DE4127879A1 - Regelvorrichtung mit frequenzfiltern zur regelung von luftspalten elektromagnetischer tragsysteme - Google Patents

Regelvorrichtung mit frequenzfiltern zur regelung von luftspalten elektromagnetischer tragsysteme

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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.
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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

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GB (1) GB2259158B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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