JP2546576Y2 - Magnetic bearing spindle device - Google Patents

Magnetic bearing spindle device

Info

Publication number
JP2546576Y2
JP2546576Y2 JP1990045335U JP4533590U JP2546576Y2 JP 2546576 Y2 JP2546576 Y2 JP 2546576Y2 JP 1990045335 U JP1990045335 U JP 1990045335U JP 4533590 U JP4533590 U JP 4533590U JP 2546576 Y2 JP2546576 Y2 JP 2546576Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic bearing
control system
rotating shaft
coil
radial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1990045335U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH044527U (en
Inventor
孝美 尾崎
浩義 伊藤
Original Assignee
エヌティエヌ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エヌティエヌ株式会社 filed Critical エヌティエヌ株式会社
Priority to JP1990045335U priority Critical patent/JP2546576Y2/en
Publication of JPH044527U publication Critical patent/JPH044527U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2546576Y2 publication Critical patent/JP2546576Y2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この考案は、磁気軸受スピンドル装置に関し、特に、
電磁石を有する磁気軸受によって回転軸を磁気軸受し、
その回転軸をモータで回転させるとともに回転軸の位置
を位置センサで検出して磁気軸受を制御する磁気軸受ス
ピンドル装置に関する。
Detailed description of the invention [Industrial application field] This invention relates to a magnetic bearing spindle device,
The rotating shaft is magnetically bearing by a magnetic bearing having an electromagnet,
The present invention relates to a magnetic bearing spindle device that controls the magnetic bearing by rotating the rotating shaft with a motor and detecting the position of the rotating shaft with a position sensor.

[従来の技術] 従来、宇宙機器や原子力,核融合炉用機器などに使用
されるターボ分子ポンプが知られている。このターボ分
子ポンプは、真空中で翼を高速回転することにより高真
空を得る真空ポンプであり、構成としては、磁気軸受ス
ピンドルにターボ分子ポンプ用のロータを取付けて静
翼,ケーシングを組込んだものである。
[Prior Art] Conventionally, a turbo-molecular pump used for space equipment, nuclear power, fusion reactor equipment and the like has been known. This turbo-molecular pump is a vacuum pump that obtains a high vacuum by rotating blades at a high speed in a vacuum, and has a structure in which a rotor for the turbo-molecular pump is mounted on a magnetic bearing spindle, and stationary vanes and a casing are incorporated. Things.

第4図は従来の磁気軸受スピンドルを示した断面図で
ある。なお、ポンプ用ロータは簡略化して示している。
第4図を参照して、従来の磁気軸受スピンドルについて
説明する。回転軸101の一端にはターボ分子ポンプ用の
ロータ102がボルト103によって固定されている。ロータ
102の内面には上部ケース104が設けられ、その上部ケー
ス104は、下部ケース105上に固定されている。上部ケー
ス104の上面とほぼ同じ位置に、上部タッチダウンベア
リング106が取付けられている。上部ケース104の内面に
は、その上部にラジアル磁気軸受108が取付けられ、ラ
ジアル磁気軸受108の上部には、回転軸101のラジアル方
向の位置を検出するためのラジアル位置センサ107が設
けられている。上部ケース104の内面のラジアル磁気軸
受108の下部には、スラスト磁気軸受110が設けられてい
る。スラスト磁気軸受110下には、ラジアル磁気軸受111
が設けられ、ラジアル磁気軸受111下には回転軸101のラ
ジアル方向の位置を検出するためのラジアル位置センサ
112が設けられている。下部ケース105の下方内面部に
は、回転軸101を回転させるためのモータ113が設けら
れ、さらにその下方には、下部タッチダウンベアリング
114が設けられている。さらに、回転軸101の底面に対向
して、回転軸101のスラスト方向の位置を検出するため
のスラスト位置センサ109が設けられている。
FIG. 4 is a sectional view showing a conventional magnetic bearing spindle. Note that the pump rotor is shown in a simplified manner.
A conventional magnetic bearing spindle will be described with reference to FIG. A rotor 102 for a turbo molecular pump is fixed to one end of the rotating shaft 101 by bolts 103. Rotor
An upper case 104 is provided on the inner surface of 102, and the upper case 104 is fixed on a lower case 105. An upper touch-down bearing 106 is mounted at substantially the same position as the upper surface of the upper case 104. On the inner surface of the upper case 104, a radial magnetic bearing 108 is mounted on the upper part thereof, and a radial position sensor 107 for detecting the position of the rotating shaft 101 in the radial direction is provided on the upper part of the radial magnetic bearing 108. . A thrust magnetic bearing 110 is provided below the radial magnetic bearing 108 on the inner surface of the upper case 104. Under the thrust magnetic bearing 110, the radial magnetic bearing 111
A radial position sensor for detecting the position of the rotating shaft 101 in the radial direction is provided below the radial magnetic bearing 111.
112 are provided. A motor 113 for rotating the rotating shaft 101 is provided on the lower inner surface of the lower case 105, and further below the lower touchdown bearing.
114 are provided. Further, a thrust position sensor 109 for detecting the position of the rotating shaft 101 in the thrust direction is provided facing the bottom surface of the rotating shaft 101.

次に、従来の磁気軸受スピンドルの磁気軸受制御につ
いて説明する。まず、回転軸101は、そのラジアル方向
を、ラジアル磁気軸受108および111によって制御され
る。すなわち、回転軸101のラジアル方向の位置は、ラ
ジアル位置センサ107によって検出され、その検出信号
に基づいてラジアル磁気軸受108のコイルに流れる電流
が制御される。ラジアル磁気軸受111およびラジアル位
置センサ111についても同様の動作を行なう。回転軸101
のスラスト方向は、スラスト磁気軸受110によって制御
される。すなわち、回転軸101のスラスト方向位置は、
スラスト位置センサ109によって検出され、その検出信
号に基づいて、スラスト磁気軸受110のコイルへ供給さ
れる電流が制御される。このように制御することによっ
て、回転軸101は高精度に磁気軸受され、この状態でモ
ータ113によって回転軸101が回転される。
Next, the magnetic bearing control of the conventional magnetic bearing spindle will be described. First, the radial direction of the rotating shaft 101 is controlled by radial magnetic bearings 108 and 111. That is, the radial position of the rotary shaft 101 is detected by the radial position sensor 107, and the current flowing through the coil of the radial magnetic bearing 108 is controlled based on the detection signal. The same operation is performed for the radial magnetic bearing 111 and the radial position sensor 111. Rotation axis 101
The thrust direction is controlled by the thrust magnetic bearing 110. That is, the position of the rotating shaft 101 in the thrust direction is
The current supplied to the coil of the thrust magnetic bearing 110 is controlled based on the detection signal detected by the thrust position sensor 109. By performing such control, the rotating shaft 101 is magnetically bearing with high precision, and the rotating shaft 101 is rotated by the motor 113 in this state.

[考案が解決しようとする課題] 前述のように、従来の磁気軸受スピンドルでは、回転
軸101のラジアル方向はラジアル磁気軸受によって制御
され、スラスト方向はスラスト磁気軸受によって制御さ
れていた。
[Problem to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional magnetic bearing spindle, the radial direction of the rotating shaft 101 is controlled by the radial magnetic bearing, and the thrust direction is controlled by the thrust magnetic bearing.

しかし、この磁気軸受スピンドルによって構成される
ターボ分子ポンプが、核融合炉や原子炉の近くに設置さ
れた場合には、ターボ分子ポンプを構成している部品が
放射線を被爆することとなる。このような状態でターボ
分子ポンプに異常が生じた場合には、人間が近づいて修
理することは不可能であり、放射レベルが低下するまで
数百年も待たなければならないという不都合が生じる。
また、ターボ分子ポンプが宇宙用機器として使用された
場合には、たとえ人間が修理可能な場合であっても、補
修部品が完備されているとは限らず、結局、ターボ分子
ポンプとしての機能を回復することができないという問
題点もある。
However, when the turbo-molecular pump constituted by the magnetic bearing spindle is installed near a nuclear fusion reactor or a nuclear reactor, the components constituting the turbo-molecular pump are exposed to radiation. If an abnormality occurs in the turbo-molecular pump in such a state, it is impossible for a person to approach and repair the turbo-molecular pump, and there is an inconvenience of waiting for hundreds of years until the radiation level decreases.
Also, when a turbo molecular pump is used as a space device, even if it can be repaired by humans, the repair parts are not always complete, and the function as a turbo molecular pump is eventually completed. There is also a problem that it cannot be recovered.

つまり、従来の磁気軸受スピンドルでは、磁気軸受ス
ピンドルの内部のコイルやセンサの断線などによって磁
気軸受スピンドルが故障した場合であって、人間が近付
くことができない環境下で磁気軸受スピンドルが使用さ
れている場合には、磁気軸受スピンドルの故障を復帰す
ることができないという問題点があった。
That is, in the conventional magnetic bearing spindle, the magnetic bearing spindle is used in an environment where human beings cannot approach when the magnetic bearing spindle fails due to disconnection of coils or sensors inside the magnetic bearing spindle. In this case, there is a problem that the failure of the magnetic bearing spindle cannot be recovered.

この考案は、上記のような課題を解決するためになさ
れたもので、装置に故障が生じた場合に、装置に近づく
ことなく外部から故障を復帰させることが可能な磁気軸
受スピンドルを提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and to provide a magnetic bearing spindle capable of returning a failure from the outside without approaching the device when the device fails. With the goal.

[課題を解決するための手段] 請求項1における磁気軸受スピンドル装置は、第1の
制御系と第2の制御系とを備えている。第1の制御系
は、モータおよび磁気軸受のそれぞれに設けられた第1
のコイルと回転軸の位置を検出する第1のセンサとによ
って構成されている。第2の制御系は、モータおよび磁
気軸受のそれぞれに設けられた第2のコイルと回転軸の
位置を検出する第2のセンサとによって構成されてい
る。そして、第1の制御系が異常になったことに応じて
第1の制御系を不能化し、第2の制御系を能動化させる
ようにする。また、上記磁気軸受は、ラジアル磁気軸受
とスラスト磁気軸受とを含んでいる。ラジアル磁気軸受
は、第1のコイルと第2のコイルとが同一のステータコ
アに巻かれている。スラスト磁気軸受は、その第1およ
び第2のセンサが回転軸の軸心を中心として同心円状に
配置されている。
[Means for Solving the Problems] The magnetic bearing spindle device according to claim 1 includes a first control system and a second control system. The first control system includes a first control system provided for each of the motor and the magnetic bearing.
And a first sensor for detecting the position of the rotating shaft. The second control system includes a second coil provided in each of the motor and the magnetic bearing, and a second sensor that detects a position of the rotating shaft. Then, when the first control system becomes abnormal, the first control system is disabled and the second control system is activated. Further, the magnetic bearing includes a radial magnetic bearing and a thrust magnetic bearing. In a radial magnetic bearing, a first coil and a second coil are wound around the same stator core. In the thrust magnetic bearing, the first and second sensors are arranged concentrically around the axis of the rotating shaft.

請求項2に記載の磁気軸受スピンドル装置は、上記請
求項1の構成において、磁気軸受が、第1のコイルが駆
動されるときと第2のコイルが駆動されるときとで駆動
制御方向が45°変化するラジアル磁気軸受を含むことを
特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the magnetic bearing has a drive control direction of 45 when the first coil is driven and 45 when the second coil is driven. ° It is characterized by including a radial magnetic bearing that changes.

[作用] 請求項1に係る磁気軸受スピンドル装置では、第1の
制御系に加えて第2の制御系を設けるとともに、第1の
制御系が異常になったことに応じて第1の制御系が不能
化され、第2の制御系が能動化されるので装置の故障な
どによって異常が発生した場合に第1のコイルおよび第
1のセンサから第2のコイルおよび第2のセンサへと駆
動制御が切換えられる。これにより、装置に故障が生じ
た場合に装置に近づくことなく外部から故障を復帰させ
ることができる。また、磁気軸受を、第1のコイルと第
2のコイルとが同一のステータコアに巻かれたラジアル
磁気軸受を含むように構成することによって、第1の制
御系に加えて第2の制御系を設けたとしても構造が複雑
化することもなくコンパクトな構造になるとともに、ラ
ジアル磁気軸受のステータコアと回転軸との位置関係が
第1の制御系と第2の制御系とで変化することがなく、
第1の制御系を不能化して第2の制御系を能動化した場
合にも第1の制御系と同様の位置関係で回転軸を制御す
ることが可能となる。また、磁気軸受が、第1および第
2のセンサが回転軸の軸心を中心として同心円状に配置
されているスラスト磁気軸受を含むように構成されてい
るので、回転軸のセンサに対向する端面が傾いていたと
してもその傾きに影響されることなく回転軸の最下端の
位置を第1の制御系および第2の制御系のいずれにおい
ても正確に検出することが可能となる。
[Operation] In the magnetic bearing spindle device according to claim 1, a second control system is provided in addition to the first control system, and the first control system is operated in response to an abnormality of the first control system. Is disabled and the second control system is activated, so that when an abnormality occurs due to a device failure or the like, drive control is performed from the first coil and the first sensor to the second coil and the second sensor. Is switched. Accordingly, when a failure occurs in the device, the failure can be recovered from the outside without approaching the device. Further, by configuring the magnetic bearing so as to include a radial magnetic bearing in which the first coil and the second coil are wound on the same stator core, the second control system in addition to the first control system is provided. Even if it is provided, the structure becomes compact without complicating the structure, and the positional relationship between the stator core of the radial magnetic bearing and the rotating shaft does not change between the first control system and the second control system. ,
Even when the first control system is disabled and the second control system is activated, the rotation axis can be controlled with the same positional relationship as the first control system. Also, since the magnetic bearing is configured to include a thrust magnetic bearing in which the first and second sensors are arranged concentrically about the axis of the rotating shaft, the end face facing the sensor of the rotating shaft. Even if is tilted, the position of the lowermost end of the rotating shaft can be accurately detected by both the first control system and the second control system without being affected by the tilt.

また、請求項2に係る磁気軸受スピンドル装置では、
第1のコイルが駆動されるときと第2のコイルが駆動さ
れるときで駆動制御方向が45°変化されるので、制御の
切換がより容易となる。
In the magnetic bearing spindle device according to claim 2,
Since the drive control direction is changed by 45 ° between when the first coil is driven and when the second coil is driven, the control is more easily switched.

[考案の実施例] 第1図は、本考案の一実施例を示した磁気軸受スピン
ドルに使用されるラジアル磁気軸受の構成図である。第
1図を参照して、ラジアル磁気軸受は、ステータ150
と、ステータ150の内面に巻かれ、定常状態で駆動され
る主コイル1,2,3,4,5,6,7,8と、故障などによって主コ
イル1〜8が駆動されなくなった場合にそれに代って駆
動される補助コイル11,12,13,14,15,16,17,18と、主コ
イル1〜8が駆動される定常状態で使用される回転軸の
ラジアル方向の位置を検出するための位置センサ21,22
と、補助コイル11〜18が駆動される異常発生時に同時に
使用される回転軸のラジアル方向の位置を検出するため
の補助位置センサ31,32とを含む。
FIG. 1 is a configuration diagram of a radial magnetic bearing used in a magnetic bearing spindle according to an embodiment of the present invention. With reference to FIG.
When the main coils 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8 are wound around the inner surface of the stator 150 and driven in a steady state, and when the main coils 1 to 8 are not driven due to a failure or the like, Detects the radial position of the auxiliary coils 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 that are driven instead and the rotating shaft used in the steady state where the main coils 1 to 8 are driven Position sensors 21 and 22
And auxiliary position sensors 31 and 32 for detecting the radial position of the rotary shaft used simultaneously when an abnormality occurs in driving the auxiliary coils 11 to 18.

次に、このラジアル磁気軸受の制御動作について説明
する。まず、定常状態では、主コイル1〜8に電力が供
給されて駆動される。主コイル1〜8の駆動によって生
じる磁気ループは、磁気ループ41,42,43,44であり、こ
の場合に用いる位置センサは、位置センサ21,22であ
る。ここで、たとえば、Y軸方向の制御を考えた場合
に、位置センサ21の位置検出信号が後述する磁気軸受コ
ントローラ(MSC1)に与えられて信号処理される。その
信号処理に基づいて、主コイル1と2とによって生ずる
磁気ループ41および主コイル5と6とによって生ずる磁
気ループ43を調整することにより、回転軸が予め定めら
れた位置に保持される。一方、主コイル1〜8および位
置センサ21,22に何らかの異常が生じて制御ができなく
なった場合には、座標軸x軸,y軸を45°回転させたx′
軸,y′軸のまわりで制御を行なう。すなわち、y′軸に
ついて説明すると、補助位置センサ31の信号が後述する
磁気軸受コントローラ(MSC2)に与えられて信号処理さ
れる。その信号処理に基づいて、補助コイル12と13およ
び補助コイル16と17が駆動されて磁気ループ51および53
が生じ、それによって回転軸が予め定められた位置に保
持される。なお、本実施例では、位置センサおよび補助
位置センサは、各制御方向に対して1つずつしか設けら
れていないが、これと対向する側に設けてもよい。この
ようにすることによって、ノイズや温度変化に対して優
れた特性を得ることができる。
Next, a control operation of the radial magnetic bearing will be described. First, in a steady state, power is supplied to the main coils 1 to 8 and driven. The magnetic loops generated by driving the main coils 1 to 8 are the magnetic loops 41, 42, 43 and 44, and the position sensors used in this case are the position sensors 21 and 22. Here, for example, when the control in the Y-axis direction is considered, a position detection signal of the position sensor 21 is given to a magnetic bearing controller (MSC1) described later and subjected to signal processing. By adjusting the magnetic loop 41 generated by the main coils 1 and 2 and the magnetic loop 43 generated by the main coils 5 and 6 based on the signal processing, the rotation axis is held at a predetermined position. On the other hand, if any abnormality occurs in the main coils 1 to 8 and the position sensors 21 and 22 and the control becomes impossible, x 'obtained by rotating the coordinate axes x and y axes by 45 °
Control around the y and y 'axes. That is, the y'-axis will be described. The signal of the auxiliary position sensor 31 is given to a magnetic bearing controller (MSC2), which will be described later, and the signal is processed. Based on the signal processing, the auxiliary coils 12 and 13 and the auxiliary coils 16 and 17 are driven and the magnetic loops 51 and 53 are driven.
Occurs, whereby the rotation axis is held in a predetermined position. In the present embodiment, only one position sensor and one auxiliary position sensor are provided for each control direction, but they may be provided on the side opposite to this. This makes it possible to obtain excellent characteristics with respect to noise and temperature changes.

第2図は本考案の一実施例を示した磁気軸受スピンド
ルに使用されるスラスト磁気軸受の構成図である。第2
図を参照して、スラスト磁気軸は、上部軸受110aと、下
部軸受110bとから構成されている。上部軸受110aには、
主コイル71および補助コイル81が巻かれており、下部軸
受110bには、主コイル72および補助コイル82が巻かれて
いる。ここで、主コイル71,72は、通常状態で使用され
るものであり、補助コイル81,82は異常発生時に主コイ
ル71,72に代って使用されるものである。また、回転軸1
01の下端面に対向して位置センサ61および補助位置セン
サ62が設けられている。位置センサ61は定常状態で使用
されるものであり、補助位置センサ62は、異常発生時に
使用されるものである。この位置センサ61および補助位
置センサ62は、回転軸101の軸心を中心として同心円状
に配置されているため、たとえ、回転軸101の位置セン
サ61および補助位置センサ62に対向する端面が傾いてい
たとしても、その傾きに影響されることなく正確に回転
軸101のスラスト方向の位置が検出可能である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a thrust magnetic bearing used in a magnetic bearing spindle showing an embodiment of the present invention. Second
Referring to the drawing, the thrust magnetic shaft includes an upper bearing 110a and a lower bearing 110b. In the upper bearing 110a,
The main coil 71 and the auxiliary coil 81 are wound, and the main coil 72 and the auxiliary coil 82 are wound around the lower bearing 110b. Here, the main coils 71 and 72 are used in a normal state, and the auxiliary coils 81 and 82 are used in place of the main coils 71 and 72 when an abnormality occurs. In addition, rotating shaft 1
A position sensor 61 and an auxiliary position sensor 62 are provided so as to face the lower end surface of 01. The position sensor 61 is used in a steady state, and the auxiliary position sensor 62 is used when an abnormality occurs. Since the position sensor 61 and the auxiliary position sensor 62 are arranged concentrically around the axis of the rotary shaft 101, for example, the end faces of the rotary shaft 101 facing the position sensor 61 and the auxiliary position sensor 62 are inclined. Even if it is, the position of the rotating shaft 101 in the thrust direction can be accurately detected without being affected by the inclination.

次に動作としては、定常状態では、回転軸101のスラ
スト方向位置が位置センサ61によって検出され、その検
出結果に基づいて、主コイル71および72が制御されて回
転軸101が予め定められた正しい位置に保持される。そ
して、異常発生時には、回転軸101のスラスト方向位置
が補助位置センサ62によって検出され、その検出結果に
基づいて、補助コイル81および82が制御されて回転軸10
1が正しい位置に保持される。
Next, as an operation, in a steady state, the position in the thrust direction of the rotating shaft 101 is detected by the position sensor 61, and based on the detection result, the main coils 71 and 72 are controlled so that the rotating shaft 101 is set to a predetermined correct position. Held in position. When an abnormality occurs, the position of the rotating shaft 101 in the thrust direction is detected by the auxiliary position sensor 62, and based on the detection result, the auxiliary coils 81 and 82 are controlled to
1 is held in the correct position.

第3図は、本考案の一実施例を示した磁気軸受スピン
ドルを制御するための制御システムを説明するためのブ
ロック図である。第3図を参照して、磁気軸受スピンド
ルの制御システムは、磁気軸受スピンドル94の磁気軸受
部(図示せず)を定常状態で制御するためのMSC1(磁気
軸受コントローラ91)と、磁気軸受スピンドル装置94の
磁気軸受部を異常発生時に制御するためのMSC2(磁気軸
受コントローラ92)と、磁気軸受スピンドル94のモータ
部(図示せず)を駆動制御するためのINVERTER(モータ
駆動装置93)とを含む。モータ駆動装置93は、修理可能
であることから1回路のみの構成としたが、磁気軸受コ
ントローラ91および92は磁気軸受コントローラ内の素子
の断線などによる故障が発生する恐れがあるため2回路
の構成にしたものである。
FIG. 3 is a block diagram for explaining a control system for controlling a magnetic bearing spindle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the magnetic bearing spindle control system includes an MSC1 (magnetic bearing controller 91) for controlling a magnetic bearing portion (not shown) of the magnetic bearing spindle 94 in a steady state, and a magnetic bearing spindle device. Including an MSC2 (magnetic bearing controller 92) for controlling the magnetic bearing unit 94 when an abnormality occurs, and an INVERTER (motor driving device 93) for driving and controlling a motor unit (not shown) of the magnetic bearing spindle 94 . The motor driving device 93 has only one circuit because it can be repaired. However, the magnetic bearing controllers 91 and 92 have a two-circuit structure because a failure may occur due to disconnection of an element in the magnetic bearing controller. It was made.

このように、本実施例では、磁気軸受スピンドル内に
含まれるコイルや位置センサをそれぞれ2回路有する構
成にするとともに、磁気軸受スピンドルの磁気軸受を制
御する磁気軸受コントローラを2回路の構成にすること
によって、磁気軸受が何らかの原因で故障した場合でも
磁気軸受スピンドル装置に近づくことなく装置の異常を
回復させることができる。この結果、人間が近づくこと
ができない環境下で使用されている場合や宇宙機器に使
用した場合などに故障が生じたとしても、容易に磁気軸
受スピンドルの故障を回復することができる。
As described above, in the present embodiment, the coil and the position sensor included in the magnetic bearing spindle are configured to have two circuits, and the magnetic bearing controller that controls the magnetic bearing of the magnetic bearing spindle is configured to have two circuits. Accordingly, even if the magnetic bearing fails for some reason, it is possible to recover the abnormality of the device without approaching the magnetic bearing spindle device. As a result, even if a failure occurs in an environment where humans cannot approach or when used in space equipment, the failure of the magnetic bearing spindle can be easily recovered.

[考案の効果] 請求項1に係る考案では、第1の制御系が異常になっ
たことに応じて第1の制御系を不能化し、第2の制御系
を能動化させることにより、装置の故障などによって異
常が発生した場合に第1のコイルおよび第1のセンサか
ら第2のコイルおよび第2のセンサへと駆動制御が切換
わるので、装置に故障が発生した場合に装置に近づくこ
となく外部から故障を復帰させることができる。また、
磁気軸受を、第1のコイルと第2のコイルとが同一のス
テータコアに巻かれたラジアル磁気軸受を含むように構
成することによって、そのラジアル磁気軸受においてス
テータコアと回転軸との位置関係が第1の制御系と第2
の制御系とで変化することがなく、それにより、第1の
制御系を不能化して第2の制御系を能動化した場合に
も、第1の制御系と同様の位置関係で回転軸をラジアル
制御することができる。さらに、磁気軸受を、その第1
および第2のセンサが回転軸の軸心を中心として同心円
状に配置されているスラスト磁気軸受を含むように構成
することにより、スラスト位置センサに対向する回転軸
の端面の傾きに影響されることなく回転軸の最下端の位
置を第1および第2の制御系のいずれにおいても正確に
検出することができ、その結果正確なスラスト軸受制御
を行なうことができる。
[Advantage of the Invention] In the invention according to claim 1, the first control system is disabled in response to the abnormality of the first control system, and the second control system is activated, whereby the device of the device is realized. When an abnormality occurs due to a failure or the like, the drive control is switched from the first coil and the first sensor to the second coil and the second sensor. The fault can be recovered from outside. Also,
By configuring the magnetic bearing so as to include a radial magnetic bearing in which the first coil and the second coil are wound around the same stator core, the positional relationship between the stator core and the rotating shaft in the radial magnetic bearing is set to the first position. Control system and the second
The first control system is disabled and the second control system is activated, so that the rotation axis has the same positional relationship as that of the first control system. Radial control is possible. In addition, the magnetic bearing is
And that the second sensor includes a thrust magnetic bearing concentrically arranged about the axis of the rotating shaft, thereby being affected by the inclination of the end face of the rotating shaft facing the thrust position sensor. Therefore, the position of the lowermost end of the rotating shaft can be accurately detected in both the first and second control systems, and as a result, accurate thrust bearing control can be performed.

請求項2に記載の考案では、上記請求項1の効果に加
えて、第1のコイルを駆動するときと第2のコイルを駆
動するときとで駆動制御方向を45°変化することによ
り、容易に制御を切換えることが可能となり、その結果
装置に故障が発生した場合でも簡単に復帰することがで
きる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the drive control direction is changed by 45 ° between the time when the first coil is driven and the time when the second coil is driven. The control can be switched to any other state, and as a result, even if a failure occurs in the apparatus, the apparatus can be easily restored.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本考案の一実施例を示した磁気軸受スピンドル
に使用されるラジアル磁気軸受の構成図、第2図は本考
案の一実施例を示した磁気軸受スピンドルに使用される
スラスト磁気軸受の構成図、第3図は本考案の一実施例
を示した磁気軸受スピンドルを制御するための制御シス
テムを説明するためのブロック図、第4図は従来の磁気
軸受スピンドルを示した断面図である。 図において、1,2,3,4,5,6,7,8は主コイル、11,12,13,1
4,15,16,17,18は補助コイル、21,22は位置センサ、31,3
2は補助位置センサ、41,42,43,44,51,52,53,54は磁気ル
ープ、61は位置センサ、62は補助位置センサ、71,72は
主コイル、81,82は補助コイル、92はMSC1(磁気軸受コ
ントローラ)、92はMSC2(磁気軸受コントローラ)、93
はINVERTER(モータ駆動装置)、94は磁気軸受スピンド
ルである。 なお、各図中、同一符号は同一、または相当部分を示
す。
FIG. 1 is a block diagram of a radial magnetic bearing used in a magnetic bearing spindle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a thrust magnetic bearing used in a magnetic bearing spindle according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram for explaining a control system for controlling a magnetic bearing spindle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view showing a conventional magnetic bearing spindle. is there. In the figure, 1,2,3,4,5,6,7,8 are the main coils, 11,12,13,1
4,15,16,17,18 are auxiliary coils, 21,22 are position sensors, 31,3
2 is an auxiliary position sensor, 41, 42, 43, 44, 51, 52, 53, 54 are magnetic loops, 61 is a position sensor, 62 is an auxiliary position sensor, 71 and 72 are main coils, 81 and 82 are auxiliary coils, 92 is MSC1 (magnetic bearing controller), 92 is MSC2 (magnetic bearing controller), 93
Is an INVERTER (motor drive unit), and 94 is a magnetic bearing spindle. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】電磁石を有する磁気軸受によって回転軸を
軸受し、前記回転軸をモータで回転させ、前記回転軸の
位置を位置センサで検出して前記磁気軸受を制御する磁
気軸受スピンドル装置であって、 前記モータおよび前記磁気軸受のそれぞれに設けられた
第1のコイルと前記回転軸の位置を検出する第1のセン
サとによって構成される第1の制御系と、 前記モータおよび前記磁気軸受のそれぞれに設けられた
第2のコイルと前記回転軸の位置を検出する第2のセン
サとによって構成される第2の制御系とを備え、 前記第1の制御系が異常になったことに応じて前記第1
の制御系を不能化し、前記第2の制御系を能動化させる
ようにし、 前記磁気軸受は、前記第1のコイルと前記第2のコイル
とが同一のステータコアに巻かれたラジアル磁気軸受
と、第1および第2のセンサが前記回転軸の軸心を中心
として同心円状に配置されているスラスト磁気軸受とを
含むことを特徴とする、磁気軸受スピンドル装置。
1. A magnetic bearing spindle device for supporting a rotating shaft by a magnetic bearing having an electromagnet, rotating the rotating shaft by a motor, detecting the position of the rotating shaft by a position sensor, and controlling the magnetic bearing. A first control system including a first coil provided on each of the motor and the magnetic bearing and a first sensor for detecting a position of the rotating shaft; A second control system including a second coil provided for each of the first and second sensors and a second sensor for detecting a position of the rotary shaft, in response to an abnormality in the first control system. The first
Disabling the control system and activating the second control system, wherein the magnetic bearing comprises: a radial magnetic bearing in which the first coil and the second coil are wound around the same stator core; A magnetic bearing spindle device, wherein the first and second sensors include a thrust magnetic bearing arranged concentrically about the axis of the rotating shaft.
【請求項2】前記磁気軸受は、前記第1のコイルが駆動
されるときと前記第2のコイルが駆動されるときとで駆
動制御方向が45°変化するラジアル磁気軸受を含むこと
を特徴とする、請求項1に記載の磁気軸受スピンドル装
置。
2. The magnetic bearing according to claim 1, further comprising a radial magnetic bearing whose drive control direction changes by 45 ° between when the first coil is driven and when the second coil is driven. The magnetic bearing spindle device according to claim 1, wherein:
JP1990045335U 1990-04-27 1990-04-27 Magnetic bearing spindle device Expired - Lifetime JP2546576Y2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1990045335U JP2546576Y2 (en) 1990-04-27 1990-04-27 Magnetic bearing spindle device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1990045335U JP2546576Y2 (en) 1990-04-27 1990-04-27 Magnetic bearing spindle device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH044527U JPH044527U (en) 1992-01-16
JP2546576Y2 true JP2546576Y2 (en) 1997-09-03

Family

ID=31559419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1990045335U Expired - Lifetime JP2546576Y2 (en) 1990-04-27 1990-04-27 Magnetic bearing spindle device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2546576Y2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2594534Y2 (en) * 1991-04-15 1999-04-26 三菱プレシジョン株式会社 Magnetic bearing device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0198708A (en) * 1987-10-07 1989-04-17 Ebara Res Co Ltd Radial magnetic bearing device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH044527U (en) 1992-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3130890B2 (en) Magnetic bearing device and magnetic bearing control device
JP3169892B2 (en) Turbo molecular pump device
JP2001078389A (en) Magnetic levitation motor
JP2001093967A5 (en)
JP2002013532A (en) Magnetic bearing control system
JP2546576Y2 (en) Magnetic bearing spindle device
JPH08159157A (en) Magnetic bearing device
JPH0642531A (en) Magnetic bearing device and control thereof
JP2003111478A (en) Fan motor provided with abnormal-revolution detecting circuit
JPH11166532A (en) Magnetic bearing device
JP2601485Y2 (en) Magnetic bearing device
JPH0564417A (en) Motor having spherical rotor
JPS63111311A (en) Magnetic bearing device
JP2006029453A (en) Magnetic bearing device
JPH048911A (en) Magnetic bearing device
JP2000343379A (en) Main spindle head control device
JPH08189527A (en) Magnetic bearing
JP2993111B2 (en) Magnetic bearing damage prevention device
JP3564595B2 (en) Magnetic levitation rotating device
JPH1070866A (en) Nonbearing type rotating machine
JP2528655Y2 (en) Active magnetic bearing
JPH02119593A (en) Feedback control system
CN116915015A (en) Limited angle stepping motor and control method
EP4363736A1 (en) Electric machine with an electromagnetic bearing
JPH05122895A (en) Magnetic bearing mounting rotary electric machine

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term