JP2528655Y2 - 能動型磁気軸受 - Google Patents
能動型磁気軸受Info
- Publication number
- JP2528655Y2 JP2528655Y2 JP741891U JP741891U JP2528655Y2 JP 2528655 Y2 JP2528655 Y2 JP 2528655Y2 JP 741891 U JP741891 U JP 741891U JP 741891 U JP741891 U JP 741891U JP 2528655 Y2 JP2528655 Y2 JP 2528655Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating body
- magnetic bearing
- electromagnet
- electromagnets
- active magnetic
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- Expired - Lifetime
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、圧縮機、タービン等の
横置き回転機械に適用することができる能動型磁気軸受
に関する。
横置き回転機械に適用することができる能動型磁気軸受
に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧縮機、タービン等の回転体支持部には
近年、非接触による低損失、クリーン化等の目的から磁
気軸受が使用されることが多い。このような磁気軸受の
従来の構造を図３及び図４に示す。図中、１は回転体
で、その回転体１の外周面に積層鋼板で作られた回転体
コア２が取り付けられている。回転体コア２に対向して
電磁石３ａ，３ｂが１８０度離れて対を成すように配置
されており、この電磁石３ａ，３ｂには吸引力を発生さ
せるための駆動回路４ａ，４ｂが接続されており、これ
らにより吸引力がコントロールされて回転体１は非接触
で保持されることになる。吸引力をコントロールする信
号としては一般に、変位センサ５ａ，５ｂが用いられ、
電磁石３ａ，３ｂと円周方向の同位置に取り付けられて
いる。しかし電磁石３ａ，３ｂの中には変位センサ５
ａ，５ｂを埋め込むスペースはないので、図４に示した
ように、回転体軸方向に対し、電磁石３ａ，３ｂの上面
又は下面に配されることが多い。この変位センサ５ａ，
５ｂによる信号はフィードバックされ、制御回路６によ
り駆動回路４ａ，４ｂを介して電磁石３ａ，３ｂにより
発生する吸引力をコントロールする。
近年、非接触による低損失、クリーン化等の目的から磁
気軸受が使用されることが多い。このような磁気軸受の
従来の構造を図３及び図４に示す。図中、１は回転体
で、その回転体１の外周面に積層鋼板で作られた回転体
コア２が取り付けられている。回転体コア２に対向して
電磁石３ａ，３ｂが１８０度離れて対を成すように配置
されており、この電磁石３ａ，３ｂには吸引力を発生さ
せるための駆動回路４ａ，４ｂが接続されており、これ
らにより吸引力がコントロールされて回転体１は非接触
で保持されることになる。吸引力をコントロールする信
号としては一般に、変位センサ５ａ，５ｂが用いられ、
電磁石３ａ，３ｂと円周方向の同位置に取り付けられて
いる。しかし電磁石３ａ，３ｂの中には変位センサ５
ａ，５ｂを埋め込むスペースはないので、図４に示した
ように、回転体軸方向に対し、電磁石３ａ，３ｂの上面
又は下面に配されることが多い。この変位センサ５ａ，
５ｂによる信号はフィードバックされ、制御回路６によ
り駆動回路４ａ，４ｂを介して電磁石３ａ，３ｂにより
発生する吸引力をコントロールする。
【０００３】次にこの吸引力について述べる。図５
（ａ）は励磁電流Ｉｃに対する電磁石の吸引力Ｆの特性
を示す図である。この図からわかるように、励磁電流Ｉ
ｃの値が小さいうちは、励磁電流Ｉｃに対する吸引力Ｆ
の変化率は小さく、応答性が悪い。そのため同図（ｂ）
に示すように、電磁石３ａ，３ｂにあらかじめバイアス
電流を流すことで、励磁電流Ｉｃの小さい時でも応答性
が確保されるようになっている。
（ａ）は励磁電流Ｉｃに対する電磁石の吸引力Ｆの特性
を示す図である。この図からわかるように、励磁電流Ｉ
ｃの値が小さいうちは、励磁電流Ｉｃに対する吸引力Ｆ
の変化率は小さく、応答性が悪い。そのため同図（ｂ）
に示すように、電磁石３ａ，３ｂにあらかじめバイアス
電流を流すことで、励磁電流Ｉｃの小さい時でも応答性
が確保されるようになっている。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】従来の磁気軸受は前述
のように、電磁石と変位センサとの位置が回転体軸方向
に対して異なっているため、変位センサでの検出信号を
フィードバックさせるためには補正が必要である。すな
わち、回転体の剛性モードについては、回転体の傾斜角
と電磁石と変位センサの位置とからその補正量は推定で
きる。しかし弾性体モードに対してはその補正は一般に
困難である。
のように、電磁石と変位センサとの位置が回転体軸方向
に対して異なっているため、変位センサでの検出信号を
フィードバックさせるためには補正が必要である。すな
わち、回転体の剛性モードについては、回転体の傾斜角
と電磁石と変位センサの位置とからその補正量は推定で
きる。しかし弾性体モードに対してはその補正は一般に
困難である。
【０００５】また変位センサを取り付けるためには軸方
向に対しスペースが必要であり、そのため回転体長が長
くなり回転軸の曲げの固有値が低くなるという不具合も
あった。
向に対しスペースが必要であり、そのため回転体長が長
くなり回転軸の曲げの固有値が低くなるという不具合も
あった。
【０００６】本考案は上記事情にかんがみてなされたも
ので、検出信号の補正が不要で上記のような不具合を解
消した能動型磁気軸受を提供することを目的とする。
ので、検出信号の補正が不要で上記のような不具合を解
消した能動型磁気軸受を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的に対し、本考案
によれば、横置き回転体を支持するラジアル方向の能動
型磁気軸受において、回転体の外周面に積層鋼板で形成
された回転体コアに対向して回転体円周方向のうち上部
半周に配置された４極の電磁石と、残り下部半周に、前
記回転体を介して上部の前記電磁石に対向するよう配置
された２個の変位センサとを備えてなる能動型磁気軸受
が提供される。
によれば、横置き回転体を支持するラジアル方向の能動
型磁気軸受において、回転体の外周面に積層鋼板で形成
された回転体コアに対向して回転体円周方向のうち上部
半周に配置された４極の電磁石と、残り下部半周に、前
記回転体を介して上部の前記電磁石に対向するよう配置
された２個の変位センサとを備えてなる能動型磁気軸受
が提供される。
【０００８】
【作用】上記手段によれば、回転体円周方向の上部半周
に配置された電磁石が回転体に対する吸引力を発生し、
その吸引力を、下部半周に配置された変位センサからの
信号によってコントロールすることにより、回転体は非
接触で保持される。その変位センサは回転軸中心に対し
電磁石とは同心円平面上にあるので、変位センサからの
検出信号に対する補正は不要である。
に配置された電磁石が回転体に対する吸引力を発生し、
その吸引力を、下部半周に配置された変位センサからの
信号によってコントロールすることにより、回転体は非
接触で保持される。その変位センサは回転軸中心に対し
電磁石とは同心円平面上にあるので、変位センサからの
検出信号に対する補正は不要である。
【０００９】
【実施例】図１は本考案による能動型磁気軸受の一実施
例を示すもので、図中、１は横置きされた回転体で、そ
の回転体１の円周上には、積層された鋼板で形成された
回転体コア２が装着されている。その回転体コア２の上
部円周上には、回転体コア２に対向して２対の電磁石
３，３′が配置されており、これら電磁石３，３′には
これらを駆動するための駆動回路４，４′が接続されて
いる。この駆動回路４，４′により電磁石３，３′に通
電することにより、電磁石３，３′には吸引力が発生
し、回転体１を非接触の状態で保持することが可能とな
る。
例を示すもので、図中、１は横置きされた回転体で、そ
の回転体１の円周上には、積層された鋼板で形成された
回転体コア２が装着されている。その回転体コア２の上
部円周上には、回転体コア２に対向して２対の電磁石
３，３′が配置されており、これら電磁石３，３′には
これらを駆動するための駆動回路４，４′が接続されて
いる。この駆動回路４，４′により電磁石３，３′に通
電することにより、電磁石３，３′には吸引力が発生
し、回転体１を非接触の状態で保持することが可能とな
る。
【００１０】そのためには、回転体１の位置を検出して
常に電磁石３，３′に流す電流をコントロールする必要
がある。そのための手段として、一般に変位センサが用
いられる。本考案ではその変位センサ５，５′を、電磁
石３，３′に対し、回転軸１を介して対称かつその電磁
石３，３′と同心円平面上に配置している。
常に電磁石３，３′に流す電流をコントロールする必要
がある。そのための手段として、一般に変位センサが用
いられる。本考案ではその変位センサ５，５′を、電磁
石３，３′に対し、回転軸１を介して対称かつその電磁
石３，３′と同心円平面上に配置している。
【００１１】この構成が可能となる理由について説明す
る。図２は図５（ａ）と同様、電磁石の励磁電流Ｉｃと
電磁石により発生する吸引力との関係を示す図である。
横置き回転体の場合には、その回転体自身の自重を支え
るために、あらかじめそれに見合ったバイアス電流Ｉ０
を流しておく必要がある。その状態Ｐにおいて励磁電流
をコントロールすることで、励磁電流Ｉｃに対する吸引
力Ｆの変化率は大きく取ることができ、従来の技術で示
した電磁石対向配置によるバイアス電流の効果が既に得
られる結果となるからである。
る。図２は図５（ａ）と同様、電磁石の励磁電流Ｉｃと
電磁石により発生する吸引力との関係を示す図である。
横置き回転体の場合には、その回転体自身の自重を支え
るために、あらかじめそれに見合ったバイアス電流Ｉ０
を流しておく必要がある。その状態Ｐにおいて励磁電流
をコントロールすることで、励磁電流Ｉｃに対する吸引
力Ｆの変化率は大きく取ることができ、従来の技術で示
した電磁石対向配置によるバイアス電流の効果が既に得
られる結果となるからである。
【００１２】そのために、従来、横置き回転軸に対し
て、下部円周半面に配置していた電磁石は不要となる。
て、下部円周半面に配置していた電磁石は不要となる。
【００１３】図１に戻り、上部円周上半面に配置された
電磁石３，３′に対し、回転体１を介して対称かつその
電磁石３，３′と同心円平面上に配置された変位センサ
５，５′により、回転体１の位置を検出し、その信号を
制御回路６にフィードバックし、駆動回路４，４′を介
して電磁石３，３′に発生する吸引力をコントロールす
ることで、回転体１を非接触で保持できるのである。
電磁石３，３′に対し、回転体１を介して対称かつその
電磁石３，３′と同心円平面上に配置された変位センサ
５，５′により、回転体１の位置を検出し、その信号を
制御回路６にフィードバックし、駆動回路４，４′を介
して電磁石３，３′に発生する吸引力をコントロールす
ることで、回転体１を非接触で保持できるのである。
【００１４】
【考案の効果】本考案によれば、回転軸中心に対して同
心円平面上に電磁石と変位センサとを配置することがで
き、回転体の位置を表す検出信号を補正することなく高
精度なフィードバック信号として用いることができる。
心円平面上に電磁石と変位センサとを配置することがで
き、回転体の位置を表す検出信号を補正することなく高
精度なフィードバック信号として用いることができる。
【００１５】また、上記のような配置のため、フレキシ
ブルな回転体に対してもその制御が可能となる。
ブルな回転体に対してもその制御が可能となる。
【００１６】さらに、電磁石及び位置センサは回転体軸
方向に対して同一位置にあるので、変位センサを設置す
るためのスペースが不要であり、その分、回転体の長さ
を短くして回転体の曲げ固有値を上げることも可能とな
る。
方向に対して同一位置にあるので、変位センサを設置す
るためのスペースが不要であり、その分、回転体の長さ
を短くして回転体の曲げ固有値を上げることも可能とな
る。
【図１】本考案による能動型磁気軸受の構成を示す図で
ある。
ある。
【図２】図１の能動型磁気軸受の作用を説明するための
図である。
図である。
【図３】従来の能動型磁気軸受の構成例を示す端面図で
ある。
ある。
【図４】図３に示した能動型磁気軸受の部分断面平面図
である。
である。
【図５】従来の能動型磁気軸受の作用を説明するための
図である。
図である。
【符号の説明】 １ 回転体 ２ 回転体コア ３，３′ 電磁石 ４，４′ 駆動回路 ５，５′ 変位センサ ６ 制御回路
フロントページの続き (72)考案者 時安 孝一 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号 三菱重工業株式会社 広島研究所内 (72)考案者 山根 康幸 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号 三菱重工業株式会社 広島製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】横置き回転体を支持するラジアル方向の能
動型磁気軸受において、回転体の外周面に積層鋼板で形
成された回転体コアに対向して回転体円周方向のうち上
部半周に配置された４極の電磁石と、残り下部半周に、
前記回転体を介して上部の前記電磁石に対向するよう配
置された２個の変位センサとを備えてなる能動型磁気軸
受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP741891U JP2528655Y2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 能動型磁気軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP741891U JP2528655Y2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 能動型磁気軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499417U JPH0499417U (ja) | 1992-08-27 |
| JP2528655Y2 true JP2528655Y2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=31739256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP741891U Expired - Lifetime JP2528655Y2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 能動型磁気軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2528655Y2 (ja) |
-
1991
- 1991-01-25 JP JP741891U patent/JP2528655Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0499417U (ja) | 1992-08-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961001 |