位轴承(41，42)，用于控制沿轴向的位置的致动器系统(35，36)使得从沿轴向的第一端部位置抬起，将从所述第一端部位置抬起时的系统变量与一个参考值进行比较，转子(20)移动至第二端部位置，用于控制沿轴向的位置的所述致动器系统使得从沿轴向的所述第二端部位置抬起，并将从所述第二端部位置抬起时的系统变量与一个参考值进行比较。

Description

用于起动具有磁支承转子的电机的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于起动具有磁支承转子的电机、特别是用于旋转气流纺纱机(open-end spinning machie)的纺纱杯(spinning cup)的方法和具有控制装置的装置。磁轴承具有永磁体、用于控制沿轴向的位置的致动器系统以及用来确定转子沿轴向的端部位置的两个轴向限位轴承。
背景技术
具有磁支承转子的电机例如用作气体超速离心机、涡轮分子泵、刀具旋转轴、压缩机、血泵和飞轮的驱动装置。磁轴承在高转速方面特别有利，因为它相对于诸如滚柱轴承或滑动轴承的机械轴承具有低得多的功率损耗。一个具体应用领域是作为气流纺纱机的纺纱杯的驱动装置。这里要求超过100,000转每分钟的转速。
DE 100 22 736 A1公开了用于气流纺纱机的纺纱转子的一种磁支承驱动装置并描述了磁轴承的控制和结构。这里所示的磁轴承由位于每个轴向端部处的各两个永磁环组成。具有永磁体的磁轴承(也被称为被动(passive)轴承)至少在一个轴中是不稳定的。所引用的现有技术示出了一个径向轴承，该径向轴承在轴向上是不稳定的。出于这一原因，需要致动器以在轴向上对位置进行控制。可以增强或减弱永磁体磁场的线圈或绕组，适于被用作致动器。如果致动器发生故障或在机器被关闭的静止状态中，为了防止轴承磁体彼此影响，这种类型的设置具有两个轴向限位轴承，也被称为接收轴承。转子沿轴向的端部位置由限位轴承确定。在静止状态中，转子贴合在轴向限位轴承中的一个上。当机器起动时，转子通过致动器的适当操作而从其限位轴承上抬起(lift off)。
除了高转速以外，由于纤维残留物污染的高风险，对纺纱转子的轴承和驱动装置有高要求。在这种类型污染的情况下，有可能磁支承转子不再受控制而保持在悬浮状态中。随后可能引起碰撞并由此对轴承、驱动装置或纺纱转子造成严重破坏。当然，在已经存在机械损坏或轴承磁体被退磁的情况下，悬浮的转子也可能会在运行期间落下。
为了防止悬浮的转子落下，在先技术中已知各种监控方法以在运行期间识别污染或故障并能够在碰撞前关闭磁支承驱动装置。WO 01/17096A1公开了在运行期间通过对传感器进行分析而识别磁轴承的故障的方法。DE 10 2005 032 184 A1提出，在运行期间为了控制沿轴向的位置而对致动器线圈中的电流进行分析，并由此推断轴承气隙相对于预定限制值的偏差。
有可能在驱动机器转速上升之前磁轴承的污染或故障就已经存在了。希望尽早地并且不是在机器旋转时才识别这样的污染或故障。如果在转速上升期间或稳定运行期间识别轴承中的故障，则机器必须能够可靠减速。这耗费了时间并降低了操作安全性。
因此本发明的目的是，在起动期间就能识别具有磁支承转子的电机、特别是用于旋转气流纺纱机的纺纱杯的电机的故障和污染，并且提高磁轴承的操作安全性。
发明内容
为了实现这一目的，提出了一种用于起动具有磁支承转子的电机、特别是起动用于旋转气流纺纱机的纺纱杯的电机的方法，其中，磁轴承具有：永磁体、用于控制沿轴向的位置的致动器系统、以及用来确定所述转子沿轴向的端部位置的两个轴向限位轴承；如此驱动用于控制沿轴向的位置的致动器系统，以使得该致动器系统导致从沿轴向的第一端部位置的抬起；将从所述第一端部位置抬起时的系统变量与一个参考值进行比较；转子移动至第二端部位置；如此驱动用于控制沿轴向的位置的所述致动器系统，以使得该致动器系统导致从沿轴向的所述第二端部位置的抬起；将从所述第二端部位置抬起时的系统变量与一个参考值进行比较，并且在这些系统变量相对于这些参考值的、预先确定的偏差的情况下，生成故障信号。
在起动过程的开始，转子位于两个轴向端部位置的其中一个上。由用于控制沿轴向的位置的致动器系统而引起从第一端部位置的抬起。根据本发明，机器的转速此时不会上升，而是例如通过用于控制沿轴向的位置的致动器系统的脉冲去将转子从悬浮位置移动至第二端部位置。与从第一抬起对应地监控从第二端部位置抬起的过程。从两个轴向限位轴承的抬起在这种情况下是根据本发明的方法的必要组成部分。在这种情况下，系统变量不仅能与预定参考值进行比较，而且能够识别这两次抬起过程之间的差异并由此而对不平衡进行推断。磁环的退磁仅在从损坏的轴承抬起的情况下才清楚可见。从完好的轴承抬起几乎不会显示出任何变化。
根据按照本发明的方法的一个优选实施方式，用于控制沿轴向的位置的致动器系统由至少一个电绕组构成。
根据按照本发明的方法的另一优选实施方式，系统变量是施加到所述电绕组的电流，或者是与之成比例的变量。
为了对沿轴向的位置进行控制，通过致动器系统的电绕组的电流是必需的。该电流能够容易并且精确地测得。为了控制沿轴向的位置，该电流经常用作控制信号，因此用于驱动最末阶段的控制器输出与该电流成比例。该系统变量也可以用于对抬起过程进行分析。
根据按照本发明方法的另一优选实施方式，系统变量的最大值用于确定与所述参考值的所述偏差。
作为系统变量的致动器绕组中的电流与用于抬起所必须施加的力成比例。在抬起时必须要克服的两个磁环之间的吸引力与磁环的距离的平方成反比。因此，如果在限位轴承和转子之间，端部位置处磁环之间的距离因外来物体(例如绕组线)而增加，则吸引力减小并且因此所需要的抬起电流也减小。如果磁环之间的距离由于损坏而减小或者减小了不允许的位移，则抬起电流增大。在退磁的情况下，磁体的吸引力减小。如果磁体被退磁，则在抬起期间需要克服磁体的吸引力，抬起电流减小。如果磁体被退磁，而磁体的吸引力帮助从当前端部位置抬起，则抬起电流增加。实际上，当抬起时，通过致动器线圈的电流增大，直到转子被抬起。随后可以将出现的最大值与参考值进行比较。在这种情况下，可以给出电流的最大值的上限值和下限值作为参考值。
根据按照本发明方法的另一优选实施方式，用于确定沿轴向的所述位置的位置传感器的测量信号被用作为所述系统变量。
另选地或除了电流之外，用于控制沿轴向的位置同样所需的位置传感器信号也可以被用于对抬起过程进行估计。在致动器电流中和位置信号中都可以检测到由于污染或退磁而引起的变化。如果由于污染或退磁而发生停滞，则通过零电流控制而使转子强制离开沿轴向的中心位置，所以在从这两个端部位置抬起的过程中，覆盖了不同的路径。需要注意的是端部位置之间的距离在十分之一毫米的范围内变化。因此对位置传感器的精度和线性度有很高要求。然而，借助于微控制器而对位置传感器进行校准的现有方法可以实现该精度要求。
根据按照本发明方法的另一优选实施方式，轴向限位轴承上的支承力被用作为所述系统变量，其中，所述支承力通过传感器测得。在这种情况下，传感器可以集成到轴承系统中并被构造成力或压力传感器。
根据按照本发明方法的另一优选实施方式，由故障信号防止了机器被起动，该故障信号是在系统变量偏离参考值时产生的。在这种情况下，假设存在消极影响，这会对操作期间磁轴承的可靠操作提出疑问。于是需要操作员的干预以消除故障。也可以确定两级参考值，其中，第一级仅产生警告干扰并在特定情况下记录该警告干扰，仅有第二级会导致开始保护或关闭。在警告干扰的情况下，故障会在下一个对系统的计划干预期间被消除。
为了实现这一目的，提出了一种具有控制装置的设备，该控制装置用于起动具有磁支承转子的电机、特别是用于旋转气流纺纱机的纺纱杯，其中，磁轴承具有：永磁体；用于控制沿轴向的位置的致动器系统；以及用来确定所述转子沿轴向的端部位置的两个轴向限位轴承，并且，如此设置所述控制装置，以使得所述控制装置首先借助于用于控制沿轴向的位置的致动器系统导致从沿轴向的第一端部位置的抬起；随后所述控制装置使所述转子移动到第二端部位置；最后，所述控制装置借助于用于控制沿轴向的位置的致动器系统导致从沿轴向的第二端部位置的抬起；所述控制装置包括分析机构，该分析机构将从所述第一端部位置和所述第二端部位置抬起时的系统变量与参考值进行比较；并且在这些系统变量相对于这些参考值的、预先确定的偏差的情况下，生成故障信号。
该控制装置可以包括例如微处理器或微控制器，其中所述的分析例程被实现为软件代码。控制装置另外具有用于输入参数(例如，参考值)或用于记录测量值的接口。此外，有用于驱动对沿轴向位置进行控制的致动器系统的相应输出接口。
根据按照本发明装置的另一实施方式，致动器系统由至少一个电绕组构成。
根据按照本发明装置的另一实施方式，系统变量是施加到所述电绕组的电流或与之成比例的变量。
根据按照本发明装置的另一实施方式，所述控制装置使用所述系统变量的最大值来确定相对于所述参考值的误差。
根据按照本发明装置的另一实施方式，所述控制单元使用用于确定沿轴向的所述位置的位置传感器的测量信号作为所述系统变量。
根据按照本发明装置的另一实施方式，所述控制单元将所述轴向限位轴承上的支承力用作为所述系统变量，其中，所述支承力通过传感器而测得。
根据按照本发明装置的另一实施方式，所述控制装置通过生成所述故障信号来防止机器起动。
附图说明
下面将借助于附图中所示的实施方式更详细地描述本发明，其中
图1示出了具有处于悬浮状态的磁支承转子的电机的示意图；
图2示出了具有位于端部位置上的磁支承转子的电机的示意图；
图3示出了绕组中对位置进行控制的电流的时序以及在相反抬起过程中转子的位置的时序；以及
图4示出了抬起过程的流程和分析的框图。
具体实施方式
图1示出了用于使气流纺纱机的纺纱杯旋转的、具有磁支承转子的电机的示意图。在所示实施方式，电机10是电子整流直流电机。电动机10具有在定子中的绕组包11和在转子中的永磁体12。永磁体12连接至转子20。转子20具有前端21和后端22。前端21机械连接至这里没有示出的纺纱杯。限位轴承41设置在前端而限位轴承42设置在后端。如果磁轴承发生故障或损坏，则限位轴承在轴向上和径向上均提供保护。另外，位置传感器43设置在后轴承上以确定转子20沿轴向的位置。针对位于转子的前端和后端的磁轴承而设置轴向磁化的永磁环。它们具有附图标记33和31。另外两个轴向磁化的磁环34和32连接至电机的定子。对于磁轴承，也可以有其它的磁体设置和磁化方向。所示的设置沿轴向上是不稳定的并因此而需要用于控制沿轴向的位置的致动器系统。为此，将两个绕组35和36设置为围绕连接定子的磁环32和34。如果电流流过绕组，则产生轴向有效的磁场，该磁场能增强或减弱永磁体的磁场。也可以仅用一个线圈来控制沿轴向的位置。为了驱动致动器系统以控制沿轴向的位置，提供了控制装置50，该控制装置分别通过两芯线51和52连接至致动器线圈35和36。电流通过两芯线51和52进入致动器线圈。并且，如上所述，由于需要位置信号来控制沿轴向的位置，控制装置通过数据线53连接至位置传感器43。
限位轴承41和42确定转子沿轴向的端部位置。图1示出了处于悬浮状态的转子。在图2中，转子位于后端位置并贴合在后限位轴承上。如此调整限位轴承，以使得在转子的端部位置中磁环之间也有足够的间隔。为了使转子从后轴向限位轴承42上抬起，必须要减弱磁环33和34之间的吸引力和/或必须要增强磁环31和32之间的吸引力。
在图3的上面的曲线中示出了当转子从前和后限位轴承抬起时用于控制沿轴向位置的流过致动器系统的绕组的电流i的时序。在图3的第二个图中，近似示出了沿轴向的转子位置z的时序。在t0时刻，转子位于位置ZH处的第一限位轴承(此处为后限位轴承)中。此时致动器绕组没有电流。为了从后限位轴承上抬起转子，致动器绕组中的电流缓慢增大至最大值i0H。最大值iOH是从限位轴承上抬起转子所需的抬起电流。当达到抬起电流时，转子移动至悬浮位置Z0。致动器电流随后再次减小。根据本发明，转子应当移动至第二端部位置(此处为在前端部位置)。这要通过在t2时刻的电流脉冲来实现。转子由于电流脉冲而离开悬浮位置Z0并转移至在前端部位置ZV。随后再次执行与第一抬起类似的抬起过程。在t3时刻，转子开始再次抬起并再次转移至悬浮位置Z0。为了抬起，需要大小为i0V的抬起电流。从附图中可以看出，用于从后限位轴承和前限位轴承抬起的电流具有相反的符号。在电机转速上升之前，分析发生在两次抬起过程中的电流大小i0H和i0V的最大值。电流的最大值要位于下限imin和上限imax之间。
除了在机器转速上升之前对磁轴承进行检查以外，所述方法也可以用于在组装期间对限位轴承进行轴向调节。使用抬起电流来调节限位轴承的优点是不需要昂贵的位置测量技术。如所述，磁轴承的轴向轴承间隙在十分之一毫米的范围内变化。为了调节轴向限位轴承，致动器绕组的电流不是一直增大直到发生了抬起，而是向其施加具有所定义的最大值的电流脉冲并且采用逐步的方式调整限位轴承的位置直到发生了抬起。为了实现根据图2中的系统的转子的抬起，限位轴承42必须向右侧移动。如果针对此而设计致动器绕组，则作为电流脉冲的另选，当然也可以在整个调节过程期间施加所定义的电流的最大值。
图4示出可能的顺序和对抬起过程进行分析的框图。所示的实施方式涉及用于旋转气流纺纱机的纺纱杯的电机的抬起过程。此处，如上所述转子的前端连接至纺纱杯。前端限位轴承没有被设计成针对转子永久定位在前端部位置的情况。因此，当驱动装置转速下降时，同样就发生了故障的情况而言，驱动致动器系统以使得处于静止状态的转子正常情况下处于后端部位置。还应当说明的是，对于所述实施方式，可以使用能够仅检测沿轴向的位置变化而不检测转子的绝对位置的位置传感器。框图中所示的电枢这一术语视为转子的同义词。基于实施方式中所用的位置传感器，在纺纱机接通电源的瞬间控制器并不知道转子的绝对位置。如所述，因为在电机转速上升之前电枢或转子通常位于后端位置，以如下方式为致动器绕组提供电流，以使得在正常情况下致动器绕组也许会被从后端位置抬起。在该瞬时，控制单元还不知道转子是否实际上位于后端位置。控制器通过对位置传感器信号的分析对应于周期时间地反复询问转子是否正悬浮。如果未悬浮，则电流增大直到达到最大允许电流。这取决于电气元件的最大负荷能力。如果转子正悬浮或已经达到最大允许电流，则中断该过程并询问是否存在来自前轴承的数据。如果不存在来自前轴承的数据，则开始从前轴承上抬起。随后将该过程用于后轴承。如果转子正悬浮，则再次检查是否存在来自后轴承的数据。通常会存在来自后轴承的数据。例如仅当该过程开始时转子没有位于后限位轴承处而是位于前限位轴承处时，才再次开始从后轴承上抬起的尝试。如果存在针对两个限位轴承的抬起数据，则检查所选择的系统变量从参考值偏离了多少。在示例中，这些系统变量是抬起电流，但也可以是转子位置信息或力传感器的信号。当然，也可以分析多个系统变量。
如果抬起数据是正确的，则起动纺纱转子的转速上升。如果抬起数据不正确，则存储故障数据并产生防止机器起动的故障信号。所述顺序发生在纺纱转子的第一次转速上升之前并且在纺纱机接通电源之后，并导致控制器的启动，因此控制器获知转子沿轴向的位置。只要不切断电压供应，则控制器在随后的转速上升之前能够直接启动从转子实际上所在端部位置上的抬起。

Claims (14)

1、一种用于起动具有磁支承转子(20)的电机(10)、特别是用于使气流纺纱机的纺纱杯旋转的方法，其中，磁轴承具有：多个永磁体(31，32，33，34)；用于控制沿轴向的位置的致动器系统(35，36)；以及用来确定所述转子沿轴向的端部位置的两个轴向限位轴承(41，42)，其特征在于：
如此驱动用于控制沿轴向的位置的所述致动器系统(35，36)，以使得所述致动器系统(35，36)导致从沿轴向的第一端部位置的抬起；
将从所述第一端部位置抬起时的系统变量与一个参考值进行比较；
所述转子(20)移动至第二端部位置；
如此驱动用于控制沿轴向的位置的所述致动器系统，以使得所述致动器系统导致从沿轴向的所述第二端部位置的抬起；
将从所述第二端部位置抬起时的系统变量与一个参考值进行比较；
以及在发生了这些系统变量相对于这些参考值的、预先确定的偏差的情况下，生成故障信号。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述致动器系统由至少一个电绕组(35，36)构成。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述系统变量是施加到所述电绕组(35，36)的电流或与之成比例的变量。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述系统变量的最大值被用于确定与所述参考值的所述偏差。
5、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于用于确定沿轴向的所述位置的位置传感器(43)的测量信号被用作为所述系统变量。
6、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述轴向限位轴承上的支承力被用作为所述系统变量，所述支承力通过传感器测得。
7、根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于由所述故障信号防止了所述机器起动。
8、一种具有控制装置(50)的设备，该控制装置(50)用于起动具有磁支承转子(20)的电机(10)、特别是用于使气流纺纱机的纺纱杯旋转，其中磁轴承具有：多个永磁体(31，32，33，34)；用于控制沿轴向的位置的致动器系统(35，36)；以及用来确定所述转子沿轴向的端部位置的两个轴向限位轴承(41，42)，其特征在于：
如此设置该控制装置，以使得所述控制装置首先借助于用于控制沿轴向的位置的所述致动器系统(35，36)导致从沿轴向的第一端部位置的抬起；
随后所述控制装置使所述转子(20)移动到第二端部位置；
最后，所述控制装置借助于用于控制沿轴向的位置的所述致动器系统导致从沿轴向的所述第二端部位置的抬起；并且
所述控制装置包括分析机构，该分析机构将从所述第一端部位置和所述第二端部位置抬起时的系统变量与参考值进行比较，并且在发生了这些系统变量相对于这些参考值的、预先确定的偏差的情况下，生成故障信号。
9、根据权利要求8所述的设备，其特征在于所述致动器系统由至少一个电绕组(35，36)构成。
10、根据权利要求9所述的设备，其特征在于所述系统变量是施加到所述电绕组(35，36)的电流或与之成比例的变量。
11、根据权利要求10所述的设备，其特征在于所述控制装置(50)使用所述系统变量的最大值来确定相对于所述参考值的偏差。
12、根据权利要求8或9所述的设备，其特征在于所述控制装置(50)使用用于确定沿轴向的所述位置的位置传感器(43)的测量信号作为所述系统变量。
13、根据权利要求8或9所述的设备，其特征在于所述控制装置(50)将所述轴向限位轴承上的支承力用作所述系统变量，其中，所述支承力通过传感器而测得。
14、根据权利要求7至11中任意一项所述的设备，其特征在于在生成所述故障信号时，所述控制装置(50)防止所述机器起动。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103671543A (zh) * 2012-09-17 2014-03-26 通用电气能源能量变换技术有限公司 用于主动磁轴承的装置和命令过程
CN106868647A (zh) * 2015-12-11 2017-06-20 索若德国两合股份有限公司 电驱动器和具有电驱动器的自由端纺纱机
CN111628607A (zh) * 2020-04-26 2020-09-04 哈尔滨工业大学 一种周向分块式径向混合支撑电磁轴承系统及控制方法
CN111778595A (zh) * 2020-07-18 2020-10-16 经纬智能纺织机械有限公司 一种转杯纺纱机的转杯单锭驱动装置

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8075668B2 (en) 2005-03-29 2011-12-13 Dresser-Rand Company Drainage system for compressor separators
MX2009002982A (es) 2006-09-19 2009-05-25 Dresser Rand Co Sello de tambor separador rotatorio.
ATE515310T1 (de) 2006-09-21 2011-07-15 Dresser Rand Co Separatortrommel und antriebsanordnung für einen verdichter
MX2009003175A (es) 2006-09-25 2009-04-03 Dresser Rand Co Cubierta de acceso para bobina conectora presurizada.
US8061737B2 (en) 2006-09-25 2011-11-22 Dresser-Rand Company Coupling guard system
MX2009003177A (es) 2006-09-25 2009-04-03 Dresser Rand Co Bobina conectora axialmente movil.
US8733726B2 (en) 2006-09-25 2014-05-27 Dresser-Rand Company Compressor mounting system
MX2009003179A (es) 2006-09-25 2009-04-03 Dresser Rand Co Deflector de fluidos para dispositivos separadores de fluido.
CA2663868C (en) 2006-09-26 2015-11-10 William C. Maier Improved static fluid separator device
BRPI0908051A2 (pt) 2008-03-05 2015-08-11 Dresser Rand Co Conjunto compressor que inclui separador e bomba ejetora
US7922218B2 (en) 2008-06-25 2011-04-12 Dresser-Rand Company Shear ring casing coupler device
US8079805B2 (en) 2008-06-25 2011-12-20 Dresser-Rand Company Rotary separator and shaft coupler for compressors
US8062400B2 (en) 2008-06-25 2011-11-22 Dresser-Rand Company Dual body drum for rotary separators
US8087901B2 (en) 2009-03-20 2012-01-03 Dresser-Rand Company Fluid channeling device for back-to-back compressors
US8210804B2 (en) 2009-03-20 2012-07-03 Dresser-Rand Company Slidable cover for casing access port
US8061972B2 (en) 2009-03-24 2011-11-22 Dresser-Rand Company High pressure casing access cover
EP2275697A1 (en) * 2009-04-23 2011-01-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. A magnetic bearing, a rotary stage, and a reflective electron beam lithography apparatus
BR112012005866B1 (pt) 2009-09-15 2021-01-19 Dresser-Rand Company aparelho para a separação de um fluido e método para a separação de um componente de peso específico mais alto de um componente de peso específico mais baixo de um fluido
EP2533905B1 (en) 2010-02-10 2018-07-04 Dresser-Rand Company Separator fluid collector and method
US8663483B2 (en) 2010-07-15 2014-03-04 Dresser-Rand Company Radial vane pack for rotary separators
WO2012009158A2 (en) 2010-07-15 2012-01-19 Dresser-Rand Company Enhanced in-line rotary separator
WO2012012018A2 (en) 2010-07-20 2012-01-26 Dresser-Rand Company Combination of expansion and cooling to enhance separation
WO2012012143A2 (en) 2010-07-21 2012-01-26 Dresser-Rand Company Multiple modular in-line rotary separator bundle
JP5936144B2 (ja) 2010-09-09 2016-06-15 ドレッサー ランド カンパニーＤｒｅｓｓｅｒ−Ｒａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ 洗浄可能に制御された排水管
US8994237B2 (en) 2010-12-30 2015-03-31 Dresser-Rand Company Method for on-line detection of liquid and potential for the occurrence of resistance to ground faults in active magnetic bearing systems
US9024493B2 (en) 2010-12-30 2015-05-05 Dresser-Rand Company Method for on-line detection of resistance-to-ground faults in active magnetic bearing systems
WO2012138545A2 (en) 2011-04-08 2012-10-11 Dresser-Rand Company Circulating dielectric oil cooling system for canned bearings and canned electronics
EP2715167B1 (en) 2011-05-27 2017-08-30 Dresser-Rand Company Segmented coast-down bearing for magnetic bearing systems
US8851756B2 (en) 2011-06-29 2014-10-07 Dresser-Rand Company Whirl inhibiting coast-down bearing for magnetic bearing systems
CZ304679B6 (cs) * 2013-03-22 2014-08-27 Rieter Cz S.R.O. Způsob korekce odchylek parametrů komponent a/nebo sestavy aktivního magnetického ložiska a aktivní magnetické ložisko pro uložení otáčejícího se pracovního prostředku
JP6009427B2 (ja) * 2013-11-18 2016-10-19 東芝三菱電機産業システム株式会社 ブレーキ付き電動機
DE102015007579A1 (de) 2015-06-12 2016-12-15 Saurer Germany Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Betreiben einer Offenend-Rotorspinneinrichtung und Offenend-Rotorspinneinrichtung
DE102015111673A1 (de) * 2015-07-17 2017-01-19 Rieter Cz S.R.O. Verfahren zum sicheren Starten und/oder Stoppen eines Rotors einer Rotorspinnmaschine und Rotorspinnmaschine
EP3397298B1 (en) * 2015-12-28 2023-07-26 Heartware, Inc. Pump motor control with adaptive startup
DE102016004714A1 (de) 2016-04-19 2017-10-19 Saurer Germany Gmbh & Co. Kg Spinnrotorschaft, Lageranordnung zum aktiven magnetischen Lagern eines solchen Spinnrotorschafts und Spinnrotorantriebseinrichtung
KR102069579B1 (ko) * 2018-02-12 2020-01-23 엘지전자 주식회사 회전축의 하중 부담을 경감시키기 위한 모터 구동 장치
JP2020128745A (ja) * 2019-02-01 2020-08-27 ホワイト ナイト フルイド ハンドリング インコーポレーテッドＷｈｉｔｅ Ｋｎｉｇｈｔ Ｆｌｕｉｄ Ｈａｎｄｌｉｎｇ Ｉｎｃ． ロータを支承し、当該ロータを磁気的に軸線方向に位置決めするための磁石を有するポンプ、及びこれに関連する方法
DE102019112735A1 (de) * 2019-05-15 2020-11-19 Maschinenfabrik Rieter Ag Verfahren zur Identifikation eines Spinnrotors an einer Rotorspinnmaschine sowie Rotorspinnmaschine
CN117999731A (zh) * 2021-09-30 2024-05-07 尼得科株式会社 旋转电机

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2700904B2 (ja) 1988-10-18 1998-01-21 セイコー精機株式会社 磁気浮上体の制御装置
DE4114566C2 (de) * 1991-05-04 1999-07-08 Randolf Paul Rolff Verfahren zur Inbetriebnahme einer mit einem magnetgelagerten Rotor ausgerüsteten Maschine sowie Schaltung zur Durchführung dieses Verfahrens
JP3206264B2 (ja) * 1993-11-29 2001-09-10 株式会社安川電機 磁気軸受の制御方法
US5969451A (en) * 1996-12-13 1999-10-19 General Electric Company Current-controlled magnetic thrust compensators for mechanical thrust bearings
US6353273B1 (en) * 1997-09-15 2002-03-05 Mohawk Innovative Technology, Inc. Hybrid foil-magnetic bearing
JP3845756B2 (ja) * 1997-12-02 2006-11-15 株式会社ジェイテクト 磁気軸受装置
JP3215842B2 (ja) * 1999-03-29 2001-10-09 セイコーインスツルメンツ株式会社 磁気軸受保護装置及びターボ分子ポンプ
JP3786803B2 (ja) 1999-07-14 2006-06-14 株式会社ジェイテクト 制御型磁気軸受装置及び磁気軸受の機種判定方法
WO2001017096A1 (en) 1999-08-31 2001-03-08 Eskom The protection of an electricity generator
JP2001074049A (ja) * 1999-09-07 2001-03-23 Ebara Corp 磁気軸受装置
IT1310749B1 (it) * 1999-11-30 2002-02-22 Lgl Electronics Spa Metodo e dispositivo di controllo di freni di trama elettrocomandatiper la regolazione automatica della tensione meccanica del filo di
JP3790883B2 (ja) * 2000-01-14 2006-06-28 株式会社ジェイテクト 磁気軸受装置
DE10022736A1 (de) 2000-05-10 2001-11-15 Schlafhorst & Co W Magnetlageranordnung für eine Offenend-Spinnvorrichtung
JP2006022914A (ja) * 2004-07-09 2006-01-26 Koyo Seiko Co Ltd 磁気軸受装置
DE102005032184A1 (de) 2005-07-09 2007-01-18 Saurer Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Betreiben eines elektromotorischen Antriebs

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103671543A (zh) * 2012-09-17 2014-03-26 通用电气能源能量变换技术有限公司 用于主动磁轴承的装置和命令过程
US9583992B2 (en) 2012-09-17 2017-02-28 Ge Energy Power Conversion Technology Ltd. Device and method for controlling an active magnetic bearing
CN103671543B (zh) * 2012-09-17 2018-04-24 通用电气能源能量变换技术有限公司 用于主动磁轴承的装置和命令过程
CN106868647A (zh) * 2015-12-11 2017-06-20 索若德国两合股份有限公司 电驱动器和具有电驱动器的自由端纺纱机
CN106868647B (zh) * 2015-12-11 2019-02-15 索若德国两合股份有限公司 电驱动器和具有电驱动器的自由端纺纱机
CN111628607A (zh) * 2020-04-26 2020-09-04 哈尔滨工业大学 一种周向分块式径向混合支撑电磁轴承系统及控制方法
CN111778595A (zh) * 2020-07-18 2020-10-16 经纬智能纺织机械有限公司 一种转杯纺纱机的转杯单锭驱动装置

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