JP2010031873A - Magnetic levitation pump device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic levitation pump device for achieving highly accurate measurement of positional information on an impeller in a pump chamber and stable magnetic levitation of the impeller. <P>SOLUTION: This magnetic levitation pump device 1 controls an electric current Im of an electromagnet 31 based on an output signal of a magnetic sensor 222 arranged in close vicinity to the electromagnet 31 for a magnetic bearing, and limits an upper limit value of output of a PID compensator 224 by a limit circuit 210. Thus, a maximum value of a drift in sensor output can be limited, and accurate positional information on the impeller 23 can be provided. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は磁気浮上型ポンプ装置に関し、特に、インペラを回転させて血液などの液体を排出する磁気浮上型ポンプ装置に関する。   The present invention relates to a magnetic levitation pump device, and more particularly to a magnetic levitation pump device that discharges a liquid such as blood by rotating an impeller.

図7は、第1の従来例の磁気浮上型ポンプ装置の構造を示す縦断面図である(たとえば特許文献1の図7参照)。   FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the structure of the magnetic levitation pump device of the first conventional example (see, for example, FIG. 7 of Patent Document 1).

本願の図7に示した磁気浮上型ポンプ装置は、磁気軸受用電磁石31とモータ13とがインペラ23の両側に設けられた構成の磁気浮上型ポンプ装置本体1と、コントローラ200とから構成されている。   The magnetic levitation pump apparatus shown in FIG. 7 of the present application includes a magnetic levitation pump apparatus main body 1 having a configuration in which an electromagnet 31 for a magnetic bearing and a motor 13 are provided on both sides of an impeller 23, and a controller 200. Yes.

図7を参照して、第1の従来例の磁気浮上型ポンプ装置について説明する。図7の磁気浮上型ポンプ装置本体1は、ケーシング21内に軸方向に順次形成された、モータ部10とポンプ部20と磁気軸受部30とを備えている。   With reference to FIG. 7, a magnetic levitation pump device of a first conventional example will be described. The magnetically levitated pump apparatus main body 1 of FIG. 7 includes a motor unit 10, a pump unit 20, and a magnetic bearing unit 30 that are sequentially formed in the casing 21 in the axial direction.

磁気軸受部30には、電磁石31と、位置センサとして機能する磁気式センサ222とが内蔵されている。ケーシング21の軸方向の中心部には液体が流入する流入口23cが形成されており、電磁石31と磁気式センサ222とは、流入口23cのまわりにそれぞれ少なくとも3個ずつ配置されている。これらの電磁石31と磁気式センサ222とは、磁気軸受部30とポンプ部20とを軸方向に仕切る隔壁34に取付けられている。   The magnetic bearing unit 30 includes an electromagnet 31 and a magnetic sensor 222 that functions as a position sensor. An inflow port 23c through which liquid flows is formed in the axial center of the casing 21, and at least three electromagnets 31 and magnetic sensors 222 are arranged around the inflow port 23c. The electromagnet 31 and the magnetic sensor 222 are attached to a partition wall 34 that partitions the magnetic bearing portion 30 and the pump portion 20 in the axial direction.

ポンプ部20内のポンプ室22には、インペラ23(羽根車)が周方向に回転可能に収納されており、インペラ23の磁気軸受部30側(一方側)には軟質磁性部材26が形成されている。インペラ23の一方側は隔壁34を介して磁気軸受用電磁石31によって非接触で支持され、磁気式センサ222によってインペラ23の一方側との間の距離が検出される。インペラ23の他方側には永久磁石24が埋込まれている。   An impeller 23 (impeller) is rotatably accommodated in the pump chamber 22 in the pump unit 20, and a soft magnetic member 26 is formed on the magnetic bearing unit 30 side (one side) of the impeller 23. ing. One side of the impeller 23 is supported in a non-contact manner by the magnetic bearing electromagnet 31 via the partition wall 34, and a distance from the one side of the impeller 23 is detected by the magnetic sensor 222. A permanent magnet 24 is embedded on the other side of the impeller 23.

モータ部10には、モータ13とそのモータ13の回転軸であるロータ12とが収納されている。ロータ12のポンプ部20に対向する面には、インペラ23に埋込まれた永久磁石24に隔壁33を介して対向するように永久磁石14が埋込まれている。   The motor unit 10 houses a motor 13 and a rotor 12 that is a rotating shaft of the motor 13. A permanent magnet 14 is embedded on the surface of the rotor 12 facing the pump unit 20 so as to face the permanent magnet 24 embedded in the impeller 23 via a partition wall 33.

図7において、磁気式センサ222のセンサ出力はコントローラ200に与えられる。図9は、図7に示したコントローラ200の構成を示すブロック図である。以下に、図9を参照してコントローラ200の構成について説明する。   In FIG. 7, the sensor output of the magnetic sensor 222 is given to the controller 200. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the controller 200 shown in FIG. The configuration of the controller 200 will be described below with reference to FIG.

図9を参照して、磁気浮上型ポンプ装置本体1に含まれる磁気式センサ222からのセンサ出力Saは、コントローラ200内のセンサ回路223に入力され、内部変換関数f(Sb)によって変換されてセンサ回路出力Sbとして出力される。このセンサ回路出力Sbは、PID補償器224に入力されて内部変換関数f(Sp)によって変換されて電磁石電流指令値Sdとして出力される。この電磁石電流指令値Sdはパワーアンプ225に入力され、パワーアンプ225はその出力である電磁石電流Imを磁気浮上型ポンプ装置本体1内の磁気軸受用電磁石31に供給する。   Referring to FIG. 9, the sensor output Sa from the magnetic sensor 222 included in the magnetic levitation pump apparatus main body 1 is input to the sensor circuit 223 in the controller 200 and converted by the internal conversion function f (Sb). Output as sensor circuit output Sb. The sensor circuit output Sb is input to the PID compensator 224, converted by an internal conversion function f (Sp), and output as an electromagnet current command value Sd. The electromagnet current command value Sd is input to the power amplifier 225, and the power amplifier 225 supplies the electromagnet current Im, which is the output thereof, to the magnetic bearing electromagnet 31 in the magnetic levitation pump apparatus main body 1.

すなわち、磁気式センサ222のセンサ出力Saは、コントローラ200に含まれるセンサ回路223に与えられ、このセンサ回路223によってインペラ23の一方側と磁気式センサ222との間の距離が検出される。センサ回路223のセンサ回路出力SbはPID補償器224に入力され、PID補償が行なわれる。このPID補償出力、すなわち電磁石電流指令値Sdはパワーアンプ225で増幅されてコイル電流値として電磁石31に与えられる。その結果、電磁石31によってインペラ23の対向する面への吸引力が制御される。   That is, the sensor output Sa of the magnetic sensor 222 is given to a sensor circuit 223 included in the controller 200, and the distance between one side of the impeller 23 and the magnetic sensor 222 is detected by the sensor circuit 223. The sensor circuit output Sb of the sensor circuit 223 is input to the PID compensator 224, and PID compensation is performed. This PID compensation output, that is, the electromagnet current command value Sd is amplified by the power amplifier 225 and is given to the electromagnet 31 as a coil current value. As a result, the attraction force to the opposing surface of the impeller 23 is controlled by the electromagnet 31.

再度、図7を参照して、インペラ23のモータ部10側(他方側)には永久磁石24と永久磁石14とからなる吸引力が働く。すなわち、インペラ23は、永久磁石24と永久磁石14とからなる非制御式軸受と、インペラ23に形成された軟質磁性部材26と電磁石31とによる制御式軸受とによって磁気浮上する。インペラ23は、コントローラ200内の図示されないモータコントローラによって駆動トルクまたは回転数が制御されるモータ13によって回転するロータ12内の永久磁石14とこれに対向するインペラ23内の永久磁石24との磁気カップリングによって回転駆動され、流入口23cに流入した血液などの液体をポンプ部20に形成された図示しない排出口から流出させる。   Referring to FIG. 7 again, the attractive force composed of the permanent magnet 24 and the permanent magnet 14 acts on the motor unit 10 side (the other side) of the impeller 23. That is, the impeller 23 is magnetically levitated by a non-control type bearing composed of the permanent magnet 24 and the permanent magnet 14 and a control type bearing composed of the soft magnetic member 26 and the electromagnet 31 formed on the impeller 23. The impeller 23 is a magnetic cup between a permanent magnet 14 in the rotor 12 rotated by a motor 13 whose driving torque or rotational speed is controlled by a motor controller (not shown) in the controller 200 and a permanent magnet 24 in the impeller 23 facing the impeller 23. A liquid such as blood that is rotationally driven by the ring and flows into the inflow port 23 c is caused to flow out from a discharge port (not shown) formed in the pump unit 20.

次に、図8は、第2の従来例の磁気浮上型ポンプ装置の構造を示す縦断面図である(たとえば特許文献2の図3参照)。図8を参照すると、モータ13と電磁石31とを、インペラ23に対して同じ側の空間に配置した磁気浮上型ポンプ装置本体1が示されており、コントローラ200は図示省略されている。   Next, FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing the structure of the magnetic levitation pump device of the second conventional example (see, for example, FIG. 3 of Patent Document 2). Referring to FIG. 8, there is shown a magnetic levitation pump device main body 1 in which a motor 13 and an electromagnet 31 are arranged in the same space with respect to an impeller 23, and a controller 200 is not shown.

図8を参照して、第2の従来例の磁気浮上型ポンプ装置について説明する。図8の磁気浮上型ポンプ装置本体1は、軸方向に順次形成されたアクチュエータ部40とポンプ部20とケーシング部50とを備えている。図8に示す磁気浮上型ポンプ装置本体1は、図7に示した第1の従来例の磁気浮上型ポンプ装置本体1の構造と比較して、モータ13と電磁石31とを、インペラ23に対して同じ側の空間に配置している点で異なっている。このような構造によって、アクチュエータ部40とポンプ部20とケーシング部50とからなる外形の軸方向長さ(以下、ポンプ外形軸方向長さ)は、前述した図7に示した第1の従来例の磁気浮上型ポンプ装置本体1のポンプ外形軸方向長さよりもかなり短くすることができる。図8のアクチュエータ部40は、モータ13および電磁石31を含んでいる。ポンプ部20のケーシング21内にはポンプ室22が設けられており、このポンプ室22内でインペラ23が回転する。   With reference to FIG. 8, a magnetic levitation pump device of a second conventional example will be described. The magnetically levitated pump apparatus main body 1 of FIG. 8 includes an actuator unit 40, a pump unit 20, and a casing unit 50 that are sequentially formed in the axial direction. The magnetically levitated pump device main body 1 shown in FIG. 8 has a motor 13 and an electromagnet 31 that are different from the structure of the magnetic levitated pump device main body 1 of the first conventional example shown in FIG. Are different in that they are placed in the same space. With such a structure, the axial length of the outer shape composed of the actuator portion 40, the pump portion 20, and the casing portion 50 (hereinafter referred to as the pump outer axial length) is the first conventional example shown in FIG. The magnetic levitation type pump device main body 1 can be made considerably shorter than the length in the pump outer axial direction. The actuator unit 40 in FIG. 8 includes a motor 13 and an electromagnet 31. A pump chamber 22 is provided in the casing 21 of the pump unit 20, and the impeller 23 rotates in the pump chamber 22.

ケーシング21のうち、アクチュエータ部40とインペラ23との間の隔壁35と、磁気式センサ222とインペラ23との間の隔壁36には磁性材料を使用することができず、したがって隔壁35,36は非磁性材料で形成される。   In the casing 21, magnetic material cannot be used for the partition wall 35 between the actuator unit 40 and the impeller 23 and the partition wall 36 between the magnetic sensor 222 and the impeller 23. Made of non-magnetic material.

インペラ23のアクチュエータ側(図8では左側)には、非制御式磁気軸受を構成する永久磁石24を有する非磁性部材25と、制御式磁気軸受のロータに相当する軟質磁性部材26とが設けられている。永久磁石24はインペラ23の円周方向に分割されていて、互いに隣接する磁石は互いに反対方向の磁極に着磁されている。インペラ23のケーシング部側(図8では右側)には、非制御式磁気軸受を構成するリング形状を有する強磁性体(永久磁石、軟磁性材料を含む)29とセンサターゲットである軟質磁性材料45とを含む非磁性部材46が設けられる。   On the actuator side (left side in FIG. 8) of the impeller 23, a nonmagnetic member 25 having a permanent magnet 24 constituting a non-control type magnetic bearing and a soft magnetic member 26 corresponding to a rotor of the control type magnetic bearing are provided. ing. The permanent magnet 24 is divided in the circumferential direction of the impeller 23, and adjacent magnets are magnetized by magnetic poles in opposite directions. On the casing portion side (right side in FIG. 8) of the impeller 23, a ferromagnetic material (including a permanent magnet and a soft magnetic material) 29 having a ring shape constituting a non-control type magnetic bearing 29 and a soft magnetic material 45 as a sensor target. The nonmagnetic member 46 containing these is provided.

インペラ23の永久磁石24を有する側に対向するようにして、アクチュエータ部40には、転がり軸受や動圧軸受などで構成されるモータ軸受11で支持されたロータ12が設けられる。ロータ12は、モータステータ16とモータロータ15とがラジアル方向に対向して形成されるラジアルギャップモータによって駆動されて回転する。ロータ12には、インペラ23の永久磁石24に対向しかつ吸引力が作用するようにインペラ23の永久磁石24と同数の永久磁石14が設けられている。この永久磁石14も、互いに隣接する磁石は互いに反対方向の磁極に着磁されている。   The actuator unit 40 is provided with the rotor 12 supported by the motor bearing 11 constituted by a rolling bearing, a dynamic pressure bearing, or the like so as to face the side of the impeller 23 having the permanent magnet 24. The rotor 12 is driven to rotate by a radial gap motor formed by the motor stator 16 and the motor rotor 15 facing each other in the radial direction. The rotor 12 is provided with the same number of permanent magnets 14 as the permanent magnets 24 of the impeller 23 so as to face the permanent magnets 24 of the impeller 23 and to exert an attractive force. In this permanent magnet 14 as well, adjacent magnets are magnetized with magnetic poles in opposite directions.

モータロータ15とモータステータ16とで構成されるモータ部13には、DCブラシレスモータを含む同期モータ、インダクションモータを含む非同期モータなどが使用される。   A synchronous motor including a DC brushless motor, an asynchronous motor including an induction motor, or the like is used for the motor unit 13 including the motor rotor 15 and the motor stator 16.

インペラ23の軟質磁性部材26に対向するようにして電磁石31が設けられる。一方、インペラ23の軟質磁性材料45に対向するようにして磁気式センサ222が配置され、また強磁性体29に対向するようにしてリング状永久磁石28が配置される。   An electromagnet 31 is provided so as to face the soft magnetic member 26 of the impeller 23. On the other hand, the magnetic sensor 222 is disposed so as to face the soft magnetic material 45 of the impeller 23, and the ring-shaped permanent magnet 28 is disposed so as to face the ferromagnetic body 29.

さらに、インペラ23はポンプ室22内で軸方向に移動できるが、この可動範囲内で永久磁石24と永久磁石14との間に作用する吸引力よりも永久磁石28と強磁性体29との間に作用する吸引力が常に大きくなるように、永久磁石28および強磁性体29の各々の材質、形状、および永久磁石28の配置する位置が設定される。   Further, the impeller 23 can move in the axial direction in the pump chamber 22, but the attractive force acting between the permanent magnet 24 and the permanent magnet 14 within the movable range is larger than that between the permanent magnet 28 and the ferromagnetic material 29. The material and shape of each of the permanent magnet 28 and the ferromagnetic material 29 and the position at which the permanent magnet 28 is disposed are set so that the attractive force acting on the magnet is always increased.

磁気式センサ222と電磁石31とにより、ポンプ室22において、永久磁石24と永久磁石14との吸引力、強磁性体29と永久磁石28との吸引力、およびポンピング時にインペラ23に作用する流体力に釣り合って、インペラ23をポンプ室22の中心に保持することが可能となる。なお、図8では、インペラ23の位置を測定する磁気式センサ222はケーシング部50にあるが、この磁気式センサ222をアクチュエータ部40に置くことも可能である(特許文献2参照)。   By the magnetic sensor 222 and the electromagnet 31, in the pump chamber 22, the attractive force between the permanent magnet 24 and the permanent magnet 14, the attractive force between the ferromagnetic material 29 and the permanent magnet 28, and the fluid force acting on the impeller 23 during pumping Accordingly, the impeller 23 can be held at the center of the pump chamber 22. In FIG. 8, the magnetic sensor 222 for measuring the position of the impeller 23 is in the casing unit 50, but the magnetic sensor 222 can be placed on the actuator unit 40 (see Patent Document 2).

特開2002−21763号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-21773 特開2002−130177号公報JP 2002-130177 A

図7に示した第1の従来例の磁気浮上型ポンプ装置では、電磁石31と磁気式センサ222とがインペラ23に対して同じ側の空間に近接して配置されているために、電磁石31に通電することによって発生する磁束が磁気式センサ222に影響し、正確なインペラ23の位置を検出することができないという問題があった。   In the magnetic levitation pump device of the first conventional example shown in FIG. 7, since the electromagnet 31 and the magnetic sensor 222 are arranged close to the space on the same side with respect to the impeller 23, There is a problem in that the magnetic flux generated by energization affects the magnetic sensor 222 and the exact position of the impeller 23 cannot be detected.

また、図8に示した第2の従来例の磁気浮上型ポンプ装置においては、電磁石31と磁気式センサ222とがインペラ23に対して反対側の空間に配置されてはいるが、ポンプ全体のコンパクト化のために各構成部品を小型化するために磁気式センサ222をアクチュエータ部40に置いた場合には、磁気式センサ222と電磁石31とが近接してしまうため、図7の第1の従来例と同様に、電磁石31に通電することによって発生する磁束が磁気式センサ222に影響し、正確なインペラ23の位置を検出することができないという問題があった。   In the magnetic levitation pump device of the second conventional example shown in FIG. 8, the electromagnet 31 and the magnetic sensor 222 are arranged in the space on the opposite side to the impeller 23, but the entire pump When the magnetic sensor 222 is placed on the actuator unit 40 in order to reduce the size of each component for compactness, the magnetic sensor 222 and the electromagnet 31 are close to each other. Similar to the conventional example, the magnetic flux generated by energizing the electromagnet 31 affects the magnetic sensor 222, and there is a problem that the position of the impeller 23 cannot be detected accurately.

これらの問題点についてより詳細に説明する。
図10は、図9の従来技術のコントローラ200において、電磁石31に流す電磁石電流Imと、センサ出力Saにおけるドリフト量(センサシフト量)Sfとの関係を示す図である。
These problems will be described in more detail.
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between the electromagnet current Im flowing through the electromagnet 31 and the drift amount (sensor shift amount) Sf in the sensor output Sa in the controller 200 of the prior art of FIG.

図10を参照して、電磁石31に電磁石電流Imを流さない場合には、このドリフトは発生せず、ある一定電流以上の電磁石電流Imを流した場合に、センサ出力Saにドリフトが発生する。   Referring to FIG. 10, when no electromagnet current Im is passed through electromagnet 31, this drift does not occur. When an electromagnet current Im greater than a certain current is passed, drift occurs in sensor output Sa.

電磁石31に電磁石電流Imを流さない状態から、電磁石電流Imを流しインペラ23を浮上させる「浮上時」や、インペラ23に過大な外力が印加した場合などには、電磁石電流Imは大きくなるが、このときに電磁石31からの磁束ノイズは磁気式センサ222に大きく影響して、このときのセンサ出力Saを使ってインペラ23を磁気軸受によって支持しようとすると、安定してインペラ23は浮上できなくなる可能性があった。   The electromagnet current Im increases when the electromagnet current Im is not passed through the electromagnet 31 and when the electromagnet current Im is flown to “lift” the impeller 23 or when an excessive external force is applied to the impeller 23. At this time, magnetic flux noise from the electromagnet 31 greatly affects the magnetic sensor 222, and if the impeller 23 is supported by the magnetic bearing using the sensor output Sa at this time, the impeller 23 may not be stably lifted. There was sex.

特に、インペラ23の浮上に際しては、電磁石31に過大な電磁石電流Imが流れる。この過大な電磁石電流Imが流れる理由は、たとえば前述の図7の第1の従来例においては次のとおりである。すなわち、インペラ23は電磁石31を起動させていない状態では、インペラ側の永久磁石24とロータ側の永久磁石14との吸引力によってロータ12側の隔壁33に吸着された状態にある。この状態で電磁石31によってインペラ23を磁気浮上させるときには、インペラ23の磁気浮上はPID補償器224によって積分制御しているので、電磁石31の起動直後に必要以上の過大な電流が流れることになる。その結果、磁気式センサ出力にドリフトが発生してインペラ23の正確な位置検出をすることができない。   In particular, when the impeller 23 is lifted, an excessive electromagnet current Im flows through the electromagnet 31. The reason why this excessive electromagnet current Im flows is, for example, in the first conventional example of FIG. 7 described above. That is, when the electromagnet 31 is not activated, the impeller 23 is attracted to the partition wall 33 on the rotor 12 side by the attractive force between the impeller-side permanent magnet 24 and the rotor-side permanent magnet 14. When the impeller 23 is magnetically levitated by the electromagnet 31 in this state, since the magnetic levitation of the impeller 23 is integrated and controlled by the PID compensator 224, an excessive current more than necessary flows immediately after the electromagnet 31 is activated. As a result, the magnetic sensor output drifts and the impeller 23 cannot be accurately detected.

以上のように、図7〜図9に例示した従来の磁気浮上型ポンプ装置では、磁気軸受用の電磁石と磁気式センサとが近接するため、磁気軸受用の電磁石に通電することによって発生する磁束が磁気式センサに影響し、インペラの正確な位置検出および安定した磁気浮上を行なうことができないという問題があった。   As described above, in the conventional magnetic levitation type pump device illustrated in FIGS. 7 to 9, since the electromagnet for the magnetic bearing and the magnetic sensor are close to each other, the magnetic flux generated by energizing the electromagnet for the magnetic bearing Affects the magnetic sensor, and there has been a problem that accurate position detection of the impeller and stable magnetic levitation cannot be performed.

それゆえに、この発明の目的は、磁気軸受用の電磁石から磁気式センサへの磁束の影響を極力抑え、インペラの安定した位置測定、ひいては安定した磁気浮上を可能にした磁気浮上型ポンプ装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a magnetic levitation pump device that suppresses the influence of magnetic flux from an electromagnet for a magnetic bearing to a magnetic sensor as much as possible, enables stable position measurement of the impeller, and thus stable magnetic levitation. It is to be.

この発明の1つの局面によると、ケーシング内のインペラを回転することによって流体を排出するポンプ部と、磁気力によってインペラに非接触に結合して、インペラを回転させる回転駆動部と、インペラの浮上位置を検出する磁気式センサおよびセンサ回路を含む位置検出部と、センサ回路の出力によりインペラに電磁力を作用させるための電磁石とを備え、磁気式センサと電磁石とが近接して配置される磁気浮上型ポンプ装置において、電磁石の電流にリミットを設けることを特徴としたものである。   According to one aspect of the present invention, a pump unit that discharges fluid by rotating an impeller in a casing, a rotary drive unit that rotates the impeller coupled to the impeller in a non-contact manner by magnetic force, and the floating of the impeller A magnetic sensor that includes a magnetic sensor for detecting a position and a position detection unit including a sensor circuit, and an electromagnet for applying an electromagnetic force to the impeller by the output of the sensor circuit, and the magnetic sensor and the electromagnet are arranged in proximity to each other. The floating pump device is characterized by providing a limit to the current of the electromagnet.

この発明の他の局面に従うと、ケーシング内のインペラを回転することによって流体を排出するポンプ部と、磁気力によってインペラに非接触に結合して、インペラを回転させる回転駆動部と、インペラの浮上位置を検出する磁気式センサおよびセンサ回路を含む位置検出部と、センサ回路の出力によりインペラに電磁力を作用させるための電磁石とを備え、磁気式センサと電磁石とが近接して配置される磁気浮上型ポンプ装置において、センサ回路の出力に、予めインペラの可動範囲内で出力できるセンサ回路の出力の範囲内に対応するリミットを設けることを特徴としたものである。   According to another aspect of the present invention, a pump unit that discharges a fluid by rotating an impeller in a casing, a rotary drive unit that rotates the impeller coupled to the impeller in a non-contact manner by a magnetic force, and the floating of the impeller A magnetic sensor that includes a magnetic sensor for detecting a position and a position detection unit including a sensor circuit, and an electromagnet for applying an electromagnetic force to the impeller by the output of the sensor circuit, and the magnetic sensor and the electromagnet are arranged in proximity to each other. The floating pump apparatus is characterized in that a limit corresponding to the output range of the sensor circuit that can be output in advance within the movable range of the impeller is provided in the output of the sensor circuit.

この発明のさらに他の局面によると、磁気浮上型ポンプ装置は、センサ回路の出力によりインペラを非接触で支持する制御式磁気軸受部を含むことを特徴とする。   According to still another aspect of the present invention, the magnetically levitated pump device includes a controllable magnetic bearing portion that supports the impeller in a non-contact manner by an output of the sensor circuit.

この発明のさらに他の局面によると、磁気浮上型ポンプ装置は、血液ポンプ装置であることを特徴とする。   According to still another aspect of the present invention, the magnetic levitation pump device is a blood pump device.

したがって、この発明によれば、磁気軸受用の電磁石からの磁束の磁気式センサに対する影響を抑制することができるので、測定されるインペラの位置データの精度を高めることができ、ひいてはこの位置データに基づいてインペラを磁気浮上させる場合に安定した磁気浮上性能を得ることができる。   Therefore, according to the present invention, since the influence of the magnetic flux from the electromagnet for the magnetic bearing on the magnetic sensor can be suppressed, the accuracy of the position data of the impeller to be measured can be increased. Therefore, stable magnetic levitation performance can be obtained when the impeller is magnetically levitated.

この発明の第1の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置の概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram of a magnetic levitation pump device according to a first embodiment of the present invention. 図1に示したローパスフィルタおよびセンサ補償回路の具体的構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a specific configuration of a low-pass filter and a sensor compensation circuit illustrated in FIG. 1. この発明の第1の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置におけるセンサ補償出力と電磁石電流との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the sensor compensation output and the electromagnet current in the magnetic levitation type pump apparatus by 1st Embodiment of this invention. この発明の第2の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the magnetic levitation type pump device by a 2nd embodiment of this invention. この発明の第2の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置におけるPID補償器出力と電磁石電流指令値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the PID compensator output in the magnetic levitation type pump apparatus by 2nd Embodiment of this invention, and an electromagnet current command value. この発明の第3の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the magnetic levitation type pump device by a 3rd embodiment of this invention. 第1の従来例の磁気浮上型ポンプ装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the magnetic levitation pump device of the first conventional example. 第2の従来例の磁気浮上型ポンプ装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the magnetic levitation type pump apparatus of the 2nd prior art example. 第1および第2の従来例の磁気浮上型ポンプ装置の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the magnetic levitation type pump apparatus of the 1st and 2nd prior art example. 従来の磁気浮上型ポンプ装置におけるセンサシフト量と電磁石電流との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the sensor shift amount and electromagnet current in the conventional magnetic levitation type pump apparatus.

図1は、この発明の第1の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置の全体構成を示す概略ブロック図である。図1に示した第1の実施形態は、以下の点で、図9に示した従来の磁気浮上型ポンプ装置と異なっている。すなわち、図1に示した磁気浮上型ポンプ装置では、電磁石電流Imを測定するための抵抗R1が設けられており、この抵抗R1で測定した電磁石電流測定値Idをローパスフィルタ220に与えて高周波ノイズを除去する。次に、ローパスフィルタ220から出力された電流測定値Id’に対して、予め測定・算出した電磁石電流値Imとセンサドリフト量Sfとの関係(たとえば図10参照)から導出した補正演算をセンサ補償回路230で施して、センサ補償出力Smを出力する。このセンサ補償出力Smをセンサ回路出力Sbと加減算演算することによって、センサ回路出力Sbを補償する。   FIG. 1 is a schematic block diagram showing the overall configuration of a magnetic levitation pump device according to a first embodiment of the present invention. The first embodiment shown in FIG. 1 is different from the conventional magnetic levitation pump device shown in FIG. 9 in the following points. That is, in the magnetic levitation pump device shown in FIG. 1, a resistor R1 for measuring the electromagnet current Im is provided, and the electromagnet current measurement value Id measured by the resistor R1 is given to the low-pass filter 220 to thereby generate high-frequency noise. Remove. Next, with respect to the current measurement value Id ′ output from the low-pass filter 220, a correction calculation derived from the relationship (for example, see FIG. 10) between the electromagnet current value Im measured and calculated in advance and the sensor drift amount Sf is subjected to sensor compensation. The circuit 230 outputs the sensor compensation output Sm. The sensor circuit output Sb is compensated by adding / subtracting the sensor compensation output Sm with the sensor circuit output Sb.

図2は、図1に示したローパスフィルタ220およびセンサ補償回路230をアナログ演算回路で実現した構成例を示す回路図である。図2を参照して、ローパスフィルタ220は、抵抗R2と、コンデンサC1と、オペアンプA1とから構成されている。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example in which the low-pass filter 220 and the sensor compensation circuit 230 shown in FIG. 1 are realized by analog arithmetic circuits. Referring to FIG. 2, the low-pass filter 220 includes a resistor R2, a capacitor C1, and an operational amplifier A1.

センサ補償回路230は、抵抗R4,R5,R6,R7,R8と、オペアンプA2,A3と、ダイオードD1,D2と、可変抵抗器VR1とで構成されている。   The sensor compensation circuit 230 includes resistors R4, R5, R6, R7, and R8, operational amplifiers A2 and A3, diodes D1 and D2, and a variable resistor VR1.

ここで、ローパスフィルタ220の時定数はR2×C1で決まり、そのゲインはl倍である。ここでR4=R5=R6とすると、ローパスフィルタ220の出力がVR1で設定した電圧Sh以下の場合には、出力Smはゼロに、ローパスフィルタ220の出力電圧がSh以上になった場合には、その出力電圧は、Sm=(R8/R7)×(Vd−Sh)となる。ここで、Vd=Id×R1である。   Here, the time constant of the low-pass filter 220 is determined by R2 × C1, and its gain is l times. If R4 = R5 = R6, the output Sm is zero when the output of the low-pass filter 220 is equal to or lower than the voltage Sh set by VR1, and the output voltage of the low-pass filter 220 is equal to or higher than Sh. The output voltage is Sm = (R8 / R7) × (Vd−Sh). Here, Vd = Id × R1.

図3には、図1に示す第1の実施形態において近接する磁気軸受用の電磁石31からの磁気式センサ222への磁束の影響を補償した場合において、電磁石電流測定値Idを横軸に、そのときのシフトセンサ量Sfを縦軸に取って、その関係を実線で示したものである。すなわち、電磁石電流Imに比例する電磁石電流測定値Idが小さい場合にはセンサシフト量Sfはゼロで、電磁石電流測定値Idがある一定値以上となった場合に、センサシフト量Sfは電磁石電流値Idの増加量にほぼ比例して増加している。図3には、このセンサシフト量Sfを補償するために、図2で示したShおよび(R8/R7)を調整することで得られたセンサ補償出力Sm(破線)をも示している。   FIG. 3 shows the measured electromagnet current Id on the horizontal axis when the influence of the magnetic flux on the magnetic sensor 222 from the adjacent magnetic bearing electromagnet 31 in the first embodiment shown in FIG. The shift sensor amount Sf at that time is plotted on the vertical axis, and the relationship is indicated by a solid line. That is, when the electromagnet current measurement value Id proportional to the electromagnet current Im is small, the sensor shift amount Sf is zero, and when the electromagnet current measurement value Id exceeds a certain value, the sensor shift amount Sf is the electromagnet current value. It increases almost in proportion to the amount of increase in Id. FIG. 3 also shows a sensor compensation output Sm (broken line) obtained by adjusting Sh and (R8 / R7) shown in FIG. 2 in order to compensate for the sensor shift amount Sf.

図2で示したセンサ補償回路230はセンサ補償出力Smを電磁石電流測定値Idの増加量に完全に比例させたため、実際のセンサシフト量Sfとセンサ補償出力Smとは完全に一致していないが、かなりよい近似ができている。すなわち、図1で示すように、実際のセンサ出力Sbからセンサ補償出力Smを減算することで、電磁石電流Imによって変化するセンサ出力への影響をキャンセルすることができる。   Since the sensor compensation circuit 230 shown in FIG. 2 makes the sensor compensation output Sm completely proportional to the increase amount of the electromagnet current measurement value Id, the actual sensor shift amount Sf and the sensor compensation output Sm do not completely match. A pretty good approximation. That is, as shown in FIG. 1, by subtracting the sensor compensation output Sm from the actual sensor output Sb, it is possible to cancel the influence on the sensor output that changes due to the electromagnet current Im.

ここで、図2ではアナログ回路によって補正回路を構成したが、デジタル回路やソフトウェアでこれを実現してもよい。   Here, in FIG. 2, the correction circuit is configured by an analog circuit, but this may be realized by a digital circuit or software.

以上のように、上述の実施形態1によれば、磁気軸受用の電磁石電流の実際の測定値に基づいてセンサ回路出力を補償することにより、インペラの位置測定の精度を高めることができ、インペラの安定した磁気浮上性能を実現することができる。   As described above, according to the first embodiment, the accuracy of the position measurement of the impeller can be improved by compensating the sensor circuit output based on the actual measurement value of the electromagnet current for the magnetic bearing. Stable magnetic levitation performance can be realized.

次に、図4は、この発明の第2の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置の構成を示す概略ブロック図である。図4に示す第2の実施形態は、以下の点で、図9に示した従来の磁気浮上型ポンプ装置と異なっている。すなわち、図4に示した磁気浮上型ポンプ装置では、PID補償器224とパワーアンプ225との間にリミット回路210が設けられている。   Next, FIG. 4 is a schematic block diagram showing the configuration of the magnetic levitation pump device according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment shown in FIG. 4 is different from the conventional magnetic levitation pump device shown in FIG. 9 in the following points. That is, in the magnetic levitation pump device shown in FIG. 4, the limit circuit 210 is provided between the PID compensator 224 and the power amplifier 225.

図4を参照して、磁気式センサ222からのセンサ出力Saは、センサ回路223に入力され、内部変換関数f(Sb)によって変換されてセンサ回路出力Sbとして出力される。このセンサ回路出力Sbは、PID補償器224に入力されて内部変換関数f(Sp)によって変換されてPID補償器出力Spとして出力される。リミット回路210は、このPID補償器出力Spを受けて内部変換関数f(Se)によって変換し、電磁石電流指令値Sdとして出力する。この電磁石電流指令値Sdはパワーアンプ225に入力され、パワーアンプ225は電磁石電流Imを出力して電磁石31に供給する。   Referring to FIG. 4, sensor output Sa from magnetic sensor 222 is input to sensor circuit 223, converted by internal conversion function f (Sb), and output as sensor circuit output Sb. The sensor circuit output Sb is input to the PID compensator 224, converted by the internal conversion function f (Sp), and output as the PID compensator output Sp. The limit circuit 210 receives the PID compensator output Sp, converts it by an internal conversion function f (Se), and outputs it as an electromagnet current command value Sd. The electromagnet current command value Sd is input to the power amplifier 225, and the power amplifier 225 outputs the electromagnet current Im and supplies it to the electromagnet 31.

図5は、PID補償器出力Sp(横軸)に対する電磁石電流指令値Sd(縦軸)の関係を示す図である。図4の第2の実施形態は、PID補償器224とパワーアンプ225との間にリミット回路210を設けている。このリミット回路210は、図5に示すように、PID補償器出力Spがある値A以上では、パワーアンプ225の入力である電磁石電流指令値Sdの出力値を上限値Bに制限しているので、磁気軸受用の電磁石31の電磁石電流Imも上限を持つ。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship of the electromagnet current command value Sd (vertical axis) to the PID compensator output Sp (horizontal axis). In the second embodiment of FIG. 4, a limit circuit 210 is provided between the PID compensator 224 and the power amplifier 225. As shown in FIG. 5, the limit circuit 210 limits the output value of the electromagnet current command value Sd, which is the input of the power amplifier 225, to the upper limit value B when the PID compensator output Sp is a certain value A or more. The electromagnet current Im of the electromagnet 31 for magnetic bearings also has an upper limit.

リミット回路210は、たとえば、ツェナーダイオードを用いてPID補償器出力Spを制限するように構成することができる。あるいは、リミット回路210は、ツェナーダイオードに代えて、オペアンプなどを用いてPID補償器出力Spを制限するように構成してもよい。   The limit circuit 210 can be configured to limit the PID compensator output Sp using, for example, a Zener diode. Alternatively, the limit circuit 210 may be configured to limit the PID compensator output Sp using an operational amplifier or the like instead of the Zener diode.

図7に示すポンプ構成の場合、電磁石31に流す電流の最大値は、インペラ23がモータ側(図中左)にある場合に、インペラ23を図中右方向に移動させるために必要な電流値となる。よって、この推定した電流最大値の1.5倍程度の電流値にリミットを設けることで、必要以上に電磁石電流Imが流れることを防ぐことができる。このように磁気軸受用電磁石31に必要以上の電磁石電流Imを流さない結果、センサドリフト量Sfの最大値も制限することが可能となる。   In the case of the pump configuration shown in FIG. 7, the maximum value of the current flowing through the electromagnet 31 is the current value necessary to move the impeller 23 in the right direction in the figure when the impeller 23 is on the motor side (left in the figure). It becomes. Therefore, it is possible to prevent the electromagnet current Im from flowing more than necessary by providing a limit for the current value that is about 1.5 times the estimated current maximum value. As described above, as a result of not passing an unnecessarily large electromagnet current Im to the magnetic bearing electromagnet 31, it is possible to limit the maximum value of the sensor drift amount Sf.

なお、図4に示したブロック図では、リミット回路210を、PID補償器224とパワーアンプ225との間に設けたが、パワーアンプ225と磁気軸受用電磁石31との間にリミット回路を挿入しても同様の効果を得ることができる。   In the block diagram shown in FIG. 4, the limit circuit 210 is provided between the PID compensator 224 and the power amplifier 225. However, a limit circuit is inserted between the power amplifier 225 and the magnetic bearing electromagnet 31. However, the same effect can be obtained.

以上のように、上述の実施形態2によれば、電磁石電流に予めリミットを設けることにより、インペラの位置測定の精度を高めることができ、インペラの安定した磁気浮上性能を実現することができる。   As described above, according to the above-described second embodiment, by providing a limit to the electromagnet current in advance, the accuracy of the impeller position measurement can be increased, and the stable magnetic levitation performance of the impeller can be realized.

次に、図6は、この発明の第3の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置の構成を示す概略ブロック図である。図6に示した第3の実施形態は、以下の点で、図4に示した第2の実施形態と異なっている。すなわち、図6に示した第3の実施形態の磁気浮上型ポンプ装置では、センサ回路223とPID補償器224との間にツェナーダイオードZD1からなるリミット回路210Zが設けられている。より詳細に説明すると、図6において、センサ回路223の出力と接地電位との間にツェナーダイオードZD1が接続されており、センサ回路223のセンサ回路出力Sbの最大電圧値はこのツェナーダイオードZD1によって制限されて、PID補償器224に与えられ、電磁石電流指令値Sdの値に制限を与える。   Next, FIG. 6 is a schematic block diagram showing a configuration of a magnetic levitation pump device according to a third embodiment of the present invention. The third embodiment shown in FIG. 6 is different from the second embodiment shown in FIG. 4 in the following points. That is, in the magnetic levitation pump device of the third embodiment shown in FIG. 6, a limit circuit 210Z including a Zener diode ZD1 is provided between the sensor circuit 223 and the PID compensator 224. More specifically, in FIG. 6, a Zener diode ZD1 is connected between the output of the sensor circuit 223 and the ground potential, and the maximum voltage value of the sensor circuit output Sb of the sensor circuit 223 is limited by the Zener diode ZD1. Then, it is given to the PID compensator 224 to limit the value of the electromagnet current command value Sd.

磁気浮上型ポンプ装置では、インペラ23はポンプ室22内の限られた場所に位置しており、したがって磁気式センサ222の出力もある限定された範囲の値となる。ここで、磁気式センサ222が、電磁石31の影響を受けて、センサ出力Saにドリフトが生じた場合には、センサ出力Saはあたかもインペラ23がこのポンプ室内の可動範囲外にあるような値を示す可能性がある。   In the magnetic levitation type pump device, the impeller 23 is located in a limited place in the pump chamber 22, and therefore the output of the magnetic sensor 222 is also in a limited range. Here, when the magnetic sensor 222 is affected by the electromagnet 31 and the sensor output Sa drifts, the sensor output Sa has a value as if the impeller 23 is outside the movable range in the pump chamber. May show.

そこで、図6に示したこの発明の第3の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置では、このセンサ出力自体にリミットを設けることによって、センサ出力におけるドリフト量の上限を設定するものである。   Therefore, in the magnetic levitation pump device according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 6, an upper limit of the drift amount in the sensor output is set by providing a limit to the sensor output itself.

図6を参照すると、ツェナーダイオードZD1から構成されるリミット回路210Zは、センサ回路223とPID補償器224との間に接続される。センサ回路出力SbはツェナーダイオードZD1のツェナー電圧に制限され、PID補償器224に入力される。このPID補償器224は、このツェナー電圧で制限されたセンサ回路出力Sbに応じて電磁石電流指令値Sdを出力し、この電磁石電流指令値Sdがパワーアンプ225で増幅されて電磁石電流Imとして磁気軸受用電磁石31に出力される。センサ回路出力SbはツェナーダイオードZD1のツェナー電圧に制限されるので、過大な電磁石電流Imは防ぐことができる。   Referring to FIG. 6, a limit circuit 210 </ b> Z composed of a Zener diode ZD <b> 1 is connected between the sensor circuit 223 and the PID compensator 224. The sensor circuit output Sb is limited to the Zener voltage of the Zener diode ZD 1 and is input to the PID compensator 224. The PID compensator 224 outputs an electromagnet current command value Sd in accordance with the sensor circuit output Sb limited by the Zener voltage, and the electromagnet current command value Sd is amplified by the power amplifier 225 to form an electromagnet current Im as a magnetic bearing. Is output to the electromagnet 31. Since the sensor circuit output Sb is limited to the Zener voltage of the Zener diode ZD1, an excessive electromagnet current Im can be prevented.

以上のように、この発明の第3の実施形態による磁気浮上型ポンプ装置では、電磁石の影響により磁気式センサ出力にドリフトがあった場合でも、センサ出力が、インペラがポンプ室内の可動範囲を超えた位置にあるような値を示すことを防止し、インペラの位置測定の精度を高めることができ、インペラの安定した磁気浮上を実現することが可能となる。   As described above, in the magnetic levitation pump device according to the third embodiment of the present invention, even when there is a drift in the magnetic sensor output due to the influence of the electromagnet, the sensor output exceeds the movable range of the impeller in the pump chamber. In this case, it is possible to prevent the value from being in a certain position and to improve the accuracy of the position measurement of the impeller, and to realize stable magnetic levitation of the impeller.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 磁気浮上型ポンプ装置本体、10 モータ部、11 モータ軸受、12 ロータ、13 モータ、14,24,28 永久磁石、15 モータロータ、16 モータステータ、20 ポンプ部、21 ケーシング、22 ポンプ室、23 インペラ、25,46 非磁性部材、26,45 軟質性磁性部材、29 強磁性体、30 磁気軸受部、31 電磁石、33,34,35,36 隔壁、40 アクチュエータ部、50 ケーシング部、200 コントローラ、210,210Z リミット回路、220 ローパスフィルタ、222 磁気式センサ、223 センサ回路、225 パワーアンプ、224 PID補償器、230 センサ補償回路、232 加減算回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic levitation type pump apparatus main body, 10 Motor part, 11 Motor bearing, 12 Rotor, 13 Motor, 14, 24, 28 Permanent magnet, 15 Motor rotor, 16 Motor stator, 20 Pump part, 21 Casing, 22 Pump chamber, 23 Impeller , 25, 46 Non-magnetic member, 26, 45 Soft magnetic member, 29 Ferromagnetic material, 30 Magnetic bearing portion, 31 Electromagnet, 33, 34, 35, 36 Bulkhead, 40 Actuator portion, 50 Casing portion, 200 Controller, 210 , 210Z limit circuit, 220 low-pass filter, 222 magnetic sensor, 223 sensor circuit, 225 power amplifier, 224 PID compensator, 230 sensor compensation circuit, 232 addition / subtraction circuit.

Claims (4)

ケーシング内のインペラを回転することによって流体を排出するポンプ部と、磁気力によって前記インペラに非接触に結合して、前記インペラを回転させる回転駆動部と、前記インペラの浮上位置を検出する磁気式センサおよびセンサ回路を含む位置検出部と、前記センサ回路の出力により前記インペラに電磁力を作用させるための電磁石とを備え、前記磁気式センサと前記電磁石とが近接して配置される磁気浮上型ポンプ装置において、
前記電磁石の電流にリミットを設けることを特徴とした、磁気浮上型ポンプ装置。
A pump unit that discharges fluid by rotating the impeller in the casing, a rotational drive unit that rotates the impeller coupled to the impeller by magnetic force in a non-contact manner, and a magnetic type that detects the floating position of the impeller A magnetic levitation type comprising: a position detection unit including a sensor and a sensor circuit; and an electromagnet for applying an electromagnetic force to the impeller by an output of the sensor circuit, wherein the magnetic sensor and the electromagnet are disposed in proximity to each other. In the pump device,
A magnetic levitation type pump apparatus characterized by providing a limit to the current of the electromagnet.
ケーシング内のインペラを回転することによって流体を排出するポンプ部と、磁気力によって前記インペラに非接触に結合して、前記インペラを回転させる回転駆動部と、前記インペラの浮上位置を検出する磁気式センサおよびセンサ回路を含む位置検出部と、前記センサ回路の出力により前記インペラに電磁力を作用させるための電磁石とを備え、前記磁気式センサと前記電磁石とが近接して配置される磁気浮上型ポンプ装置において、
前記センサ回路の出力に、予め前記インペラの可動範囲内で出力できる前記センサ回路の出力の範囲内に対応するリミットを設けることを特徴とした、磁気浮上型ポンプ装置。
A pump unit that discharges fluid by rotating the impeller in the casing, a rotational drive unit that rotates the impeller coupled to the impeller by magnetic force in a non-contact manner, and a magnetic type that detects the floating position of the impeller A magnetic levitation type comprising: a position detection unit including a sensor and a sensor circuit; and an electromagnet for applying an electromagnetic force to the impeller by an output of the sensor circuit, wherein the magnetic sensor and the electromagnet are disposed in proximity to each other. In the pump device,
A magnetically levitated pump device characterized in that a limit corresponding to the output range of the sensor circuit that can be output in advance within the movable range of the impeller is provided in the output of the sensor circuit.
前記磁気浮上型ポンプ装置は、前記センサ回路の出力により前記インペラを非接触で支持する制御式磁気軸受部を含むことを特徴とした、請求項1または請求項2に記載の磁気浮上型ポンプ装置。   3. The magnetic levitation pump apparatus according to claim 1, wherein the magnetic levitation pump apparatus includes a control type magnetic bearing portion that supports the impeller in a non-contact manner by an output of the sensor circuit. . 前記磁気浮上型ポンプ装置は、血液ポンプ装置であることを特徴とする、請求項1から請求項3までのいずれかに記載の磁気浮上型ポンプ装置。   4. The magnetic levitation pump device according to claim 1, wherein the magnetic levitation pump device is a blood pump device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102032208A (en) * 2010-12-31 2011-04-27 清华大学 Self-adaptive control system and method of magnetic suspension molecular pump
CN102072184A (en) * 2010-12-31 2011-05-25 清华大学 Fuzzy control method and system for magnetic suspension molecular pump

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001032833A (en) * 1999-07-23 2001-02-06 Koyo Seiko Co Ltd Control device for magnetic bearing
JP2002180986A (en) * 2000-12-11 2002-06-26 Ntn Corp Control circuit for magnetic levitation type pump

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001032833A (en) * 1999-07-23 2001-02-06 Koyo Seiko Co Ltd Control device for magnetic bearing
JP2002180986A (en) * 2000-12-11 2002-06-26 Ntn Corp Control circuit for magnetic levitation type pump

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102032208A (en) * 2010-12-31 2011-04-27 清华大学 Self-adaptive control system and method of magnetic suspension molecular pump
CN102072184A (en) * 2010-12-31 2011-05-25 清华大学 Fuzzy control method and system for magnetic suspension molecular pump
CN102032208B (en) * 2010-12-31 2013-06-05 清华大学 Self-adaptive control system and method of magnetic suspension molecular pump
CN102072184B (en) * 2010-12-31 2013-06-05 清华大学 Fuzzy control method and system for magnetic suspension molecular pump

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