DE2263096A1

DE2263096A1 - DEVICE WITH A ROTATING BODY SUPPORTED BY MAGNETIC BEARINGS

Info

Publication number: DE2263096A1
Application number: DE2263096A
Authority: DE
Inventors: Ivan Auber; Helmut Habermann; Pierre Joly; Roger Loyen
Original assignee: Etat Francais
Current assignee: Etat Francais
Priority date: 1972-12-22
Filing date: 1972-12-22
Publication date: 1974-07-04
Also published as: DE2263096C3; DE2263096B2

Description

Vorrichtung mit einem von Magnetlagern gehaltenen Rotationskörper.Device with a rotating body held by magnetic bearings.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem von IEagnet-Lagern gehaltenen Rotationskörper, die den Rotationskörper ohne Verwendung konventioneller Lager in einer geeigneten Lage festhalten können.The invention relates to a device with one of magnetic bearings held body of revolution that the body of revolution without the use of conventional Can hold bearings in a suitable position.

Ein Gerätetyp, für den die erfiniungsgemäße Vorrichtung-besonders geeignet ist, ist ein Gyroskop, das bei Bernmeldesatelliten verwandt werden kann. Sie kann jedoch auch bei anderen Anlagen, und insbesondere dann verwandt werden, wenn eine Präzision der Punktion, eine Freiheit von Reibungseinflüssen und eine Rotation mit hoher Drehzahl erforderlich sind, beispielsweise bei Turbo-Molekularpumpen und bei Ultrazentrifugen zur Isotopentrennung.A type of device for which the device according to the invention-especially is suitable is a gyroscope that can be used on Bernmeldesatelliten. However, it can also be used for other systems, and in particular if a precision of the puncture, a freedom from frictional influences and a Rotation at high speed are required, for example in turbo-molecular pumps and in ultracentrifuges for isotope separation.

Die Vorteile von lwIagnetlagern gegenüber konventionellen Lagern in besonderen Umgebungen sind bekannt. FIagnetlager. sind stabil, einfach im Auf bau, zuverlässig und reibungsfrei. Sie sind für den Betrieb im Vakuum geeignet, was einen klaren Vorteil im Weltraum darstellt. Jedoch haben die bekannten Nagnetlager einige sie begleitende Nachteile gezeigt. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit und das Gewicht des Rotationskörpers relativ geringe Werte übersteigen, bildet der Rotationskörper ein Gyroskop.The advantages of fiber optic magnetic bearings over conventional bearings in special environments are known. Magnetic bearings. are stable, simple under construction, reliable and smooth. They are suitable for operation in a vacuum, which is a clear advantage in space. However, the known magnetic bearings shown some accompanying drawbacks. When the rotation speed and the weight of the rotating body exceed relatively small values, the rotating body forms a gyroscope.

Dann kann der Rotationskörper Präzessions-und/oder Nutationsbewegungen entwickeln. Die Amplitude solcher Bewegungen kann so groß sein, daß ein positiver Kontakt zwischen den rotierenden Teilen und den stationären Teilen der Magnetlager die Folge ist, was zu einem schnellen Verschleiß und dem Bruch der Lager führt.Then the rotational body can precession and / or nutation movements to develop. The amplitude of such movements can be so great that a positive one Contact between the rotating parts and the stationary parts of the magnetic bearings the result is what leads to rapid wear and tear and breakage of the bearings.

Die Regelkreise der bekannten "aktiven"Magnetlager haben bei der passenden Inangriffnahme dieses Problems versagt.Die meisten der bekannten Regelkreise liefern eine individuelle Rückkopplung: bei jedem Lager erfaßt eine Anzahl von Detektoren eine Verlagerung der Achse des Rotationskörpers in einer bestimmten radialen Richtung und erregt entsprechende Spulen desselben Lagers, um eine zentralisierende Kraft auszuüben, wobei ein Phasenschieber mit geeignetem Frequenzbereich vorgesehen ist, oder jeder Detektor eine Spule steuert, die eine Winkelversetzung vom Detektor aufweist, um eine Stabilität zu erzielen. Tatsächlich treten jedoch deswegen Probleme auf, weil eine große Phasenverschiebung bei hohen Drehzahlen notwendig ist, und die Frequenz der zu hemmenden Nutationsbewegung beträchtlich ansteigt, wenn die Geschwindigkeit von Null auf den Betriebswert steigt.The control loops of the well-known "active" magnetic bearings have the appropriate Fails to tackle this problem. Most of the known control loops provide an individual feedback: at each camp a number of detectors register a displacement of the axis of the rotating body in a certain radial direction and energizes corresponding coils of the same bearing to provide a centralizing force exercise, a phase shifter with a suitable frequency range being provided, or each detector controls a coil that is angularly offset from the detector, to achieve stability. In fact, however, there are problems because a large phase shift is necessary at high speeds, and the frequency the nutation movement to be inhibited increases considerably when the speed increases from zero to the operating value.

Es ist das Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zu liefern, bei der die oben beschriebenen Nachteile der bekannten itagnetlager überwunden sind. Durch geeignete Rückkopplungsregelkreise sollen diePräzessions- und Nutationsbewegungen des Rotationskörpers wirkungsvoll gedämpft werden. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden voneinander unabhängige Regelkreise verwandt, um Bewegungen zu hemmen, die ihrer Natur nach Schwingungen (bei niedriger Drehzahl) undPräzessionen (bei hoher Drehzahl) sind, und um Pendelbewegungen des Rotationskörpers um seinen Schwerpunkt und Nutattonsbewegungen zu hemmen.It is the object of the invention to provide a device in which the disadvantages of the known magnetic bearings described above have been overcome. By suitable feedback control loops should control the precession and nutation movements of the rotating body can be effectively damped. In the device according to the invention independent control loops are used to inhibit movements by their nature vibrations (at low speed) and precession (at high Speed) are and about pendulum movements of the body of revolution to inhibit its center of gravity and nutattons movements.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung beiwplelsweise, bevorzugte Ausführungsformen der Brfindung näher erläutert.In the following, with the aid of the accompanying drawing, preferred embodiments of the invention explained in more detail.

Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einiger Bauteile einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 1 shows a schematic perspective view of some components an embodiment of the device according to the invention.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der elektronischen Schaltung des Regelkreises der in Fig.1 dargestellten Vorrichtung. Figure 2 is a block diagram of the electronic circuitry of the control loop the device shown in Fig.1.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines Rückkopplungskreises für die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung, der für einen Betrieb bei niedriger Drehzahl bis zu relativ hohen Drehzahlen geeignet ist. Figure 3 is a block diagram of a feedback circuit for the Device shown in Fig. 1 for operation at low speed is suitable up to relatively high speeds.

Fig. 4 zeigt den Verlauf der Nutations- und Präzessionsfrequenzen, aufgetragen gegenüber der Drehzahl. Fig. 4 shows the course of the nutation and precession frequencies, plotted against the speed.

Fig. 5 zeigt ein Schaltbild eines Teiles des in Fig. 3 dargestellten Rückkopplungskreises. FIG. 5 shows a circuit diagram of part of that shown in FIG Feedback loop.

Fig. 6 zeigt ähnlich wie Fig. 3 ein Blockschaltbild, allerdings einer geänderten Ausführungsform der Erfindung, die für einen Betrieb bei sehr hohen Drehzahlen geeignet ist. FIG. 6 shows a block diagram similar to FIG. 3, but one Modified embodiment of the invention designed for operation at very high speeds suitable is.

Fig. 7 ist ein Schaltblid eines Teiles des in Fig. 6 dargestellten Rückkopplungskreises. FIG. 7 is a circuit diagram of a portion of that shown in FIG Feedback loop.

Fig. 8 ist eine Seitenschnittansicht längs einer axialen Ebene eines Schwungrades, das von Magnetlagern gehalten wird, die mit einem Regelkreis der in den Fig. 3 oder 6 dargestellten Art verbunden sind. 8 is a side sectional view taken along an axial plane of a Flywheel, which is held by magnetic bearings with a control loop of the in the Fig. 3 or 6 shown type are connected.

Fig. 9 ist eine Seitenschnittansicht eines Gyroskops, dessen Rad von Nagnetlagern gehalten wird, die mit einem Regelkreis ausgerüstet sind, der den in den Fig. 3 oder 6 dargestellten Ausführungsformen entspricht. Fig. 9 is a side sectional view of a gyroscope whose wheel is held by magnetic bearings, which are equipped with a control circuit that the in Fig. 3 or 6 corresponds to embodiments shown.

Fig. 10 ist eine axiale Schnittansicht einer weiteren Ausführungsforn. Fig. 10 is an axial sectional view of another embodiment.

In Fig. 1 ist ein Rotationskörper 1 einer Vorrichtung dargestellt, die ein Gyroskop sein kann. Zwei Endabschnitte des Rotationskörpers 1 werden von zwei Magnetlagern P1 und P2 gehalten. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind diese Magnetlager so ausgelegt, daß sie Bewegungen des Rotationskörpers 1 aus seiner normalen axialen und radialen Lage entgegenwirken können.In Fig. 1, a rotating body 1 of a device is shown, the can be a gyroscope. Two end portions of the rotating body 1 are joined by two Magnetic bearings P1 and P2 held. In the embodiment shown in FIG these magnetic bearings are designed so that they move the body of rotation 1 from can counteract its normal axial and radial position.

Zur größeren Übersichtlichkeit wird jedoch nicht auf die Erscheinung der axialen Bewegung und darauf, wie diese Axialbewegungen zu hemmen sind, eingegangen.For the sake of clarity, however, no reference is made to the appearance the axial movement and how to inhibit these axial movements.

Jedes Magnetlager P1 oder P2 weist Elektromagnete auf, die in der Fig. 1 schematisch durch Pfeile angedeutet sind, deren Richtungen die Richtungen der Kräfte anzeigen, die sie auf den Rotor des entsprechenden Lagers ausüben können. Jedes Lager weist vorzugsweise vier Elektromagnete auf. Die Elektromagnete des Lagers P1 sind mit A1, A1 n beze5. chnet. Die Elektromagnete des Lagers P2 sind mit A2, A2 ,B2,B2 bezeichnet.Each magnetic bearing P1 or P2 has electromagnets in the Fig. 1 are indicated schematically by arrows, the directions of which the directions of the forces that they can exert on the rotor of the corresponding bearing. Each bearing preferably has four electromagnets. The camp's electromagnets P1 are denoted by A1, A1 n. chnet. The electromagnets of bearing P2 are marked with A2, A2, B2, B2.

Zur größeren Übersichtlichkeit wird angenommen, daß die Elektromagnete A1,A1 ,A2,A2 so angeordnet sind, daß sie vertikal gerichtete Kräfte ausüben, während die Elektromagnete B1, Bi B2 B2, so angeordnet sind, daß sie horizontal gerichtete Kräfte ausüben. Jeder Elektromagnet kann nur eine Kraft ausüben, die die Neigung hat, den Rotor gegen den Magneten zu drücken, oder mit anderen Worten, nur eine Zugkraft.For greater clarity, it is assumed that the electromagnets A1, A1, A2, A2 are arranged to exert vertically directed forces while the electromagnets B1, Bi B2 B2, are arranged so that they are directed horizontally Exercise powers. Each electromagnet can only exert one force, which is the inclination has to push the rotor against the magnet, or in other words, just one Traction.

Obwohl es nicht wesentlich ist, kann jedes Lager P1 oder P2 acht Spulen 2 aufweisen, die vier Spulenpaare bilden, die in Reihe (Fig. 2) miteinander verbunden sind, wobei jedes Paar einen Elektromagneten bildet.Although not essential, each P1 or P2 bearing can hold eight coils 2, which form four pairs of coils connected in series (Fig. 2) each pair forming an electromagnet.

Jedes Lager P1 oder P2 weist ebenfalls wenigstens ein Paar von Detektoren auf, um radiale Versetzungen der Achse des Rotationskörpers in zwei Richtungen von einer normalen, im entsprechenden Lager zentrierten Lage aufzunehmen. Es sind jedoch zwei diametral gegenüberliegende Detektoren vorgesehen, da eine geeignete Kopplung der diametral gegenüberliegenden Detektoren es möglich macht, Signale auszuschalten, die geometrischen Fehlern des Rotors entsprechen. Das Lager P1 enthält zwei Devektoren X1sX1 , die längs eines vertikalen Durchmessers des Lagers diametral .gegenüber angeordnet sind, und zwei Detektoren Y1, Y1 , die ähnlich entlang eines horizontalen Durchmessersdes Lagers diametral gegenüberliegen. Ähnlich enthält das, Lager P2 vier Detektoren.X2,X2,',X2,Y21 Als letztes sind -zwei Detektoren vorgesehen, die ein Signal liefern können, das den Betrag der axialen Ablenkung des Rotaticinskörpers von seiner normalen Lage, in der er zwischen den Lagern zentriert ist, anzeigt Die zwei axialen Detektoren sind mit Z1,Z2 bezeichnet und den Lagern-r1,F2 jeweils zugeordnet.Each bearing P1 or P2 also has at least one pair of detectors on in order to avoid radial displacements of the axis of the rotating body in two directions of a normal position centered in the corresponding bearing. However, there are two diametrically opposed detectors are provided as one suitable coupling of the diametrically opposed detectors makes it possible Switch off signals that correspond to the geometrical errors of the rotor. The warehouse P1 contains two devectors X1sX1, which run along a vertical diameter of the bearing are arranged diametrically opposite, and two detectors Y1, Y1, which are similar along of a horizontal diameter of the bearing are diametrically opposite. Similarly contains the, warehouse P2 four detectors. X2, X2, ', X2, Y21 The last two detectors are provided, which can provide a signal indicating the amount of axial deflection of the Rotaticinskörpers from its normal position, in which it is centered between the bearings, indicates the two axial detectors are labeled Z1, Z2 and are assigned to bearings-r1, F2, respectively.

Jedes Paar von Elektromagneten ist mit einem Steuerverstärker 4 der in der Fig. 2 dargestellten Art verbunden. Jeder Verstärker 4 enthält eine Wählschaltung 5, die ein Ausgangssignal an ihren beiden Ausgängen liefert, das von der Polarität des Eingang signals abhängt. Einer der Ausgänge, der beispielsweise dann angesprochen wird, wenn positive Signale empfangen werden, ist mit einem Linearisierungskreis 6 und einer Leistungsstufe 7 verbunden. Der Linearisierungskreis ist dazu bestimmt die Steifigkeit des Lagers für geringe Ablenkungen zu verstärken.Each pair of electromagnets is connected to a control amplifier 4 of the connected in the manner shown in FIG. Each amplifier 4 contains a selection circuit 5, which provides an output signal at its two outputs that depends on the polarity depends on the input signal. One of the outputs, for example, then addressed when positive signals are received, is with a linearization circuit 6 and a power level 7 connected. The linearization circle is intended for this to increase the stiffness of the bearing for small deflections.

Er kann aus einem Verstärker bestehen, der mit einer Diode in einem Gegenrückkopplungskreis versehen ist Die quadratische Form des Anfangsteils der Arbeitskennlinie der Diode gleicht das quadratische Ansprechvermögen der Elektromagneten aus Die Leistungsstuf kann aus einem Gegentaktvertstärker bestehen und einen Ausgangsstrom liefern, der dirakt proportional der Steudrspannung -ist, die an seinen Eingang gelegt ist. Der von der Leistungsstufe 7 abgegebene Strom fließt durch einen der Elektromagnete Al ,B1 ,A2 ,B2.It can consist of an amplifier with a diode in one The negative feedback loop is the square shape of the initial part of the The working characteristic of the diode is similar to the quadratic response of the electromagnet off The power stage can consist of a push-pull amplifier and an output current supply which is directly proportional to the control voltage applied to its input is laid. The current delivered by the power stage 7 flows through one of the Electromagnets Al, B1, A2, B2.

Ähnlich bewirken negative Signale, daß die Wählachaltung den Zweig erregt, der aus dem Erregerkreis 8, der Leistungsstufe 9 und einem der Elektromagnete A1,,B11,A2',32' besteht.Similarly, negative signals cause the dialing circuit to break the branch excited from the excitation circuit 8, the power stage 9 and one of the electromagnets A1,, B11, A2 ', 32'.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß jeder Verstärker 4 und der zugehörige Elektromagnet ein lineares System bilden, das irgendein Signal oder eine Kombination von Signalen empfangen kann, ohne auf eine anderes System rückzuwirken.From the above description it can be seen that each amplifier 4 and the associated electromagnet form a linear system, which any signal or can receive a combination of signals without affecting another system.

Bevor eine Beschreibung der Regelkreise gegeben wird, werden zum leichteren Verständnis der Funktionsweise kurz die möglichen zu hemmenden Bewegungen beschrieben.Before a description of the control loops is given, let's make it easier Understanding how it works, the possible movements to be inhibited are briefly described.

Unter der Annahme, daß der Rotationskörper vom Ruhezustand bis zur Drehzahl r des Hochdrehgeschwindigkeitsbetriebes beachleunigt wird, können folgende Bewegungen auftreten: 1) bei niedriger Drehzahl während des Anfahrens verhält sich der Drehkörper wie ein Gewicht, dessen Enden Paaren gekreuzter Federn festgehalten werden.Assuming that the body of revolution from rest to The speed r of the high-speed operation can be accelerated as follows Movements occur: 1) behaves at low speed during start-up the rotating body like a weight, the ends of which are held in place by pairs of crossed springs will.

Der Rotationskörper kann Schwingbewegungen mit der Drehachse durchführen, indem er sich im Wechsel zu beiden Seiten der gemeinsamen Achse der Lager bewegt, während er parallel zur gemeinsamen Achse der Lager bleibt. Die Resonanzfrequenz solcher Bewegungen, die als Schwingungsbewegungen bezeichnet werden, ist von der Drehzahl unabhängig.The rotation body can perform oscillating movements with the axis of rotation, by moving alternately on both sides of the common axis of the bearings, while remaining parallel to the common axis of the bearings. The resonance frequency such movements, which are called vibratory movements, is of the Speed independent.

Der Rotationskörper kann um eine Achse schwingen, die quer zur Rotationsachse und quer durch den Schwerpunkt des Körpers führt.The body of revolution can oscillate around an axis that is transverse to the axis of rotation and runs right through the center of gravity of the body.

Wenn der Körper vollständig symmetrisch ist, dann ist die Resonanzfrequenz X O solcher Bewegungen dieselbe, um welche Querachse auch immer erschwingt. Solche Bewegungen, die als Pendelbewegungen bezeichnet werden, führen zu von den Detektoren in den Lagern P1 und P2 gelieferten Signalen, die dieselben Amplituben afweisen, jedoch um 1800 versetzt sind.If the body is completely symmetrical then that is the resonance frequency X O such movements are the same, regardless of which transverse axis oscillates. Such Movements called pendulum movements lead to detectors signals delivered in bearings P1 and P2 which have the same amplitudes, but are offset by 1800.

2) Wenn die Drehzahl über einen Wert steigt, der von dem Gewicht und dem Trägheitsmoment des Rotationskörpers abhängt, treten Nutations- undpräzessionsbewegungen auf. Wie in Fig.. 4 dargestellt, fällt die Resonanzfrequenz der Präzessionsbewegung stetig bis auf einen Wert Xp bei der Drehzahl Q O des normalen Betriebs, während die Nutationsfrequenz bis zu einem Wert # n bei der Drehzahl a O ansteigt.2) When the speed rises above a value that depends on the weight and depends on the moment of inertia of the rotating body, nutation and precession movements occur on. As shown in Fig. 4, the resonance frequency of the precession motion falls steadily up to a value Xp at the speed Q O of normal operation, during the nutation frequency increases up to a value # n at the speed a 0.

0 Die Detektoren in beiden Lagern werden aus die Translationsbewegungen ansprechend Signale in Phase und auf die Nutations-und Präzessionsbewegungen ansprechend um 1800 phasenverschobene Signale abgeben. 0 The detectors in both camps are made up of the translational movements responsive signals in phase and responsive to the nutation and precession movements emit signals out of phase by 1800.

In Fig. 3 ist ein Regelsystem 3 dargestellt, das getrennte Rückkopplungskreise aufweist, um die Schwingbewegungen und die Pendel- oder konischen Bewegungen zu hemmen.In Fig. 3, a control system 3 is shown, the separate feedback loops has to the oscillating movements and the pendulum or conical movements inhibit.

Zum Erfüllen des zuerst genannten Zweckes sind zwei identische Kreise vorgesehen. Ein erster Kreis wirkt gegenüber Bewegungen in der X1X2-X11X2, - Ebene. Er umfaßt aßt zwei Summierungsschaltungen 20 und 20a, von denen jede einem Detektorpaar X1X1' oder X2X2' jeweils zugeordnet und damit so verbunden ist, daß die Summierungsschaltung ein Signal liefert, dessen Amplitude mit der Ablenkung ansteigt und dessen Polarität die Richtung der Ablenkung anzeigt. Die Summierungsschaltung kann aus einem Verstarker bestehen, dessen Eingang die Signale von den Detektoren über Widerstände gleicher Größe empfängt.To accomplish the first mentioned purpose, there are two identical circles intended. A first circle acts against movements in the X1X2-X11X2, plane. It comprises two summing circuits 20 and 20a, each of which is a pair of detectors X1X1 'or X2X2' are each assigned and connected to it in such a way that the summing circuit delivers a signal whose amplitude increases with deflection and whose polarity increases indicates the direction of the deflection. The summing circuit can consist of an amplifier consist, whose input receives the signals from the detectors through resistors equal Greatness receives.

Die Signale von beiden Summierungsschaltungen 20 und 20a werden an eine Summierungsschaltung 21 gelegt. Der Ausgang von 21 liefert eine Kennzeichnung der Größe der mittleren radialen Versetzung in den zwei Lagern, d.h. ein Signal, das im wesentlichen nur für die Amplitude der Schwingungs- oder Präzessisbewegungen repräsentativ ist; Das Signal wird einem Phasenschieber 22 zugeleitet, der aus einem Integrier-Differenzierverstärker bestehen kann, dessen Zeitkonstante so gewählt sind, daß die Phasenverschiebung in einem Frequenzband auftritt, das den wahrscheinlich auftretenden Resonanzfrequenzen entspricht.The signals from both summing circuits 20 and 20a are on a summing circuit 21 is placed. The output of 21 provides an identifier the size of the mean radial displacement in the two bearings, i.e. a signal, that essentially only for the amplitude of the oscillation or precision movements is representative; The signal becomes a phase shifter 22 forwarded, which can consist of an integrating-differentiating amplifier, its time constant are chosen so that the phase shift occurs in a frequency band that corresponds to the likely occurring resonance frequencies.

In Gyroskopen zur Verwendung in Satelliten, bei denen die Masse des Rotationskörpers etwa 10 kg beträgt, kann das Frequenzband 20 bis 80 Hz mit einer maximalen Bhasenverschiebung von etwa 300 betragen. Das Signal vom Phasenschieber wird gleichzeitig durch die Summierungsschaltungen 23.und 28, deren Zweck später dargestellt wird, an die Steuerverstärker 4 der Elektromagnete A1A1'und A2A2, gelegt, um eine parallele Wirkung der zwei Lager in der X1X1,X2X2,-Ebene auf den Rotationskörper zu erreichen.In gyroscopes for use in satellites where the mass of the Rotation body is about 10 kg, the frequency band can be 20 to 80 Hz with a maximum bhase shift of about 300. The signal from the phase shifter is performed simultaneously by summing circuits 23. and 28, the purpose of which will be given later is shown, placed on the control amplifier 4 of the electromagnets A1A1 'and A2A2, about a parallel effect of the two bearings in the X1X1, X2X2, plane on the body of revolution to reach.

Ein ähnlicher Regelkreis, der den Detektoren Y1Y1'Y2Y2' zugeordnet ist, besteht aus den Summierungs3chaltungen 30,30a und 31, dem Phasenschieber 32 und den Summierungsschaltungen 33 und 38, um die Verstärker zu betätigen, die den Elektrom gneten B1 B1,B2B2, zugeordnet sind.A similar control loop that is assigned to the detectors Y1Y1'Y2Y2 ' consists of the summing circuits 30, 30a and 31, the phase shifter 32 and summing circuits 33 and 38 to operate the amplifiers that operate the Electric gnets B1 B1, B2B2 are assigned.

Die untere Grenze des Frequenzbandes der Phasenverschiebung sollte niedrig genug, um Mp einzuschließen und hoch genug liegen, um U0 einzuschließen.The lower limit of the frequency band of the phase shift should low enough to include Mp and high enough to include U0.

Zusätzlich ist für denVerstärkungsfaktor- der Regelkreise bei sehr niedrigen Frequenzen vorzugsweise ein beträchtlicher Wert gewählt, um das Auftreten einer langsamen Abweichung, die zu einer Verlagerung führen würde, zu vermeiden.In addition, the control loop for the gain factor is very low frequencies preferably a considerable value chosen to prevent the occurrence to avoid a slow deviation that would lead to a displacement.

Folglich sind einige Schaltkreise mit unterschiedlichen RC Zeitkonstanten vorzugsweise in Serie geschaltet, um ein erstes enges Phasenverschiebungsband bei sehr niedrigen Frequenzen und ein zweites enges Band im Bereich der Schwingungs- undPräzessionsfrequenzen zu liefern.As a result, some circuits will have different RC time constants preferably connected in series to provide a first narrow phase shift band very low frequencies and a second narrow band in the area of vibration and to provide precession frequencies.

Zwei Rückkopplungskreise sind zum Bremsen der -Pendel- und Nutationsbewegungen vorgesehen. Der Kreis, der dazu bestimmt ist, Dämpfungskräfte in der X X1X1'X2X2'-Ebene auszuüben, umfaßt eine Summierungsschaltung 25, die die Signale von der Summierungsschaltung 20a der Detektoren X2X2' direkt und die Signale von der Summierungsschaltung 20 der Detektoren X1X1' über einen Inverter 24 empfängt. Das Ausgangssignal der Summierungsschaltung 25 wird an eine Breftbandphasenverschiebungsschaltung 26 gelegt, die von einem in der Fig. 5 dargestellten lyp sein kann und später beschrieben wird. Die Phasenverschiebungsschaltung 26 sollte von der Frequenz cO bis zur Resonanzfrequenz # n stabilisierend wirken.Two feedback loops are used to brake the pendulum and nutation movements intended. The circle that is designed to show damping forces in the X X1X1'X2X2 'plane exercise, comprises a summing circuit 25, which the signals from the summing circuit 20a of the detectors X2X2 'directly and the signals from the summing circuit 20 of the detectors X1X1 'via an inverter 24. The output of the summing circuit 25 is applied to a broadband phase shift circuit 26 which is operated by an in 5 may be the type shown in FIG. 5 and will be described later. The phase shift circuit 26 should have a stabilizing effect from the frequency c0 to the resonance frequency # n.

n Das Ausgangssignal von der Schaltung 26 wird dem Elektromagneten A1 oder A1' und nach einer Phasenverschiebung um 1800 dem Blektromagneten A2 oder A2, geliefert, um Bewegungen zu bremsen,- die aus in den zwei Lagern um 1800 versetzten Verlagerungen resultieren. Zu diesem Zweck ist der Ausgang der Schaltung 26 mit einem Eingang von 23 direkt und mit einem Eingang von 28 über einen Inverter 27 verbunden. n The output from circuit 26 is the electromagnet A1 or A1 'and after a phase shift of 1800 the sheet magnet A2 or A2, delivered to brake movements - which were displaced from around 1800 in the two camps Relocations result. For this purpose, the output of the circuit 26 is with an input of 23 directly and with an input of 28 via an inverter 27 tied together.

Ähnlich enthält der zum Entgegenwirken gegen Bewegungen in der y1Y11 Y2Y2'-Ebene bestimmte Rückkopplungskreis eine Summierungsschaltung 35, die von 30a direkt und von 30 über einen Inverter 34 gespeist wird, einen Phasenschieber 36 und einen Inverter 37 im Ausgangszweig zur Summierungsschaltung 38.Similarly, the contains to counteract movements in the y1Y11 Y2Y2 'level determined feedback circuit includes a summing circuit 35, which is shown by 30a is fed directly and from 30 via an inverter 34, a phase shifter 36 and an inverter 37 in the output branch to the summing circuit 38.

Die Phasenschieber 26 und 36 sind vorzugsweise eher aktive als passive Netzwerke und können wie in Fig. 5 dargestellt aufgebaut sein. Die in Fig. 5 dargestellte Schaltung soll aus einem RC-Eingangsnetz 40 und einem Integrier-Differenzier Ausgangsverstärker 44 bestehen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung, die für die Verhältnisse repräsentativ ist, die tatsächlich bei der Gyroskoptechnik für den Welteraum gefunden werden, mit Q = 200 bis 250 Hz, sollten RC-Netswerke vorgesehen werden, um eine Phasenverschiebung zwischen 20 und 300 im gesamten Bereich zwischen 10 Hz bis 300 Hz zu verursachen, ein Bereich, der sich von der untersten Präzessionsfrequenz bis zur höchsten Nutationsfrequenz, die gefunden werden kann, erstreckt.The phase shifters 26 and 36 are preferably active rather than passive Networks and can be constructed as shown in FIG. The one shown in FIG The circuit should consist of an RC input network 40 and an integrating-differentiating output amplifier 44 exist. In one embodiment of the invention that is representative of the proportions that are actually found in gyroscope technology for space, with Q = 200 to 250 Hz, RC networks should be provided will, by a phase shift between 20 and 300 in the entire range between 10 Hz up to 300 Hz, a range that differs from the lowest precession frequency extends to the highest nutation frequency that can be found.

Zu diesem Zweck besteht das Eingangsnetzwerk 40 aus zwei parallelen Zweigen, von denen einer aus einem Widerstand 41 und der andere aus einem Widerstand 42 und einem Kondensator 43 besteht, die in Serie geschaltet sind. Die Ausgangsschaltung 44 besteht aus einem Verstärker 45 und einem Rückkopplungskreis, der ein T-Glied aus zwei Widerständen 46,47 aufweist, deren Verbindungspunkt durch einen Kondensator 48 geerdet ist.For this purpose, the input network 40 consists of two parallel ones Branches, one of which consists of a resistor 41 and the other of which consists of a resistor 42 and a capacitor 43 which are connected in series. The output circuit 44 consists of an amplifier 45 and a feedback circuit, which is a T-section of two resistors 46,47, the connection point of which is through a capacitor 48 is grounded.

Abhängig davon, ob die Magnetlager eine axiale Gegenkraft ausüben können oder nicht, können unterschiedliche Regelkreise verwandt werden, um axiale Bewegungen des Rotationskörpers von einer Lage, die zwischen den Lagern zentriert ist, zu bremsen.Depending on whether the magnetic bearings exert an axial counterforce May or not, different control loops can be used to create axial Movements of the rotation body from a position that is centered between the bearings is to brake.

Wenn konische Lagerrotoren der in Fig. 1 schematisch dargestellten Art verwandt werden, ist es ausreichend, einen Summierungsverstärker 13 zum Empfang der Signale von den Detektoren Z1 und Z2 und einen Phasenschieber 14 mit einem engen Band vorzusehen. Der Ausgang von 14 ist mit den Summierungsschaltungen 23 und 33 direkt und mit den Summierungsschaltungen 28 und 38 über einen Inverter 15 verbunden, wie es innerhalb der unterbrochenen Linien in Fig. 3 dargestellt ist.When conical bearing rotors of the shown in Fig. 1 schematically Kind be used, it is sufficient to have a summing amplifier 13 for reception of the signals from the detectors Z1 and Z2 and a phase shifter 14 with a narrow Tape to be provided. The output of 14 is to summing circuits 23 and 33 connected directly and to summing circuits 28 and 38 via an inverter 15, as shown within the broken lines in FIG.

Wenn im Gegensatz dazu die Lagerotoren zylindrisch sind, sollten getrennte Elektromagnete C1 und C2 die axial gerichtete Gegenkräfte ausüben, vorgesehen und von getrennten Verstärkern 4' mit Energie versorgt werden, die wechselweise, wie in Fig. 3 durch die strichpunktierten Linien dargestellt, versorgt werden.In contrast, if the bearing rotors are cylindrical, they should be separate Electromagnets C1 and C2 exert axially directed opposing forces, provided and from separate amplifiers 4 'are supplied with energy, which alternately, such as shown in Fig. 3 by the dash-dotted lines, are supplied.

In Fig. 6 ist ein Regelsystem dargestellt, das zusätzliche Kreise enthält, die die Vorrichtung zur Verwendung bei sehr hohen Drehzahlen geeignet machen. Bei so hohen Drehzahlen, wie beispielsweise einer Drehzahl # 1 in Fig. 4, liegt die Niitationsfrequenz bei weitem höher als die Pendelfrequenz im Ruhezustand #o. Um bei dem in Fig. 3 dargestellten System bei so hohen Drehzahlen die Stabilität beizubehalten, müßte sich das Frequenzband der Phasenschieber 26 und 36 bis zu so hohen Frequenzen erstrecken, was zur Folge hätte, daß es sehr rauschempfindlich würde.In Fig. 6, a control system is shown, the additional circles which make the device suitable for use at very high speeds. At speeds as high as speed # 1 in FIG. 4, for example the niitation frequency is far higher than the pendulum frequency in the idle state #o. In order to improve the stability of the system shown in FIG. 3 at such high speeds to maintain, the frequency band of the phase shifters 26 and 36 would have to be up to so high frequencies, which would make it very sensitive to noise would.

Zusätzlich können Instabilitäten bei hohen Drehzahlen infolge der Gatsachç auftreten, daß der Rotationskörpvr und die stationären Teile der Lager nicht vollständig starr sind.In addition, instabilities at high speeds as a result of the Gatsachç occur that the rotary body and the stationary parts of the bearings are not completely rigid.

Um die Schwierigkeiten zu überwinden, enthält die in Fig. 6 dargestellte Schaltung zu denen von Fig. 4-zasätzliche Element te.To overcome the difficulties, the one shown in FIG. 6 includes Circuit to those of Fig. 4-additional element te.

In Fig. 6 ist ein Regelsystem 3 dargestellt, das alle in Fig.4 dargestellten Komponenten lediglich mit dem Unterschied enthält, daß die Phasenschieber 26 und 36 enge Bänder aufweisen.FIG. 6 shows a control system 3, all of which are shown in FIG Components only contains the difference that the phase shifters 26 and 36 have narrow ligaments.

Beispielswe-ise ist in Fig. 4 ein Frequenzband b1 dargestellt, das sämtliche Frequenzen enthält, für die die Phasenverschiebung, die vom Kreis 22 oder 32 geliefert wird, 200 übertrifft.For example, a frequency band b1 is shown in FIG contains all frequencies for which the phase shift indicated by circle 22 or 32 is delivered, exceeds 200.

Es ist ebenfalls ein Frequenzband b2 dargestellt, das dasjenige Band ist, für das die Kreise 26 und 36 eine Phasenverschiebung von wenigstens 200 liefern, wenn die Drehzahlnahe 0 ist.A frequency band b2 is also shown, which is that band is for which the circles 26 and 36 provide a phase shift of at least 200, when the speed is close to 0.

Es ist anzumerken, daß zwischen den zwei Bändern eine geringe Überlappung besteht.It should be noted that there is little overlap between the two bands consists.

Die in Sig. 6 dargestellte Schaltung enthält zusätzliche Schaltungseinrichtungen, die dazu bestimmt sind, das Band b2 fortschreftend zu verschieben, wenn die Drehzahl ansteigt, damit die Ilutationsfrequenz bei jeder Drehzahl bis zur maximalen Betriebsdrehzahl 1 in dem Band enthalten ist. Mit anderen Worten, sollte das Frequenzband von b2 nach b2t in Fig. 4 fortschreitend verschoben werden.The circuit shown in Sig. 6 contains additional circuit devices, which are intended to move the band b2 progressively when the speed increases so that the ilutation frequency at any speed up to the maximum operating speed 1 is included in the tape. In other words, the frequency band should be from b2 to b2t in FIG. 4 can be shifted progressively.

Dieses Ergebnis wird dadurch erreicht, daß ein Kreuznetzwerk 54 vorgesehen wird. Das Netzwerk 54 umfaßt eine Anpaßschaltung 50, die ein Signal mit einer Frequenz '4 vom Ausgang der Summierungsschaltung 25 und ein Signal mit der Frequenz Qvon einem Drehzahlmeßkreis 53 empfängt. Das Netzwerk 54 enthält ebenfalls einen Umschalter 51, der zwei Eingang und zwei Ausgangsklemmen aufweist. Einer der Eingänge ist mit einem Singang der Summierungsschaltung 33 verbunden, während die andere Ausgangsklemme mit einem Eingang der Summierungsschaltung 38 verbunden ist. Einer der Eingänge des Umschalters 51 ist direkt und der andere über einen Umpoler 52 mit dem Ausgang der Schaltung 50 verbunden. Die Verbindungen zwischen den Eingängen und den Ausgängen werden von der Polarität eines Signals gesteuert, das in der Leitung: 55 von der Meßeinrichtung 53 empfangen wird und die Drehrichtung des Körpers 1 anzeigt.This result is achieved by providing a cross network 54 will. The network 54 includes a matching circuit 50 which a signal having a frequency '4 from the output of summing circuit 25 and a signal at frequency Qvon a speed measuring circuit 53 receives. The network 54 also includes a switch 51, which has two input and two output terminals. One of the entrances is with connected to a Singang of the summing circuit 33, while the other output terminal is connected to one input of the summing circuit 38. One of the entrances of the changeover switch 51 is direct and the other via a polarity reverser 52 to the output the circuit 50 connected. The connections between the inputs and the outputs are controlled by the polarity of a signal on line: 55 from the Measuring device 53 is received and the direction of rotation of the body 1 indicates.

Die Anpaßschaltung 15 kann von der in Fig. 7 dargestellten Art sein, obwohl das keineswegs ausschließlich der Fall sein muß.The matching circuit 15 can be of the type shown in Fig. 7, although this need by no means exclusively be the case.

Die in Fig. 7 dargestellte Schaltung 50 enthält ein Tiefpaßfilter 60 zweiter Ordnung und einen Differenzierverstärker 64.The circuit 50 shown in Fig. 7 includes a low-pass filter 60 second order and a differentiating amplifier 64.

Das Tiefpaßfilter 60 besteht aus einem Verstärker 63, einem Widerstand 61 - Kondensator 62 Eingangsnetz und Rückkopplungswiderständen. Der Differenzierverstärker umfaßt einen Verstärker 65 hoher Verstärkung, der mit einem Widerstandsrückkopplungskreis und einer Eingangsschaltung verbunden ist, die einen Kondensator 67 und einen Widerstand 66 aufweist.The low-pass filter 60 consists of an amplifier 63, a resistor 61 - capacitor 62 input network and feedback resistors. The differentiating amplifier comprises a high gain amplifier 65 having a resistive feedback circuit and an input circuit comprising a capacitor 67 and a resistor 66 has.

Da ein Eingang mit einer Frequenz 2 dem Eingang mit einer Frequenz 60 überlagert wird, dämpft das Ausgangssignal, das nit einer geeigneten Polarität den Blektronagnetpaaren geliefert wird, die in einer Ebene angeordnet sind, die um 900 von der Ebene der Detektoren X1 X1' versetzt ist, wirkungsvoll die Nutation und macht es möglich davon abzusehen, einen mechanischen Dämpfer hinzuzufügen.Since an input with a frequency 2 is the input with a frequency 60 is superimposed, attenuates the output signal with a suitable polarity delivered to the sheet metal magnet pairs that is arranged in one plane which is offset by 900 from the plane of the detectors X1 X1 'is effective the nutation and makes it possible to dispense with adding a mechanical damper.

In Fig. 8 ist ein Schwungrad zur Verwendung mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Regelkreises dargestellt. Das Schwungrad umfaßt einen Rotationskörper, der aus einem äußeren Rotor 90 besteht, der von zwei Nagnetlagern P1 und P2 auf einem inneren Stator 71 getragen wird. Die Luftspalte 72 der Magnetlager sind für diejenigen Elektromagnete konisch, die zum Bremsen des Rotors gegenüber sowohl radialen als auch axialen Bewegungen verwandt werden. Der äußere Rotor 70 wird durch einen herkömmlichen Blektromotor 73 in Drehungen versetzt. Der Rotor ist nicht drehbar mit zwei Licht abdeckenden Scheiben 74 und 75 verbunden, von denen jede einen radial nach iuinen-gerichteten Flansch 76 und einen axial nach Innen- gerichteten Flansch 77 aufweist. Der radiale Flansch 76 arbeitet mit einem ersten Satz von Lichtquellen, die Laserdioden sein können, und einem ersten Satz von Licht sensoren 79 zusammen, die Phototransistoren sein können. Jeder Lichtsensor 79 und die entsprechende Lichtauelle bilden einen der acht radial angeordneten Detektoren. Der axiale Flansch 77 arbeitet mit einem zweiten Satz von Lichtquellen 80 und Lichtsensoren 81 zusammen, die die Detektoren Z1 oder Z2 des Lagers bilden.8 is a flywheel for use with one embodiment of the control loop according to the invention. The flywheel comprises a body of revolution, which consists of an outer rotor 90, which is supported by two magnetic bearings P1 and P2 an inner stator 71 is carried. The air gaps 72 of the magnetic bearings are for those electromagnets conical that are used to brake the rotor opposite both radial as well as axial movements. The outer rotor 70 is through a conventional sheet metal motor 73 rotated. The rotor cannot be rotated connected to two light-covering disks 74 and 75, each one of which is radial after the iuinen-directed flange 76 and an axially inwardly directed flange 77 has. The radial flange 76 operates with a first set of light sources, the laser diodes can be, and a first set of light sensors 79 together, which can be phototransistors. Each light sensor 79 and the corresponding light source form one of the eight radially arranged detectors. The axial flange 77 operates with a second set of light sources 80 and light sensors 81, which the Form detectors Z1 or Z2 of the camp.

In Fig. 9 ist ein Gyroskop dargestellt, das auch zusammen mit einem erfilldungsgemäßen Regelsystem verwandt werden kann. Das Gyroskop weist einen Gyroskopmotor 90 auf, der von zwei Magnetlagern P1, P2 zur Rotation um eine stationäre Achse 91 gehalten wird. Die Luftspalte 92 der Lager sind vorzugsweise zur simultanen, radialen und axialen Wirkung auf den Rotor 90 konisch ausgebildet. Ein luftdichtes Gehäuse 93 umgibt das Gyrosop und macht die Aufrechterhaltung eines Vakuum möglich, das die Reibung und die Erwärmung des Rotors 90 infolge aerodynamischer Effekte verringert. Der Rotor 90 wird von einem Elektromotor 94 angetrieben. Acht Detektoren zur Aufnahme von Signalen, die für die radiale Lage des Rotors repräsentativ sind,und zwei Detektoren zur Erzeugung von Signalen, die für die axiale Lage repräsentativ sind, sind in Form von kapazitiven Sensoren vorgesehen, wobei jeder Kondensator Elektrodenplatten aufweist, die aus Metallüberzügen auf keramischen Platten gebildet werden.In Fig. 9, a gyroscope is shown, which together with a according to the invention control system can be used. The gyroscope has a gyroscope motor 90, that of two magnetic bearings P1, P2 for rotation about a stationary axis 91 is held. The air gaps 92 of the bearings are preferably for simultaneous, radial and axial action on the rotor 90 is conical. An airtight case 93 surrounds the gyrosope and makes it possible to maintain a vacuum, the the friction and the heating of the rotor 90 as a result of aerodynamic Effects decreased. The rotor 90 is driven by an electric motor 94. Eight detectors for receiving signals that are representative of the radial position of the rotor, and two detectors for generating signals representative of the axial position are provided in the form of capacitive sensors, each capacitor Has electrode plates formed from metal coatings on ceramic plates will.

In Fig. 10 ist ein Gyroskop zur Verwendung bei Satelliten dargestellt. Das Rotationsrad 96 des Gyroskops wird von einer Welle 97 getragen, deren Achse während der Tests auf der Erde und beim Abschuß vertikal liegt. Folglich sind die axialen Bremskräfte, die auf das Rad während der Tests ausgeübt werden, weit größer als die während des Betriebes und größsr als die radialen Bremskräfte. Es ist dann vorteilhaft,nicht konische Magnetlager des in den Fig. 8 und 9 dargestellten Typs zu verwenden, sondern eher zylindrische Lager zur radialen Aufhängung und ebene Lager zur axialen Aufhängung. Die ebenen Lager umfassen ein Spulenpaar 98, das von der welle 97 getragen wird und eine einstellbare Kraft auf einen radialen Flansch 99 des Rades ausübt, das auf ein Signal, das von einem Magnetdetektor 100 abgegeben wird, einstellbar ist. Ähnlich weisen die radialen Lager 101 und 102 jeweils vier Spulenpaare, beispielsweise 103 und 104 auf. Jedes Lager ist ebenfalls mit zwei Paaren von diametral gegenüberliegenden Magnetdetektoren 105 und 106 ausgerüstet. Das Rad wird von einem von der Achse 97 getragenen Motor 107 angetrieben. Das Regelsystem kann dann dasjenige sein, das in strichpunktierten Linien in Fig. 3 dargestellt ist.Referring to Fig. 10, there is shown a gyroscope for use with satellites. The rotating wheel 96 of the gyroscope is carried by a shaft 97, the axis of which is vertical during testing and vertical at launch. Hence they are axial braking forces exerted on the wheel during the tests are far greater than those during operation and greater than the radial braking forces. It is then advantageously, non-conical magnetic bearings of the type shown in FIGS. 8 and 9 to use, but rather cylindrical bearings for radial suspension and flat Axial suspension bearings. The planar bearings include a pair of coils 98, which from the shaft 97 is carried and an adjustable force on a radial flange 99 of the wheel exercising in response to a signal emitted by a magnetic detector 100 is adjustable. Similarly, the radial bearings 101 and 102 each have four Coil pairs, for example 103 and 104. Each camp also has two Pairs of diametrically opposed magnetic detectors 105 and 106 are equipped. The wheel is driven by a motor 107 carried by the axle 97. The rule system can then be that which is shown in dash-dotted lines in FIG is.

Claims

1.' Device with a body rotatable about one of its axes, g e k e k e nn n z e i n e t d u r c h two magnetic bearing assemblies around the body rotatably aligned along a common axis of the bearings, at least two detectors associated with each of the bearings to provide signals that the relative position of the body with regard to the common axis in a first and represent a second direction perpendicular to the common axis, a Controllable counterforce device in each bearing arrangement, the forces on the body can exert in the first and second directions, and a feedback device, responsive to the signals for controlling the counterforce device, the feedback device a first device for each of the directions to receive the signals from the detectors, that correspond to the direction in the two camps, add up and corrections that increase with the summed signals to apply to the counterforce device, the corresponds to the mentioned direction in the two camps, a second device, to get the signals from the detectors corresponding to the direction in the two camps, to add up and corrections, which increase with the difference, via a switch to place in one of the bearing arrangements on the counterforce device that of the direction in the two bearings, and a phase shifter between each of the summing and subtraction device and the counterforce device thereby supplied with energy having.

2. Device according to claim 1, characterized in that the counterforce device in each of the bearings two pairs of electromagnets and diametrically opposite two Pairs of diametrically opposed detectors radially Position.

3. Apparatus according to claim 1, characterized by an additional Detector means for providing an output signal representative of the is the axial position of the body of revolution.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that by the supply of the counterforce device with energy both axial and a radial force is exerted on the rotating body, and that the additional Detector device via a phase shifter simultaneously with the counterforce devices connected for the first and second directions.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the phase shifter, associated with the subtracter has a wider passband than that Has summing device.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that each the broadband phase shifter has an input broadband phase RC-IJetz and an active one Output circuit comprising an amplifier with a P.C feedback circuit contains.

7. The device according to claim 1, characterized in that each of the Counterforce devices amplified signals from the sum and subtract circuits receives through second summing circuits having multiple inputs from each with at least one of the first summation circuits and with at least connected to one of the subtraction positions.

8. Apparatus according to claim 1, characterized by a cross connection for damping nutation movements that occur between the output of a subtraction device, associated with the detectors that provide signals representing the deflections in the first and represent in the second direction in one of the bearings, and the counterforce device is switched, which is effective in the second or first direction.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the cross connection a matching circuit having one connected to the subtracter Input and another input connected to a generator, one voltage with a frequency representative of the speed of the body supplies, wherein the Ereuz circuit is constructed so that it has a narrow band pass moving towards higher frequencies as that frequency increases.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the cross connection has a low-pass filter and a differentiating network.

11. Device with a body rotatable about one of its axes, characterized by two axially aligned magnetic bearing assemblies, one of which each has a first counterforce means for, when energized, a counterforce exerting on the body one component in the direction of the axis and one component in a first direction transverse to the axis, and a second counterforce device to exert an opposing force on the body when excited, which one component in the direction of the axis and one component in a second direction having transverse to the axis and the first direction by. first and second detector means in each bearing to generate signals indicative of radial deflections of the axis of the Body of one common axis of the bearings in the first and of the second direction are representative by third detector means Generate signals necessary for axial deflections of the body from a given Location are representative, and have feedback devices that act on the signals respond to control the counterforce devices, the feedback devices for each direction in each positional arrangement a first summing device in order to obtain the Signals from the first detector device assigned to one of the bearings, and summing the signals from the third detector means and correcting signals to put on the first counterforce device of the associated bearing arrangement, the increase with the summed signals, first subtracters to add the signals from the first detector device, which is assigned to the other of the bearings, and to subtract the signals from the third detector means and correction signals to put to the first counterforce device of the associated camp, which with the subtracted signals rise, second summing devices to the signals from the second detector means associated with the first one of the bearings, and summing the signals from the third detector means and correcting signals to apply to the second counterforce device of the associated bearing, which with the summed signals rise and second subtracting means to the To subtract signals from the third detector means, and correction signals to apply to the second counterforce device of the associated bearing, which with the Increase difference.