JP2001295841A - 磁気軸受の制御装置 - Google Patents
磁気軸受の制御装置Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0444—Details of devices to control the actuation of the electromagnets
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気軸受の浮上開始指令が発生してから回転
体の浮上位置が目標位置に到達するまでに発生する過渡
的な大電流を抑制し、回転体が保護ベアリングに接触す
ることによる接触音を抑制した磁気軸受の制御装置を提
供する。 【解決手段】 積分ゲイン処理８に浮上信号発生処理１
１から浮上または落下の指令信号に対応する信号が入力
されるので、落下の信号が入力されたときには積分ゲイ
ンをゼロとし、浮上の信号が入力されたときには積分ゲ
インを設定ゲインに向けて徐々に増加する特性となるよ
うに処理される。この処理により浮上開始指令が入力さ
れてから定常状態に到達するまでの回転体の現在位置と
浮上の目標位置との大きな偏差を徐々に小さくなるよう
に制御され、大電流によるパワー増幅回路１２の損傷や
保護ベアリングとの接触音の発生が防止される。
体の浮上位置が目標位置に到達するまでに発生する過渡
的な大電流を抑制し、回転体が保護ベアリングに接触す
ることによる接触音を抑制した磁気軸受の制御装置を提
供する。 【解決手段】 積分ゲイン処理８に浮上信号発生処理１
１から浮上または落下の指令信号に対応する信号が入力
されるので、落下の信号が入力されたときには積分ゲイ
ンをゼロとし、浮上の信号が入力されたときには積分ゲ
インを設定ゲインに向けて徐々に増加する特性となるよ
うに処理される。この処理により浮上開始指令が入力さ
れてから定常状態に到達するまでの回転体の現在位置と
浮上の目標位置との大きな偏差を徐々に小さくなるよう
に制御され、大電流によるパワー増幅回路１２の損傷や
保護ベアリングとの接触音の発生が防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気軸受を構成す
る電磁石に流す電流を制御して回転体を所定位置に支承
する磁気軸受の制御装置に関するものである。
る電磁石に流す電流を制御して回転体を所定位置に支承
する磁気軸受の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】磁気軸受の構成を図５に示す。スピンド
ルの主軸である回転体５１は、磁気軸受を構成するフロ
ント側のフロントラジアル軸受５４、５５、リア側のリ
アラジアル軸受５６、５７及びスラスト軸受５８、５９
によりケーシング６５内に支承され、回転体５１に取り
付けられたモータロータ５２と、これに対向配置された
モータステータ５３とにより回転駆動される。回転体５
１は磁気軸受により浮上状態にならないときは、フロン
ト側及びリア側にそれぞれ配設された保護ベアリング６
３、６４により支持される。フロントラジアル軸受の固
定側５５及びリアラジアル軸受の固定側５７は電磁石に
よって構成され、例えば９０度の中心角で４個ずつ配設
されている。また、スラスト軸受の固定側５９は電磁石
によって構成され、回転体５１を取り巻くリング状に形
成されている。
ルの主軸である回転体５１は、磁気軸受を構成するフロ
ント側のフロントラジアル軸受５４、５５、リア側のリ
アラジアル軸受５６、５７及びスラスト軸受５８、５９
によりケーシング６５内に支承され、回転体５１に取り
付けられたモータロータ５２と、これに対向配置された
モータステータ５３とにより回転駆動される。回転体５
１は磁気軸受により浮上状態にならないときは、フロン
ト側及びリア側にそれぞれ配設された保護ベアリング６
３、６４により支持される。フロントラジアル軸受の固
定側５５及びリアラジアル軸受の固定側５７は電磁石に
よって構成され、例えば９０度の中心角で４個ずつ配設
されている。また、スラスト軸受の固定側５９は電磁石
によって構成され、回転体５１を取り巻くリング状に形
成されている。
【０００３】この構成における回転体５１の軸心からの
変位はラジアル変位センサ６０、６１によって検出さ
れ、スラスト方向の変位はスラスト変位センサ６２によ
って検出される。このラジアル変位センサ６０、６１及
びスラスト変位センサ６２は、周知の渦電流形センサ、
静電容量形センサ、光センサなどを適用することができ
る。前記ラジアル変位センサ６０、６１は、回転体５１
のフロント側とリア側とにそれぞれ９０度の中心角で４
個ずつ配設されている。これらラジアル変位センサ６
０、６１及びスラスト変位センサ６２それぞれの検出出
力は制御装置に入力される。
変位はラジアル変位センサ６０、６１によって検出さ
れ、スラスト方向の変位はスラスト変位センサ６２によ
って検出される。このラジアル変位センサ６０、６１及
びスラスト変位センサ６２は、周知の渦電流形センサ、
静電容量形センサ、光センサなどを適用することができ
る。前記ラジアル変位センサ６０、６１は、回転体５１
のフロント側とリア側とにそれぞれ９０度の中心角で４
個ずつ配設されている。これらラジアル変位センサ６
０、６１及びスラスト変位センサ６２それぞれの検出出
力は制御装置に入力される。
【０００４】制御装置は入力された検出出力に基づい
て、フロントラジアル軸受の固定側５５及びリアラジア
ル軸受の固定側５７、スラスト軸受の固定側５９に流す
電流を制御する。これらはそれぞれ電磁石として構成さ
れ、制御装置は電磁石に流す電流を制御して磁気軸受を
最適状態に制御する。
て、フロントラジアル軸受の固定側５５及びリアラジア
ル軸受の固定側５７、スラスト軸受の固定側５９に流す
電流を制御する。これらはそれぞれ電磁石として構成さ
れ、制御装置は電磁石に流す電流を制御して磁気軸受を
最適状態に制御する。
【０００５】図６は、制御装置の従来構成を示すもの
で、ラジアル変位センサ６０、６１及びスラスト変位セ
ンサ６２に接続されているセンサ回路３１の出力信号は
ノッチフィルタ処理３２に入力され、回転体５１の固有
振動の周波数成分を減衰させて偏差処理３３にフィード
バックされる。偏差処理３３は回転体５１の位置基準信
号とノッチフィルタ処理３２の出力信号との差を演算
し、得られた偏差信号を比例処理３４、積分処理３５、
微分処理３６に出力して位相補償を施す。それぞれの出
力信号は比例ゲイン処理３７、積分ゲイン処理３８、微
分ゲイン処理３９に出力され、ゲインを与えられた各信
号は加算処理４０に出力されて加算処理される。加算処
理４０の出力はパワー増幅回路４１に出力され、パワー
増幅回路４１は制御対象４２であるフロントラジアル軸
受のステータ５５及びリアラジアル軸受のステータ５
７、スラスト軸受のステータ５９に電流を供給する。
で、ラジアル変位センサ６０、６１及びスラスト変位セ
ンサ６２に接続されているセンサ回路３１の出力信号は
ノッチフィルタ処理３２に入力され、回転体５１の固有
振動の周波数成分を減衰させて偏差処理３３にフィード
バックされる。偏差処理３３は回転体５１の位置基準信
号とノッチフィルタ処理３２の出力信号との差を演算
し、得られた偏差信号を比例処理３４、積分処理３５、
微分処理３６に出力して位相補償を施す。それぞれの出
力信号は比例ゲイン処理３７、積分ゲイン処理３８、微
分ゲイン処理３９に出力され、ゲインを与えられた各信
号は加算処理４０に出力されて加算処理される。加算処
理４０の出力はパワー増幅回路４１に出力され、パワー
増幅回路４１は制御対象４２であるフロントラジアル軸
受のステータ５５及びリアラジアル軸受のステータ５
７、スラスト軸受のステータ５９に電流を供給する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成になる磁気軸受の制御装置では、以下に示すよう
な課題があった。
来構成になる磁気軸受の制御装置では、以下に示すよう
な課題があった。
【０００７】高速で回転する回転体５１を高剛性に非接
触支持する磁気軸受は、制御装置の積分処理のゲインの
値が大きいことや、電磁石のインピーダンスが小さいこ
とにより、浮上開始指令が発生してから回転体５１の浮
上位置が目標位置に到達するまでに過渡的に大きな電流
が流れ、パワー増幅回路４１に損傷を与える危険性があ
った。
触支持する磁気軸受は、制御装置の積分処理のゲインの
値が大きいことや、電磁石のインピーダンスが小さいこ
とにより、浮上開始指令が発生してから回転体５１の浮
上位置が目標位置に到達するまでに過渡的に大きな電流
が流れ、パワー増幅回路４１に損傷を与える危険性があ
った。
【０００８】また、回転体５１が浮上状態でないとき
は、回転体５１は保護ベアリング６３、６４によって支
持されているが、このとき、回転体５１の現在位置と浮
上の目標位置（位置基準信号）との偏差は大きくなって
いる。このため積分ゲイン処理３８の出力が大きなもの
となっており、浮上開始指令が入力されると、積分ゲイ
ンの効果により、この偏差を小さくするように制御がか
かり、過渡的に大きな電流が流れることになる。この過
電流によって大きな電磁石吸引力が発生し、回転体５１
が吸引され、回転体５１は保護ベアリング６３、６４に
ぶつかりながら目標位置に到達するため、回転体５１と
保護ベアリング６３、６４とが接触するときの大きな接
触音が発生する問題があった。
は、回転体５１は保護ベアリング６３、６４によって支
持されているが、このとき、回転体５１の現在位置と浮
上の目標位置（位置基準信号）との偏差は大きくなって
いる。このため積分ゲイン処理３８の出力が大きなもの
となっており、浮上開始指令が入力されると、積分ゲイ
ンの効果により、この偏差を小さくするように制御がか
かり、過渡的に大きな電流が流れることになる。この過
電流によって大きな電磁石吸引力が発生し、回転体５１
が吸引され、回転体５１は保護ベアリング６３、６４に
ぶつかりながら目標位置に到達するため、回転体５１と
保護ベアリング６３、６４とが接触するときの大きな接
触音が発生する問題があった。
【０００９】本発明が目的とするところは、浮上開始指
令が発生してから回転体の浮上位置が目標位置に到達す
るまでに発生する過渡的な大電流を抑制すると共に、回
転体が保護ベアリングに接触することを抑制する磁気軸
受の制御装置を提供することにある。
令が発生してから回転体の浮上位置が目標位置に到達す
るまでに発生する過渡的な大電流を抑制すると共に、回
転体が保護ベアリングに接触することを抑制する磁気軸
受の制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、回転体の位置を検出するセンサの検出信号
に基づいて電磁石に流す電流を制御し、回転体を所定位
置に非接触に支持する磁気軸受の制御装置であって、前
記センサの検出信号から回転体の固有振動数成分を減衰
させるノッチフィルタ処理と、このノッチフィルタ処理
の出力信号と回転体の位置基準信号との差を演算する偏
差処理と、この偏差処理による偏差信号を位相補償する
比例処理及び積分処理、微分処理と、前記比例処理にゲ
インを与える比例ゲイン処理と、前記微分処理の出力信
号にゲインを与える微分ゲイン処理と、浮上開始信号及
び落下信号に対応する信号を出力する浮上信号発生処理
の出力信号に基づいて積分処理の出力信号にゲインを与
える積分ゲイン処理と、前記比例ゲイン処理及び微分ゲ
イン処理、積分ゲイン処理の各出力信号を加算する加算
処理と、この加算処理の出力信号を増幅するパワー増幅
回路とを備え、前記パワー増幅回路からの電流を前記電
磁石に流すように構成されてなることを特徴とするもの
である。
の本発明は、回転体の位置を検出するセンサの検出信号
に基づいて電磁石に流す電流を制御し、回転体を所定位
置に非接触に支持する磁気軸受の制御装置であって、前
記センサの検出信号から回転体の固有振動数成分を減衰
させるノッチフィルタ処理と、このノッチフィルタ処理
の出力信号と回転体の位置基準信号との差を演算する偏
差処理と、この偏差処理による偏差信号を位相補償する
比例処理及び積分処理、微分処理と、前記比例処理にゲ
インを与える比例ゲイン処理と、前記微分処理の出力信
号にゲインを与える微分ゲイン処理と、浮上開始信号及
び落下信号に対応する信号を出力する浮上信号発生処理
の出力信号に基づいて積分処理の出力信号にゲインを与
える積分ゲイン処理と、前記比例ゲイン処理及び微分ゲ
イン処理、積分ゲイン処理の各出力信号を加算する加算
処理と、この加算処理の出力信号を増幅するパワー増幅
回路とを備え、前記パワー増幅回路からの電流を前記電
磁石に流すように構成されてなることを特徴とするもの
である。
【００１１】上記本発明の構成によれば、積分ゲイン処
理には積分処理の出力信号と、浮上開始信号及び落下信
号に対応する信号を出力する浮上信号発生処理の出力信
号とが入力されるので、浮上信号発生処理の出力が落下
を示しているときは積分ゲインはゼロとし、浮上信号発
生処理の出力が浮上を示しているときは積分ゲインを設
定ゲインに向けて徐々に増加する特性に制御される。従
って、浮上開始指令が発生してから回転体の浮上位置が
目標位置に到達するまでに発生する過渡的な大電流が抑
制され、この大電流によるパワー増幅回路の損傷や急激
な電磁石の吸引により回転体が保護ベアリングに接触し
ながら目標位置に到達することによる接触音の発生が防
止される。
理には積分処理の出力信号と、浮上開始信号及び落下信
号に対応する信号を出力する浮上信号発生処理の出力信
号とが入力されるので、浮上信号発生処理の出力が落下
を示しているときは積分ゲインはゼロとし、浮上信号発
生処理の出力が浮上を示しているときは積分ゲインを設
定ゲインに向けて徐々に増加する特性に制御される。従
って、浮上開始指令が発生してから回転体の浮上位置が
目標位置に到達するまでに発生する過渡的な大電流が抑
制され、この大電流によるパワー増幅回路の損傷や急激
な電磁石の吸引により回転体が保護ベアリングに接触し
ながら目標位置に到達することによる接触音の発生が防
止される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１３】本実施形態は、図５に示した磁気軸受を最
適状態に制御する制御装置について示すもので、図１に
示すように、ラジアル変位センサ６０、６１及びスラス
ト変位センサ６２からの検出信号から回転体５１の位置
を検出するセンサ回路１の出力信号と、位置基準信号と
の偏差に基づいて制御対象１３となる電磁石であるフロ
ントラジアル軸受のステータ５５、リアラジアル軸受の
ステータ５７、スラスト軸受のステータ５９に流す電流
を制御する。
適状態に制御する制御装置について示すもので、図１に
示すように、ラジアル変位センサ６０、６１及びスラス
ト変位センサ６２からの検出信号から回転体５１の位置
を検出するセンサ回路１の出力信号と、位置基準信号と
の偏差に基づいて制御対象１３となる電磁石であるフロ
ントラジアル軸受のステータ５５、リアラジアル軸受の
ステータ５７、スラスト軸受のステータ５９に流す電流
を制御する。
【００１４】図１において、回転体５１の位置を検出す
るセンサ回路１の出力信号から回転体５１の固有振動の
周波数成分をノッチフィルタ処理２により減衰させ、偏
差処理３にフィードバックする。偏差処理３は回転体５
１の位置基準信号とノッチフィルタ処理２の出力信号と
の差を演算し、その偏差信号を比例処理４、積分処理
５、微分処理６に出力して位相補償を施す。これら比例
処理４、積分処理５、微分処理６の出力信号は、それぞ
れ比例ゲイン処理７、積分ゲイン処理８、微分ゲイン処
理９に入力され、各出力信号にゲインを与える。積分ゲ
イン処理８は積分処理５の出力信号の他に、浮上開始信
号及び落下信号により浮上信号を発生させる浮上信号発
生処理１１の出力信号が入力される。これら比例ゲイン
処理７、積分ゲイン処理８、微分ゲイン処理９それぞれ
の出力は加算処理１０によって加算される。ここで、比
例処理４、積分処理５、微分処理６、比例ゲイン処理
７、積分ゲイン処理８、微分ゲイン処理９、加算処理１
０で構成される処理をＰＩＤフィルタ処理１４とする。
るセンサ回路１の出力信号から回転体５１の固有振動の
周波数成分をノッチフィルタ処理２により減衰させ、偏
差処理３にフィードバックする。偏差処理３は回転体５
１の位置基準信号とノッチフィルタ処理２の出力信号と
の差を演算し、その偏差信号を比例処理４、積分処理
５、微分処理６に出力して位相補償を施す。これら比例
処理４、積分処理５、微分処理６の出力信号は、それぞ
れ比例ゲイン処理７、積分ゲイン処理８、微分ゲイン処
理９に入力され、各出力信号にゲインを与える。積分ゲ
イン処理８は積分処理５の出力信号の他に、浮上開始信
号及び落下信号により浮上信号を発生させる浮上信号発
生処理１１の出力信号が入力される。これら比例ゲイン
処理７、積分ゲイン処理８、微分ゲイン処理９それぞれ
の出力は加算処理１０によって加算される。ここで、比
例処理４、積分処理５、微分処理６、比例ゲイン処理
７、積分ゲイン処理８、微分ゲイン処理９、加算処理１
０で構成される処理をＰＩＤフィルタ処理１４とする。
【００１５】前記浮上信号発生処理１１は、浮上開始信
号及び落下信号が入力され、浮上（サーボがＯＮ状
態）、落下（サーボがＯＦＦ状態）の指令信号をＨｉｇ
ｈ信号、Ｌｏｗ信号といった２値の信号として出力す
る。浮上信号発生処理１１の出力が落下（サーボがＯＦ
Ｆ状態）を示しているときは、積分ゲイン処理８は積分
ゲインをゼロとし、浮上信号発生処理１１の出力が浮上
（サーボがＯＮ状態）を示したときは、積分ゲイン処理
８は積分ゲインを設定ゲインに向けて徐々に増加する特
性となるように構成される。
号及び落下信号が入力され、浮上（サーボがＯＮ状
態）、落下（サーボがＯＦＦ状態）の指令信号をＨｉｇ
ｈ信号、Ｌｏｗ信号といった２値の信号として出力す
る。浮上信号発生処理１１の出力が落下（サーボがＯＦ
Ｆ状態）を示しているときは、積分ゲイン処理８は積分
ゲインをゼロとし、浮上信号発生処理１１の出力が浮上
（サーボがＯＮ状態）を示したときは、積分ゲイン処理
８は積分ゲインを設定ゲインに向けて徐々に増加する特
性となるように構成される。
【００１６】図２は、積分ゲイン処理８の特性を示すも
ので、ＰＩＤフィルタ処理１４をＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を使ったデジタル処
理で構成した場合、積分ゲイン処理８はＭＰＵの演算に
より、図３に示すような処理手順により処理される。浮
上信号発生処理１１の出力が落下（サーボがＯＦＦ状
態）を示しているときは、積分ゲインをゼロとして出力
する。一方、浮上信号発生処理１１の出力が浮上（サー
ボがＯＮ状態）を示しているときは、現在の積分ゲイン
が積分の設定ゲインより小さい場合、設定ゲインに比べ
て充分に小さい値Δを現在の積分ゲインに加算して積分
ゲインとする。このとき、制御ループのサンプリング周
期をＴとすると、Ｔ毎に積分ゲインが変化することにな
る。現在の積分ゲインが設定ゲインと等しくなった場合
には、設定ゲインを積分ゲインとする。積分ゲインの加
算値Δは、図２に示す（Ａ）や（Ｃ）のようなゲインが
増加する特性となるようにサンプリング周期毎に変化さ
せてもよい。図２に示す（Ｂ）は、積分ゲインの加算値
Δが一定の場合である。
ので、ＰＩＤフィルタ処理１４をＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を使ったデジタル処
理で構成した場合、積分ゲイン処理８はＭＰＵの演算に
より、図３に示すような処理手順により処理される。浮
上信号発生処理１１の出力が落下（サーボがＯＦＦ状
態）を示しているときは、積分ゲインをゼロとして出力
する。一方、浮上信号発生処理１１の出力が浮上（サー
ボがＯＮ状態）を示しているときは、現在の積分ゲイン
が積分の設定ゲインより小さい場合、設定ゲインに比べ
て充分に小さい値Δを現在の積分ゲインに加算して積分
ゲインとする。このとき、制御ループのサンプリング周
期をＴとすると、Ｔ毎に積分ゲインが変化することにな
る。現在の積分ゲインが設定ゲインと等しくなった場合
には、設定ゲインを積分ゲインとする。積分ゲインの加
算値Δは、図２に示す（Ａ）や（Ｃ）のようなゲインが
増加する特性となるようにサンプリング周期毎に変化さ
せてもよい。図２に示す（Ｂ）は、積分ゲインの加算値
Δが一定の場合である。
【００１７】図４は、浮上信号発生処理１１の出力が落
下（サーボがＯＦＦ状態）を示すときのＰＩＤフィルタ
処理１４の特性（Ａ）と、浮上信号発生処理１１の出力
が浮上（サーボがＯＮ状態）を示すときのＰＩＤフィル
タ処理１４の特性（Ｂ）とを示している。積分ゲインが
徐々に増加しているときは、図４に示す特性（Ａ）と特
性（Ｂ）との間の特性となる。（Ａ）の特性で制御対象
１３を制御すると、オーバーダンピングの特性となり、
制御対象１３内の電磁石に過電流は流れず、柔らかい浮
上となる。この状態で積分ゲインを徐々に増加させてい
くと、ＰＩＤフィルタ処理１４は図４に示す特性（Ａ）
から（Ｂ）へと変化し、柔らかい浮上から徐々に剛性が
増加し定常状態に到達する。定常状態に到達したときに
積分ゲインは設定ゲインになっているので、高剛性な軸
受を実現することができる。
下（サーボがＯＦＦ状態）を示すときのＰＩＤフィルタ
処理１４の特性（Ａ）と、浮上信号発生処理１１の出力
が浮上（サーボがＯＮ状態）を示すときのＰＩＤフィル
タ処理１４の特性（Ｂ）とを示している。積分ゲインが
徐々に増加しているときは、図４に示す特性（Ａ）と特
性（Ｂ）との間の特性となる。（Ａ）の特性で制御対象
１３を制御すると、オーバーダンピングの特性となり、
制御対象１３内の電磁石に過電流は流れず、柔らかい浮
上となる。この状態で積分ゲインを徐々に増加させてい
くと、ＰＩＤフィルタ処理１４は図４に示す特性（Ａ）
から（Ｂ）へと変化し、柔らかい浮上から徐々に剛性が
増加し定常状態に到達する。定常状態に到達したときに
積分ゲインは設定ゲインになっているので、高剛性な軸
受を実現することができる。
【００１８】このように処理された加算処理１０の出力
はパワー増幅回路１２に入力され、パワー増幅回路１２
は制御対象１３（フロントラジアル軸受のステータ５
５、リアラジアル軸受のステータ５７、スラスト軸受の
ステータ５９）の電磁石に電流を供給する。
はパワー増幅回路１２に入力され、パワー増幅回路１２
は制御対象１３（フロントラジアル軸受のステータ５
５、リアラジアル軸受のステータ５７、スラスト軸受の
ステータ５９）の電磁石に電流を供給する。
【００１９】以上ように浮上開始指令が入力されてから
徐々に積分ゲインを増加させることにより、定常状態に
到達するまでの回転体５１の現在位置と浮上の目標位置
（位置基準信号）との大きな偏差は、徐々に小さくなる
ように制御されるので、従来構成のように過渡的な大電
流が抑制でき、パワー増幅回路１２が破損する危険性を
防止すると共に、保護ベアリング６３、６４に回転体５
１が接触することによる接触音を低減させることができ
る。
徐々に積分ゲインを増加させることにより、定常状態に
到達するまでの回転体５１の現在位置と浮上の目標位置
（位置基準信号）との大きな偏差は、徐々に小さくなる
ように制御されるので、従来構成のように過渡的な大電
流が抑制でき、パワー増幅回路１２が破損する危険性を
防止すると共に、保護ベアリング６３、６４に回転体５
１が接触することによる接触音を低減させることができ
る。
【００２０】尚、ＰＩＤフィルタ処理１４は、アナログ
演算器で構成することも可能である。即ち、図２に示す
特性を実現する積分ゲイン処理８のアナログスイッチ
と、アナログスイッチの切り換えタイミングを決定する
遅延回路とによって構成し、アナログスイッチにより逐
次ゲインを変更する処理により可能である、しかし、ゲ
イン設定の変更回数がアナログスイッチや遅延回路の個
数と対応させるための回路が非常に大規模となり実用的
ではない。
演算器で構成することも可能である。即ち、図２に示す
特性を実現する積分ゲイン処理８のアナログスイッチ
と、アナログスイッチの切り換えタイミングを決定する
遅延回路とによって構成し、アナログスイッチにより逐
次ゲインを変更する処理により可能である、しかし、ゲ
イン設定の変更回数がアナログスイッチや遅延回路の個
数と対応させるための回路が非常に大規模となり実用的
ではない。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、浮上
開始信号が発生してから徐々に積分ゲインを増加させる
ので、回転体の浮上位置が目標位置に到達するまでに発
生する過渡的な大電流が発生せず、パワー増幅回路が破
損する危険性を防止すると共に、回転体が保護ベアリン
グに回転体が接触することによる接触音を低減させる磁
気軸受の制御装置を提供することができる。
開始信号が発生してから徐々に積分ゲインを増加させる
ので、回転体の浮上位置が目標位置に到達するまでに発
生する過渡的な大電流が発生せず、パワー増幅回路が破
損する危険性を防止すると共に、回転体が保護ベアリン
グに回転体が接触することによる接触音を低減させる磁
気軸受の制御装置を提供することができる。
【図１】実施形態に係る磁気軸受の制御装置の構成を示
すブロック図。
すブロック図。
【図２】実施形態に係る積分ゲイン処理の特性を示す特
性グラフ。
性グラフ。
【図３】実施形態に係る積分ゲイン処理の手順を示すフ
ローチャート。
ローチャート。
【図４】実施形態に係るＰＩＤフィルタ処理のゲイン線
図を示すグラフ。
図を示すグラフ。
【図５】磁気軸受の構成を示す断面図。
【図６】従来構成になる磁気軸受の制御装置の構成を示
すブロック図。
すブロック図。
１ センサ回路 ２ ノッチフィルタ処理 ３ 偏差処理 ４ 比例処理 ５ 積分処理 ６ 微分処理 ７ 比例ゲイン処理 ８ 積分ゲイン処理 ９ 微分ゲイン処理 １０ 加算処理 １１ 浮上信号発生処理 １２ パワー増幅回路 １３ 制御対象 １４ ＰＩＤフィルタ処理 ５１ 回転体 ５５ フロントラジアル軸受の固定側（電磁石） ５７ リアラジアル軸受の固定側（電磁石） ５９ スラスト軸受の固定側（電磁石） ６０ フロントラジアル変位センサ ６１ リアラジアル変位センサ ６２ スラスト変位センサ ６３、６４ 保護ベアリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 亨 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J102 AA01 BA03 BA19 CA13 CA14 DA02 DA03 DA09 DB05 DB27 DB30 DB31 DB32 DB37
Claims (1)
- 【請求項１】 回転体の位置を検出するセンサの検出信
号に基づいて電磁石に流す電流を制御し、回転体を所定
位置に非接触に支持する磁気軸受の制御装置であって、
前記センサの検出信号から回転体の固有振動数成分を減
衰させるノッチフィルタ処理と、このノッチフィルタ処
理の出力信号と回転体の位置基準信号との差を演算する
偏差処理と、この偏差処理による偏差信号を位相補償す
る比例処理及び積分処理、微分処理と、前記比例処理の
出力信号にゲインを与える比例ゲイン処理と、前記微分
処理の出力信号にゲインを与える微分ゲイン処理と、浮
上開始信号及び落下信号に対応する信号を出力する浮上
信号発生処理の出力信号に基づいて積分処理の出力信号
にゲインを与える積分ゲイン処理と、前記比例ゲイン処
理及び微分ゲイン処理、積分ゲイン処理の各出力信号を
加算する加算処理と、この加算処理の出力信号を増幅す
るパワー増幅回路とを備え、前記パワー増幅回路からの
電流を前記電磁石に流すように構成されてなることを特
徴とする磁気軸受の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000110522A JP2001295841A (ja) | 2000-04-12 | 2000-04-12 | 磁気軸受の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000110522A JP2001295841A (ja) | 2000-04-12 | 2000-04-12 | 磁気軸受の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001295841A true JP2001295841A (ja) | 2001-10-26 |
Family
ID=18623017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000110522A Pending JP2001295841A (ja) | 2000-04-12 | 2000-04-12 | 磁気軸受の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001295841A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006272462A (ja) * | 2003-05-01 | 2006-10-12 | Komatsu Ltd | タンデムプレスライン、タンデムプレスラインの運転制御方法及びタンデムプレスラインのワーク搬送装置 |
| JP2006297484A (ja) * | 2006-06-30 | 2006-11-02 | Komatsu Ltd | プレス装置の制御方法 |
| JP2007263144A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Jtekt Corp | 磁気軸受装置 |
| CN109630546A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-04-16 | 珠海格力电器股份有限公司 | 磁悬浮轴承系统控制方法、装置及磁悬浮轴承控制系统 |
| CN112610603A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-04-06 | 珠海格力电器股份有限公司 | 磁悬浮转子起浮控制方法和控制装置、磁悬浮轴承 |
-
2000
- 2000-04-12 JP JP2000110522A patent/JP2001295841A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4614920B2 (ja) * | 2003-05-01 | 2011-01-19 | 株式会社小松製作所 | タンデムプレスライン、タンデムプレスラインの運転制御方法及びタンデムプレスラインのワーク搬送装置 |
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| JP4514733B2 (ja) * | 2006-06-30 | 2010-07-28 | 株式会社小松製作所 | プレス装置の制御方法 |
| CN109630546A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-04-16 | 珠海格力电器股份有限公司 | 磁悬浮轴承系统控制方法、装置及磁悬浮轴承控制系统 |
| CN109630546B (zh) * | 2019-02-21 | 2023-08-08 | 珠海格力电器股份有限公司 | 磁悬浮轴承系统控制方法和装置 |
| CN112610603A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-04-06 | 珠海格力电器股份有限公司 | 磁悬浮转子起浮控制方法和控制装置、磁悬浮轴承 |
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