DE4127879A1 - Regelvorrichtung mit frequenzfiltern zur regelung von luftspalten elektromagnetischer tragsysteme - Google Patents
Regelvorrichtung mit frequenzfiltern zur regelung von luftspalten elektromagnetischer tragsystemeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung mit Frequenzfiltern zur
Regelung von Luftspalten elektromagnetischer Tragsysteme zwischen
einem Fundament und einer Maschine.
Aus DE-PS 31 17 971 ist eine Regelung zum leistungsoptimalen Anpassen
des Luftspaltes von elektromagnetischen Schwebefahrzeugen bekannt,
wobei der Regelkreis nichtlineare Elemente enthält und im wesentli
chen kurzzeitig auftretende Störungen ausregelt. Dazu wird auf
Streckenabschnitten mit großen Fahrwegstörungen der Sollwert des Luft
spaltes erhöht. Diese Regelung hat den Nachteil einer Konstantspalt
regelung, die den Luftspalt auf einer konstanten von der Häufigkeit
von Fahrwegstörungen mitbestimmten Weite hält. Sie bewirkt dadurch
eine harte Kopplung zwischen Fahrzeug einerseits und Streckenab
schnitten andererseits. Die Wirkung dieser Kopplung ist mit einer
harten mechanischen Feder vergleichbar, deren statische Feder
steifigkeit unendlich hoch ist. Der weitere Nachteil dieser Regelung
besteht darin, daß sie im unteren und mittleren Schallfrequenzbereich
keine Schalldämmung aufweist.
In Schiffen oder Unterseebooten werden bei elektromagnetischer Lage
rung mit der aus DE-PS 31 17 971 bekannten Konstantspaltregelung von
Tragsystemen maschinenbedingte Vibrationen von beispielsweise Strom
versorgungsaggregaten, Antriebsmaschinen oder Hilfsmotoren auf das
Fundament und damit auf die Schiffshülle übertragen, womit die Gefahr
einer sonaren Ortung verbunden ist. In andern schwingfähigen Struktu
ren, wie Flugzeugen, Bussen, Bahnen oder in Stahl- oder Stahlbeton
konstruktionen entsteht bei einer Konstantspaltregelung von elektro
magnetischen Tragsystemen für Maschinen eine hohe Körperschallkopp
lung im Bereich unterer und mittlerer Schallfrequenzen, so daß nach
teilig hohe Lärmpegel auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemaße Regelvorrichtung
und eine Regelung für elektromagnetische Tragsysteme anzugeben, so
daß eine hohe Schalldämmung resultiert, der Körperschall minimiert
und eine Entkopplung der Maschinenvibrationen und der Bewegungen
einer schwingungsfähigen Struktur erreicht wird.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Regel Vorrichtung
Regelkreisglieder zur elektromagnetischen Nachbildung einer
mechanischen Feder mit variabler schallfrequenzabhängiger Federstei
figkeit und Dämpfung zur Schalldämmung aufweist und die Frequenz
filter für Schallfrequenzen ausgelegt sind.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht in der den Schall
frequenzen anpaßbaren Federsteifigkeit und Dämpfung des elek
tromagnetischen Tragsystems. Dabei werden in den Regelkreisgliedern
zur elektromagnetischen Nachbildung einer mechanischen Feder mit
variabler schallfrequenzabhängiger Federsteifigkeit und Dämpfung den
Schallfrequenzen Federsteifigkeits- und Dämpfungswerte zugeordnet.
Bei Einzelimpulsen und annähernd statischen Laständerungen wird durch
die Regelvorrichtung eine hohe Federsteifigkeit eingestellt, wie sie
auch durch Konstantspaltregelung für elektromagnetische Tragsysteme
erreicht wird. Für mittlere, hohe und ultrahohe Schallfrequenzen
bildet die Regelvorrichtung eine gegen Null gehende Federsteifigkeit
und Dämpfung nach. Eine derartige Lösung ist mit herkömmlichen me
chanischen Feder-Dämpfungs-Systemen nur näherungsweise realisierbar.
Die erfindungsgemäße Lösung überwindet damit die bisher mit elek
tromagnetischen Tragsystemen verbundenen Nachteile einer Schallkopp
lung bei niedrigen und mittleren Frequenzen.
Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung weist das Fundament
Magnetspulen mit Magnetkernen des elektromagnetischen Tragsystems
auf und die zugehörigen Magnetanker sind am Maschinengehäuse ange
ordnet. Das hat den Vorteil, daß an der Maschine lediglich passive
Elemente des elektromagnetischen Tragsystems angeordnet sind, so daß
keine Stromzuführungskabel und massiven Spulen- oder Eisenkerne des
elektromagnetischen Tragsystems die Masse der zu lagernden Maschine
vergrößern. Außerdem werden die aktiven Elemente des Regelkreises wie
Magnetspulen, Strommesser, Weg-, Magnetfluß- oder Kraftaufnehmer
wartungsfreundlicher zugänglich.
Zur Messung des Magnetflusses als Wirkung des elektrischen Stromes
durch die Magnetspulen sind vorzugsweise Magnetflußsensoren im elek
tromagnetischem Tragsystem angeordnet, die mit einem Stromsteller und
Regler zur Einstellung und Regelung des elektrischen Stroms durch die
Magnetspulen in Wirkverbindung stehen.
In einer anderen Ausbildung der Erfindung wird als Wirkung des elek
trischen Stromes durch die Magnetspulen an Stelle des Magnetflusses
die Kraft mittels Kraftsensoren erfaßt. Dazu weist das Fundament
Kraftmeßdosen auf, die zwischen dem Fundament und den Magnetkernen
angeordnet sind und über ein Regelkreisglied zur schallfrequenzabhän
gigen Einstellung der Federsteifigkeit und Dämpfung mit dem Strom
steller in Wirkverbindung stehen.
Diese Ausbildungen der Erfindung haben den Vorteil, daß mittels des
Stromstellers, den Magnetflußsensoren oder den Kraftmeßdosen schall
frequenzabhängig ein Kompensationsstrom durch die Magnetspulen
fließen kann, der so geregelt wird, daß er maschinenbedingte Kraft
wirkungen des Schalls auf das Fundament neutralisiert.
Für eine weitere bevorzugte Ausbildung der Erfindung weist das elek
tromagnetische Tragsystem eine zweite Magnetspule
(Kompensationsspule) zur Einspeisung von Kompensationsströmen für
jedes elektromagnetische Lager auf. Das hat den Vorteil, daß die
Regelvorrichtung einen separaten Schallfrequenzabhängigen Kompensa
tionsstrom steuern kann, der über die frei wählbare Windungszahl der
Kompensationsspule auf ein meß- und regelungstechnisch leicht zugäng
liches Maß angehoben wird.
Zur verbesserten Magnetflußführung werden in einer bevorzugten Aus
bildung der Erfindung als elektromagnetische Lager des elek
tromagnetischen Tragsystems Rund- oder Ringmagnete mit Ringspule
und Topfkern verwendet und Wegsensoren in Zentrumsbohrungen der Topf
kerne angeordnet. Dabei werden die Topfkerne vorzugsweise aus nieder
ohmigem, unlamelliertem Material zur Ausbildung hoher Wirbelströme
hergestellt, was sich besonders vorteilhaft zur Schalldämmung hoch
frequenter Schallwellen erwiesen hat. Ein weiterer Vorteil der Aus
führung der elektromagnetischen Lager als Rund- oder Ringmagnet ist
die Reduzierung des magnetischen Streufeldes außerhalb von Luftspalt
und magnetflußführenden Eisenteilen.
Eine weitere bevorzugte Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß ein
Regelkreisglied 1 Frequenzfilter aufweist, die bei niedrigen und
mittleren Schallfrequenzen eine aktive Regelung mittels der Magnet
flußsensoren oder den Kraftmeßdosen und den Wegsensoren für den elek
trischen Strom durch die Magnetspulen realisieren und bei hohen
Schallfrequenzen die aktive Regelung blockieren. Für niedrige und
mittlere Schallfrequenzen wird mittels der aktiven Regelung die elek
tromagnetische Nachbildung einer mechanischen Feder mit variabler
schallfrequenzabhängiger Federsteifigkeit und Dämpfung zur Schalldäm
mung erreicht. Durch entsprechende Dimensionierung der elek
tromagnetischen Lager des Tragsystems üben die hohen und ultrahohen
Schallfrequenzen der Luftspaltschwankungen aufgrund der durch die
Luftspaltschwankungen hervorgerufenen induzierten Spannungsstrom und
dem daraus resultierenden in den Magnetspulen sowie den Wirbel strömen
im Eisen des magnetischen Kreises vorteilhaft keine Gegenkräfte auf
das Fundament aus, womit die Federsteifigkeit für hohe und ultrahohe
Schallfrequenzen Null erreicht und damit eine vollständige Körper
schalldämmung.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit dieser
Regelvorrichtung vorzugsweise Vorrichtungen zur körperschallgedämmten
Lagerung von Maschinen mittels elektromagnetischer Tragsysteme mit
mehr als drei elektromagnetischen Lagern pro Raumrichtung realisiert
werden können, ohne daß auf die Maschine Biegemomente oder andere
Verspannungen ausgeübt werden. Aufwendige übergeordnete Rechner oder
übergeordnete Regeleinheiten zum Ausgleich derartiger Biegemomente
oder Verspannungen sind vorteilhafterweise nicht erforderlich, wenn
jedes elektromagnetische Lager eines statisch überbestimmten Trag
systems mit mehr als drei Lagerungen pro Raumrichtung mit einer er
findungsgemäßen Regelvorrichtung ausgerüstet wird.
Eine bevorzugte Regelung unter Einsatz der erfindungsgemäßen Regel
vorrichtung sieht vor, daß die elektrischen Ströme durch die Spulen
der Elektromagnete über Stromsteller derart geregelt werden, daß das
Fundament frei von Wechselkräften, die von Maschinenvibrationen ver
ursacht werden, gehalten wird. Einzelimpulse wie Stöße oder schlag
artige Beanspruchungen sowie gleichbleibende oder sich langsam än
dernde Dauerbelastungen wie Schiffsrollbewegungen werden auf das bzw.
vom Fundament bis zu 5 Hz ungedämmt übertragen und bis 15 Hz zu
nehmend abgefedert. Über 15 Hz bewirkt die erfindungsgemäße Regelung
eine nahezu 100%ige Schalldämmung, die bei 1000 Hz in eine durch
elektromagnetische Induktion verursachte nahezu 100%ige Schalldämmung
übergeht.
Die erfindungsgemäße Regelung wird vorzugsweise zur Spaltregulierung
und Schwingungsisolation von Tragsystemen eingesetzt, die ge
schlossene Aggregate aus beispielsweise Antriebsmaschine mit Gene
rator zur Stromversorgung eines Schiffes oder anderer schallempfind
liche Einrichtungen tragen. Wird ein Drehmoment von der Maschine wie
beispielsweise Arbeitsmaschine aufgenommen oder von einer Kraft
maschine abgegeben, so werden vorzugsweise die elektrischen Ströme
durch die Spulen der Elektromagnete zusätzlich drehmomentabhängig
geregelt. Werden Leistungen oder Beschleunigungen übertragen wie
beispielsweise bei Antriebsmaschinen für Fahrzeuge, so werden die
elektrischen Ströme durch die Spulen der Elektromagnete zusätzlich
leistungs- bzw. beschleunigungsabhängig geregelt.
Die folgenden Figuren zeigen bevorzugte Anwendungsbeispiele der
Erfindung.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Regelvorrichtung in Zusammen
wirken mit einer zu lagernden Masse und einem Elektromagneten,
Fig. 2 zeigt das Schema eines Rundmagneten, für eine Regelung zur
akustischen Dämmung,
Fig. 3 zeigt das Schema einer körperschallgedämmten Lagerung mit
Führungs- und Tragmagneten in Vorderansicht,
Fig. 4 zeigt das Schema einer körperschallgedämmten Lagerung mit
Führungs- und Tragmagneten für ein Schiffsaggregat in Drauf
sicht.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Regelvorrichtung mit einem
Regelkreisglied 1 und Regelkreisglied 5 in Zusammenwirken mit einer
zu lagernden Masse 2 und einem Elektromagneten 3. Das Regelkreisglied
1 weist als integrale Bestandteile einen Regler und einen Stromsteller
für den Strom durch die Magnetspule des Elektromagneten 3 und
hilfsweise einen weiteren Regler und Stromsteller für den Strom durch
eine zweite Magnetspule zur Regelung und Steuerung von Kompensations
strömen, die eine Kraftwirkung auf das Fundament neutralisieren sol
len, auf. Darüber hinaus sind im Regelkreisglied 1 Frequenzfilter
angeordnet, die die Störfrequenzen 8 Wichten und mittels Senso
ren 4 und 6 in Form eines Wegaufnehmers und einer Kraftmeßdose oder
eines Magnetflußsensors in Zusammenwirken mit dem Regelkreisglied 5
zur Darstellung einer Federcharakteristik (aus Federsteifigkeit und
Dämpfung) über das Regelkreisglied 1 die Ströme durch die Magnet
spulen regeln, so daß im Frequenzbereich zwischen 5 und 15 Hz der
Elektromagnet 3 eine mechanische Feder mit abnehmender dynamischer
Kraftübertragung zu höheren Frequenzen nachbildet.
Im Frequenzbereich 15 Hz bis 1000 Hz wird mit dem Sensor 6 eine die
magnetische Wechsel kraft charakterisierende Größe erfaßt und der
Strom durch die Magnetspulen so nachgeregelt, daß er der Änderung des
magnetischen Flusses und damit der Kraftänderung entgegen wirkt.
Dadurch wird erreicht, daß trotz der Luftspaltänderung durch die Vi
brationen der Masse 2, wie bei einem Stromversorgungsaggregat aus
Antriebsmaschine und Generator, der magnetische Fluß konstant ge
halten wird und somit keine Wechsel kraft auf einen beispielsweise
fundamentseitigen Elektromagneten übertragen wird.
Als die Wechsel kraft charakterisierende Größe kann der magnetische
Wechselfluß im Luftspalt auch durch einen Magnetflußaufnehmer 6 der
beispielsweise aus einer Induktionsspule besteht, oder durch Kraft
meßdosen oder -scheiben erfaßt werden.
Der Strom durch die Magnetspulen wird durch Strommesser 7 erfaßt.
Fig. 2 zeigt das Schema eines Rundmagneten 9 für eine Regelung zur
akustischen Dämmung. Der Rundmagnet 9 weist einen topfförmigen Ei
senkern 10 auf, so daß der Streufluß im Außenraum minimiert wird.
Im Zentrum des Rundmagneten ist eine Zentrumsbohrung 11 angeordnet,
die der Aufnahme eines Wegsensors dient. Die Magnetspule 12 ist koa
xial innerhalb des Eisenkerns angeordnet und zum Luftspalt 13 hin
ohne Eisenkernbedeckung. Der Magnetanker 14 wird fest mit der zu
lagernden Maschine verbunden, während die Magnetspule 12 mit dem
Eisenkern 10 vom Fundament getragen wird.
Die Magnetspule 12 muß über den Stromsteller des Regelkreisglieds mit
großen quasi-statischen Strömen (0 bis 15 Hz) in der Größenordnung
von 10A zum Tragen einer Maschine versorgt werden. Zur aktiven Däm
mung im Frequenzbereich zwischen 15 Hz und 1000 Hz werden diesen
quasi-statischen Strömen (0 bis 15 Hz) mit Hilfe der erfindungsge
mäßen Regelvorrichtung Ströme im Bereich von mA überlagert. Die durch
Vibrationen von größer 1000 Hz und entsprechenden Luftspaltänderungen
in der Magnetspule induzierten Ströme sollen durch den Stromsteller
fließen können, ohne daß dieser gegenregelt. Die aktive Regelung wird
für diese Frequenzen blockiert.
Um eine hohe Eigendämmung des Elektromagneten 3 zu erreichen, werden
Magnetspule 12, Eisenkern 10 und Magnetanker 14 so ausgelegt, daß die
durch die Luftspaltänderungen im akustischen Frequenzbereich indu
zierten Ströme möglichst groß sind und ungehindert von aktiver
Regelung fließen können. Dazu wird die Breite des Wicklungsfensters
der Magnetspulen 12 im Eisenkern 10 groß im Verhältnis zur Höhe des
Wicklungsfensters gestaltet und die Magnetspule 12 niederohmig ausge
legt.
Das magnetflußführende Material des Eisenkerns und des Magnetankers
ist entgegen dem Eisenkern von Transformatoren unlamelliert, massiv
aus weichmagnetischem Material und elektrisch gut leitend, so daß
sich hohe Wirbelströme ausbilden, was die Eigendämmung vergrößert.
Eine weitere Ausbildung des Rundmagneten sieht vor, daß der Rund
magnet zwei Magnetspulen im Eisenkern 10 an der Position der Magnet
spule 12 aufweist. Davon wird eine Magnetspule als Tragspule aus
gebildet mit großer Windungszahl, die von einem Stromsteller mit
hoher Leistung versorgt wird. Die zweite Magnetspule dient als Kom
pensationsspule mit geringerer Windungszahl und einem zweiten Stromsteller
geringerer Leistung. Damit werden an den Stromsteller der
Tragspule nicht die hohen Genauigkeitsanforderungen zur Regelung der
akustischen Dämmung gestellt. Weiterhin liegen die zur aktiven
akustischen Dämmung notwendigen Ströme in der Kompensationsspule
wegen ihrer geringeren Windungszahl nicht mehr im Bereich von mA,
sondern können in einen regelungstechnisch besser zugänglichen Be
reich angehoben werden. Der niedrige Leistungsbedarf der Kompen
sationsspule ermöglicht den Einsatz eines nicht getakteten Leistungs
verstärkers für den zweiten Stromsteller zur aktiven akustischen
Dämmung.
Fig. 3 zeigt das Schema einer körperschallgedämmten Lagerung eines
Stromversorgungsaggregats 19 mit Führungs- 17 und Tragmagneten 18 in
Vorderansicht auf einem Schiffsfundament 20 stehend. Zur akustischen
Dämmung sind die Führungs- 17 und Tragmagnete 18 so ausgelegt, daß
die erfindungsgemäße Regelung zwischen einem Rahmen 21, der die Ma
gnetkerne und die -spulen trägt und dem Stromversorgungsaggregat 19,
das mit den zugehörigen Magnetankern ausgerüstet ist, wirksam wird.
Um impulsförmige Schockbelastungen abzufangen, sind zwischen dem
Rahmen 21 und dem Schiffsfundament 20 Schockabsorber 23 angeordnet.
Die Einstellung der Federsteifigkeits- und Dämpfungswerte im Regel
kreisglied (Fig. 1, Pos. 5) wird so vorgenommen, daß bei Stampf- und
Rollbewegung des Schiffes und bei Slamming des Fahrzeugs, die Ma
schine 24 in den engen Grenzen der Luftspalte 29 getragen und geführt
wird. Bei akustischen Frequenzen unter 15 Hz werden mittels der Re
gelvorrichtung in den elektromagnetischen Lagern mechanische Federn
gemäß den Einstellungen im Regelkreisglied (Fig. 1, Pos. 5) nachge
bildet, wobei die Federsteifigkeit und die Dämpfungskraft mit zu
nehmender Frequenz abnimmt. Im Frequenzbereich über 15 Hz kann die
gelagerte Maschine 19, 24 zwischen den Luftspalten 29 mit den Am
plituden seiner Vibrationen frei schwingen, ohne daß Kräfte auf den
Rahmen 21 oder das Schiffsfundament 20 übertragen werden. Für Fre
quenzen über 1000 Hz ist die Eigendämmung durch induzierte Spulen und
Wirbelströme in den Magneten 17 und 18 bereits so hoch, daß ohne
aktive Hegelung kein Körperschall auf das Schiffsfundament übertragen
wird.
Fig. 4 zeigt das Schema einer körperschallgedämmten Lagerung in
Draufsicht von einem Stromversorgungsaggregat 19 eines Schiffes mit
Antriebsmaschine 28 und Generator 27. Die Lagerung weist Führungs- 17
und Tragmagnete 18 auf. Die Vielzahl der erforderlichen Lagerstellen
mit Längsführungs- 25, Querführungs- 26 und Tragmagneten 18 zeigt
deutlich, welche Verspannungen ein derartiges Trag- und Führungssystem
auf ein Schiffsaggregat 24 ausübt, wenn die elek
tromagnetischen Lager ohne übergeordneten Regler mit Konstantspalt
reglern ausgerüstet sind. In diesem Beispiel ist jedes Einzellager
mit dem erfindungsgemäßen Regelsystem, das im Luftspalt für hohe
Dauer- und Wechselbelastungen unter 15 Hz eine mechanische Feder
nachbildet, ausgerüstet.
Claims (13)
1. Regelvorrichtung mit Frequenzfiltern zur Regelung von Luftspalten
elektromagnetischer Tragsysteme zwischen einem Fundament und einer
Maschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung Regel
kreisglieder (1 und 5) zur elektromagnetischen Nachbildung einer
mechanischen Feder mit variabler schallfrequenzabhängiger Feder
steifigkeit und Dämpfung zur Schalldämmung aufweist und die Fre
quenzfilter für Schallfrequenzen ausgelegt sind.
2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Fundament Magnetspulen (12) mit Magnetkernen (10) des elek
tromagnetischen Tragsystems aufweist und die zugehörigen Magnet
anker (14) an der Maschine angeordnet sind.
3. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das elektromagnetische Tragsystem eine zweite Magnetspule zur
Einspeisung von Kompensationsströmen für jedes elektromagnetische
Lager aufweist.
4. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß das elektromagnetische Tragsystem Magnet
flußsensoren (6) aufweist, die mit einem Stromsteller zur Ein
stellung des elektrischen Stroms durch die Magnetspulen (12, 15,
16) in Wirkverbindung stehen.
5. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Fundament Kraftmeßdosen aufweist, die zwi
schen dem Fundament und den Magnetkernen (10) angeordnet sind und
mit dem Stromsteller zur schallfrequenzabhängigen Einstellung der
Federsteifigkeit und Dämpfung in Wirkverbindung stehen.
6. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das elektromagnetische Tragsystem elektromagnetische
Lager aus Ringmagneten mit Ringspule und Topfkern aufweist, wobei
im Topfkern eine Zentrumsbohrung (11) zur Aufnahme von Wegsensoren
(4) angeordnet ist.
7. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Topfkerne und die zugehörigen Magnetanker
(14) aus niederohmigem unlamelliertem Material zur Ausbildung
hoher Wirbelströme bestehen.
8. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Regelkreisglied (1) Frequenzfilter aufweist,
die bei niedrigen und mittleren Schallfrequenzen eine aktive Rege
lung mittels der Magnetflußsensoren (6) oder den Kraftmeßdosen und
den Wegsensoren (4) für den elektrischen Strom durch die Magnet
spulen realisieren und bei hohen Schallfrequenzen die aktive Rege
lung blockieren.
9. Vorrichtung zur körperschallgedämmten Lagerung von Maschinen mit
tels Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das elektromagnetische Tragsystem mehr als
drei elektromagnetische Lager pro Raumrichtung mit jeweils einer
Regelvorrichtung pro Lager aufweist.
10. Regelung von elektromagnetischen Tragsystemen mittels Vorrichtung
nach Anspruch 9 oder Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Ströme durch
die Spulen der Elektromagnete über Stromsteller derart geregelt
werden, daß das Fundament frei von Wechselkräften, die von Ma
schinenvibrationen verursacht werden, gehalten wird.
11. Regelung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der
Regelkreisglieder (1 und 5) zur elektromagnetischen Nachbildung
einer Federkennlinie eine frequenzabhängige Federsteifigkeit und
Dämpfung gemäß der vorgegebenen Tragfunktion bei niedrigen Fre
quenzen unter 5 Hz eingehalten wird und eine mit zunehmender
Schallfrequenz abnehmende Dämpfung und Federsteifigkeit bei
Schallfrequenzen zwischen 5 und 1000 Hz eingestellt wird und eine
gegen Null gehende Dämpfung und Federsteifigkeit für hohe Schall
frequenzen über 1000 Hz gewährleistet wird.
12. Regelung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die elektrischen Ströme durch die Spulen der Elektromagnete bei
der Lagerung von Aggregaten aus Kraft- und Arbeitsmaschinen
lage- und gewichtsabhängig gesteuert werden.
13. Regelung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß die elektrischen Ströme durch die Spulen der
Elektromagnete bei der Lagerung von Antriebsmaschinen in Fahr
zeugen leistungs-, beschleunigungs- oder drehmomentabhängig
gesteuert werden.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4127879A DE4127879C2 (de) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | Regelvorrichtung zur Regelung von Luftspalten elektromagnetischer Tragsysteme |
FR9210011A FR2680483B1 (fr) | 1991-08-22 | 1992-08-13 | Dispositif de regulation a filtres de frequences pour regler l'entrefer de systemes de sustentation electromagnetique. |
US07/932,292 US5387851A (en) | 1991-08-22 | 1992-08-19 | Closed loop control apparatus with frequency filters for controlling an air gap width in electromagnetic levitation systems |
JP4222676A JPH05202984A (ja) | 1991-08-22 | 1992-08-21 | 電磁懸架装置のすきま制御装置 |
GB9217816A GB2259158B (en) | 1991-08-22 | 1992-08-21 | Improvements in or relating to control of clearance gaps of electromagnetic suspension systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4127879A DE4127879C2 (de) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | Regelvorrichtung zur Regelung von Luftspalten elektromagnetischer Tragsysteme |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4127879A1 true DE4127879A1 (de) | 1993-02-25 |
DE4127879C2 DE4127879C2 (de) | 1994-07-07 |
Family
ID=6438901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4127879A Expired - Fee Related DE4127879C2 (de) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | Regelvorrichtung zur Regelung von Luftspalten elektromagnetischer Tragsysteme |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5387851A (de) |
JP (1) | JPH05202984A (de) |
DE (1) | DE4127879C2 (de) |
FR (1) | FR2680483B1 (de) |
GB (1) | GB2259158B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012112296A1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-08-23 | Johnson Controls Technology Company | Magnetic attenuator |
CN102758875A (zh) * | 2012-07-09 | 2012-10-31 | 哈尔滨工业大学 | 磁悬浮平衡质量框架 |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5427347A (en) * | 1993-04-08 | 1995-06-27 | Lord Corporation | Apparatus for controlling active mounts |
GB2281369A (en) * | 1993-06-10 | 1995-03-01 | Mas Research Ltd | Vibration cancellation device |
US5453675A (en) * | 1994-10-13 | 1995-09-26 | Allied Signal Inc | Arrangement using sensed magnetic flux for rate damping and vibration suppression |
DE4444762A1 (de) * | 1994-12-19 | 1996-06-20 | Bosch Gmbh Robert | Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben eines Verstellantriebs |
JP3350310B2 (ja) * | 1995-08-22 | 2002-11-25 | 株式会社荏原製作所 | ロボットアームのリニアアクチュエータ |
GB2315341B (en) * | 1996-03-01 | 2000-01-12 | Marconi Gec Ltd | Apparatus and method for spatially coupling an electro-magnet to a support armature |
GB2313645B (en) * | 1996-03-08 | 2000-04-26 | Marconi Gec Ltd | Levitation device |
GB2311502B (en) * | 1996-03-08 | 2000-06-14 | Marconi Gec Ltd | Mounting of machinery within a vessel |
DE19628974C1 (de) * | 1996-07-18 | 1997-11-20 | Leica Mikroskopie & Syst | Einrichtung zur Schwingungsisolierung |
US6462927B2 (en) * | 1997-02-28 | 2002-10-08 | Bae Systems Electronics Limited | Apparatus and method for spatially coupling an electro-magnet to a support armature |
US6215218B1 (en) * | 1998-04-09 | 2001-04-10 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Control magnetic bearing |
GB2353873A (en) * | 1999-09-03 | 2001-03-07 | Marconi Electronic Syst Ltd | Improvements in or relating to the control of electro-magnets |
US6487061B1 (en) | 2000-01-27 | 2002-11-26 | Vssi Commercial, Inc. | Electromagnet support system |
US6834841B2 (en) * | 2002-07-03 | 2004-12-28 | Honeywell International Inc. | Method and system for decoupling structural modes to provide consistent control system performance |
KR20050084304A (ko) * | 2002-12-16 | 2005-08-26 | 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 높은 위치 정밀도로 물체를 처리하는 장치 |
CN112240346B (zh) * | 2020-12-18 | 2021-03-23 | 天津飞旋科技有限公司 | 磁悬浮轴承控制系统及磁悬浮轴承 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1926646A1 (de) * | 1969-05-24 | 1970-11-26 | Lemfoerder Kunststoff Gmbh & C | Abstuetzelement fuer Maschinen u.dgl. auf einem Auflager mit unter der Einwirkung von Kraeften deformierbaren Federelementen |
FR2239151A5 (en) * | 1973-07-25 | 1975-02-21 | Cambridge Thermionic Corp | Magnetic seating with permanent magnets and electromagnets - has permanent magnets for static load part and electromagnets for controlled positioning |
DE3143512A1 (de) * | 1981-11-03 | 1983-05-11 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Regelsystem fuer magnetschwebefahrzeuge |
DE3117971C2 (de) * | 1981-05-07 | 1984-06-07 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Regelung zum leistungsoptimalen Anpassen des Luftspaltes von elektromagnetischen Schwebefahrzeugen |
DE3426637A1 (de) * | 1984-07-19 | 1986-01-23 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Regler fuer ein regelsystem mit nichtlinearen filtern, insbesondere fuer ein magnetschwebefahrzeug |
GB2221743A (en) * | 1988-07-07 | 1990-02-14 | Marconi Gec Ltd | Machinery mounting for marine vessels |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1020851A (en) * | 1963-01-11 | 1966-02-23 | Rover Co Ltd | Suspension of machinery and other bodies |
US4000929A (en) * | 1975-07-03 | 1977-01-04 | The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration | Magnetic bearing system |
FR2379732A1 (fr) * | 1977-02-04 | 1978-09-01 | Europ Propulsion | Dispositif de stabilisation horizontale d'une masse a support inertiel vertical |
SU740552A1 (ru) * | 1978-11-27 | 1980-06-15 | Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Электропривод монорельсовой дороги |
DE3314335A1 (de) * | 1983-04-20 | 1984-10-31 | Tillmann 6108 Weiterstadt Freudenberg | Motorlager |
US4585282A (en) * | 1983-07-19 | 1986-04-29 | Bosley Robert W | Magnetic levitation system |
US4795927A (en) * | 1986-05-02 | 1989-01-03 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Control system for a magnetic type bearing |
JP2501808B2 (ja) * | 1986-12-19 | 1996-05-29 | 株式会社東芝 | 磁気浮上式搬送システム |
JPH02206306A (ja) * | 1989-02-02 | 1990-08-16 | Tsubakimoto Chain Co | リニアモータ式搬送装置 |
US5011108A (en) * | 1989-08-10 | 1991-04-30 | Mechanical Technology Incorporated | Active mounts |
KR930010163B1 (ko) * | 1991-01-26 | 1993-10-15 | 삼성전자 주식회사 | 세탁기의 진동제어장치 |
US5275388A (en) * | 1991-11-26 | 1994-01-04 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Vibration control system |
US5285995A (en) * | 1992-05-14 | 1994-02-15 | Aura Systems, Inc. | Optical table active leveling and vibration cancellation system |
-
1991
- 1991-08-22 DE DE4127879A patent/DE4127879C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-08-13 FR FR9210011A patent/FR2680483B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1992-08-19 US US07/932,292 patent/US5387851A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-08-21 GB GB9217816A patent/GB2259158B/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-08-21 JP JP4222676A patent/JPH05202984A/ja active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1926646A1 (de) * | 1969-05-24 | 1970-11-26 | Lemfoerder Kunststoff Gmbh & C | Abstuetzelement fuer Maschinen u.dgl. auf einem Auflager mit unter der Einwirkung von Kraeften deformierbaren Federelementen |
FR2239151A5 (en) * | 1973-07-25 | 1975-02-21 | Cambridge Thermionic Corp | Magnetic seating with permanent magnets and electromagnets - has permanent magnets for static load part and electromagnets for controlled positioning |
DE3117971C2 (de) * | 1981-05-07 | 1984-06-07 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Regelung zum leistungsoptimalen Anpassen des Luftspaltes von elektromagnetischen Schwebefahrzeugen |
DE3143512A1 (de) * | 1981-11-03 | 1983-05-11 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Regelsystem fuer magnetschwebefahrzeuge |
DE3426637A1 (de) * | 1984-07-19 | 1986-01-23 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Regler fuer ein regelsystem mit nichtlinearen filtern, insbesondere fuer ein magnetschwebefahrzeug |
GB2221743A (en) * | 1988-07-07 | 1990-02-14 | Marconi Gec Ltd | Machinery mounting for marine vessels |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
KEMPER, Hermann: Elektrisch angetriebene Eisenbahnfahrzeuge mit elektromagnetischer Schwebefahrung. In: ETZ-A 1953, Nr. 1, S. 11-14 * |
Neue Magnetkonzepte für die Magnetfahrtechnik. In ETR 1984 H.9, S.726-728 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012112296A1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-08-23 | Johnson Controls Technology Company | Magnetic attenuator |
CN102758875A (zh) * | 2012-07-09 | 2012-10-31 | 哈尔滨工业大学 | 磁悬浮平衡质量框架 |
CN102758875B (zh) * | 2012-07-09 | 2014-04-09 | 哈尔滨工业大学 | 磁悬浮平衡质量框架 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2680483B1 (fr) | 1995-01-13 |
US5387851A (en) | 1995-02-07 |
FR2680483A1 (fr) | 1993-02-26 |
GB2259158B (en) | 1995-01-18 |
JPH05202984A (ja) | 1993-08-10 |
GB9217816D0 (en) | 1992-10-07 |
DE4127879C2 (de) | 1994-07-07 |
GB2259158A (en) | 1993-03-03 |
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