JP2869725B2 - 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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- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、磁気軸受の制御装置に関する。
従来の技術とその問題点
磁気軸受の制御装置として、保護軸受にギャップをお
いて配置される回転体の上記ギャップ内における位置を
検出する位置センサーの出力信号により電磁石用電力増
幅器を介して電磁石を制御するPID制御回路を備えたも
のが知られている。このような従来の制御装置は、通
常、回転体の変位に比例した制御量を供給するようにな
っているが、より大きな軸受剛性を得ようとした場合、
より大きな制御量が必要となる。また、一方、より大き
な制御量を得ようとした場合、制御系のフィードバック
ゲインは大きくなり、回転体の固有振動の影響により制
御不能の状態になってしまう。 この発明の目的は、上記の問題を解決し、軸受剛性が
高くて安定性の良い磁気軸受の制御装置を提供すること
にある。 問題点を解決するための手段 この発明による磁気軸受の制御装置は、 保護軸受にギャップをおいて配置される回転体の上記
ギャップ内における位置を検出する位置センサーの出力
信号にもとづいてPID制御回路により電磁石用電力増幅
器を介して磁気軸受の電磁石を制御する装置であって、 位置センサーとPID制御回路の間に可変ゲイン回路が
設けられ、この可変ゲイン回路が、回転体の変位が小さ
いときには、変位の変化に対する出力の変化を小さくす
ることにより、フィードバックゲインを小さくして、高
周波の回転体の固有振動に対する安定性を高くし、回転
体の変位が大きいときには、変位の変化に対する出力の
変化を大きくすることによって、フィードバックゲイン
を大きくして、低周波の大振幅外乱に対する軸受剛性を
高くするようになされていることを特徴とするものであ
る。 作用 回転体の固有振動（高周波の振動）の振幅は小さく、
低周波の外乱による振動の振幅は大きい。 回転体の変位が大きいときには、変位の変化に対する
可変ゲイン回路の出力の変化を大きくすることにより、
フィードバックゲインが大きくなり、低周波の大振幅外
乱に対する軸受剛性が高くなる。回転体の変位が小さい
ときには、変位の変化に対する可変ゲイン回路の出力の
変化を小さくすることにより、フィードバックゲインが
小さくなり、高周波の回転体の固有振動に対する安定性
が高くなる。 実 施 例 第１図は、この発明の１実施例を示す。 この磁気軸受は、回転体（図示略）の位置を検出する
位置センサー（10）の出力信号にもとづいてPID制御回
路（11）により電磁石用電力増幅器（12）を介して磁気
軸受の電磁石（13）を制御するものであり、位置センサ
ー（10）とPID制御回路（11）の間に、回転体の変位が
小さいときには変位の変化に対する出力の変化が小さ
く、回転体の変位が大きいときには変位の変化に対する
出力の変化が大きい可変ゲイン回路（14）が設けられて
いる。位置センサー（10）、PID制御回路（11）、電力
増幅器（12）および電磁石（13）は公知の任意の構成を
とりうるものであるから、詳細な説明は省略する。 第１図には、可変ゲイン回路（14）の１例の原理的な
構成が示されている。回転体の変位が小さいときすなわ
ち位置センサー（10）の出力が一σと＋σの間にあると
き（第２図の範囲Ａ）は、可変ゲイン回路（14）の出力
は、第１の抵抗（15）により、回転体の変位の変化に対
する出力の変化が小さくなるように変化する。回転体の
変位が正で絶対値が大きいとすなわち位置センサー（1
0）の出力が＋σより大きいとき（第２図の範囲Ｂ）
は、可変ゲイン回路（14）の出力は、第２の抵抗（16）
により、回転体の変位の変化に対する出力の変化が大き
くなるように変化する。回転体の変位が負で絶対値が大
きいときすなわち位置センサー（10）の出力が−σより
小さいとき（第２図の範囲Ｃ）は、可変ゲイン回路（1
4）の出力は、第３の抵抗（17）により、回転体の変位
の変化に対する出力の変化が大きくなるように変化す
る。なお、第２図において、−ｘおよび＋ｘは、回転体
と保護軸受（図示略）とのギャップを示している。 磁気軸受の回転体には、主として、固有振動（高周波
の振動）と低周波の外乱による振動が生じるが、固有振
動の振幅は小さく、低周波の外乱による振動の振幅は大
きい。 回転体の変位が大きいときには、変位の変化に対する
可変ゲイン回路（14）の出力の変化を大きくすることに
より、フィードバックゲインが大きくなり、低周波の大
振幅外乱に対する軸受剛性が高くなる。このため、回転
体が大きく変位して保護軸受に接触することが、確実に
防止される。回転体の変位が小さいときには、変位の変
化に対する可変ゲイン回路（14）の出力の変化を小さく
することにより、フィードバックゲインが小さくなり、
高周波の回転体の固有振動に対する安定性が高くなる。 発明の効果 この発明の磁気軸受の制御装置によれば、低周波の大
振幅外乱に対する軸受剛性を高くすることができ、かつ
高周波の回転体の固有振動に対する安定性を高くするこ
とができる。
いて配置される回転体の上記ギャップ内における位置を
検出する位置センサーの出力信号により電磁石用電力増
幅器を介して電磁石を制御するPID制御回路を備えたも
のが知られている。このような従来の制御装置は、通
常、回転体の変位に比例した制御量を供給するようにな
っているが、より大きな軸受剛性を得ようとした場合、
より大きな制御量が必要となる。また、一方、より大き
な制御量を得ようとした場合、制御系のフィードバック
ゲインは大きくなり、回転体の固有振動の影響により制
御不能の状態になってしまう。 この発明の目的は、上記の問題を解決し、軸受剛性が
高くて安定性の良い磁気軸受の制御装置を提供すること
にある。 問題点を解決するための手段 この発明による磁気軸受の制御装置は、 保護軸受にギャップをおいて配置される回転体の上記
ギャップ内における位置を検出する位置センサーの出力
信号にもとづいてPID制御回路により電磁石用電力増幅
器を介して磁気軸受の電磁石を制御する装置であって、 位置センサーとPID制御回路の間に可変ゲイン回路が
設けられ、この可変ゲイン回路が、回転体の変位が小さ
いときには、変位の変化に対する出力の変化を小さくす
ることにより、フィードバックゲインを小さくして、高
周波の回転体の固有振動に対する安定性を高くし、回転
体の変位が大きいときには、変位の変化に対する出力の
変化を大きくすることによって、フィードバックゲイン
を大きくして、低周波の大振幅外乱に対する軸受剛性を
高くするようになされていることを特徴とするものであ
る。 作用 回転体の固有振動（高周波の振動）の振幅は小さく、
低周波の外乱による振動の振幅は大きい。 回転体の変位が大きいときには、変位の変化に対する
可変ゲイン回路の出力の変化を大きくすることにより、
フィードバックゲインが大きくなり、低周波の大振幅外
乱に対する軸受剛性が高くなる。回転体の変位が小さい
ときには、変位の変化に対する可変ゲイン回路の出力の
変化を小さくすることにより、フィードバックゲインが
小さくなり、高周波の回転体の固有振動に対する安定性
が高くなる。 実 施 例 第１図は、この発明の１実施例を示す。 この磁気軸受は、回転体（図示略）の位置を検出する
位置センサー（10）の出力信号にもとづいてPID制御回
路（11）により電磁石用電力増幅器（12）を介して磁気
軸受の電磁石（13）を制御するものであり、位置センサ
ー（10）とPID制御回路（11）の間に、回転体の変位が
小さいときには変位の変化に対する出力の変化が小さ
く、回転体の変位が大きいときには変位の変化に対する
出力の変化が大きい可変ゲイン回路（14）が設けられて
いる。位置センサー（10）、PID制御回路（11）、電力
増幅器（12）および電磁石（13）は公知の任意の構成を
とりうるものであるから、詳細な説明は省略する。 第１図には、可変ゲイン回路（14）の１例の原理的な
構成が示されている。回転体の変位が小さいときすなわ
ち位置センサー（10）の出力が一σと＋σの間にあると
き（第２図の範囲Ａ）は、可変ゲイン回路（14）の出力
は、第１の抵抗（15）により、回転体の変位の変化に対
する出力の変化が小さくなるように変化する。回転体の
変位が正で絶対値が大きいとすなわち位置センサー（1
0）の出力が＋σより大きいとき（第２図の範囲Ｂ）
は、可変ゲイン回路（14）の出力は、第２の抵抗（16）
により、回転体の変位の変化に対する出力の変化が大き
くなるように変化する。回転体の変位が負で絶対値が大
きいときすなわち位置センサー（10）の出力が−σより
小さいとき（第２図の範囲Ｃ）は、可変ゲイン回路（1
4）の出力は、第３の抵抗（17）により、回転体の変位
の変化に対する出力の変化が大きくなるように変化す
る。なお、第２図において、−ｘおよび＋ｘは、回転体
と保護軸受（図示略）とのギャップを示している。 磁気軸受の回転体には、主として、固有振動（高周波
の振動）と低周波の外乱による振動が生じるが、固有振
動の振幅は小さく、低周波の外乱による振動の振幅は大
きい。 回転体の変位が大きいときには、変位の変化に対する
可変ゲイン回路（14）の出力の変化を大きくすることに
より、フィードバックゲインが大きくなり、低周波の大
振幅外乱に対する軸受剛性が高くなる。このため、回転
体が大きく変位して保護軸受に接触することが、確実に
防止される。回転体の変位が小さいときには、変位の変
化に対する可変ゲイン回路（14）の出力の変化を小さく
することにより、フィードバックゲインが小さくなり、
高周波の回転体の固有振動に対する安定性が高くなる。 発明の効果 この発明の磁気軸受の制御装置によれば、低周波の大
振幅外乱に対する軸受剛性を高くすることができ、かつ
高周波の回転体の固有振動に対する安定性を高くするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の実施例を示す磁気軸受の制御装置の
ブロック図、第２図は可変ゲイン回路の入力（変位）と
出力の関係を示すグラフである。 （10）……位置センサー、（11）……PID制御回路、（1
2）……電磁石用電力増幅器、（13）……電磁石、（1
4）……可変ゲイン回路。
ブロック図、第２図は可変ゲイン回路の入力（変位）と
出力の関係を示すグラフである。 （10）……位置センサー、（11）……PID制御回路、（1
2）……電磁石用電力増幅器、（13）……電磁石、（1
4）……可変ゲイン回路。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ
Ｇ０５Ｄ 3/12 ３０５ Ｇ０５Ｄ 3/12 ３０５Ｚ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．保護軸受にギャップをおいて配置される回転体の上
記ギャップ内における位置を検出する位置センサーの出
力信号にもとづいてPID制御回路により電磁石用電力増
幅器を介して磁気軸受の電磁石を制御する装置であっ
て、 位置センサーとPID制御回路の間に可変ゲイン回路が設
けられ、この可変ゲイン回路が、回転体の変位が小さい
ときには、変位の変化に対する出力の変化を小さくする
ことにより、フィードバックゲインを小さくして、高周
波の回転体の固有振動に対する安定性を高くし、回転体
の変位が大きいときには、変位の変化に対する出力の変
化を大きくすることにより、フィードバックゲインを大
きくして、低周波の大振幅外乱に対する軸受剛性を高く
するようになされてい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 |
|---|---|---|---|
| JP62296858A JP2869725B2 (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 磁気軸受の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62296858A JP2869725B2 (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 磁気軸受の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01137302A JPH01137302A (ja) | 1989-05-30 |
| JP2869725B2 true JP2869725B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=17839073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62296858A Expired - Fee Related JP2869725B2 (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 磁気軸受の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2869725B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3131619B2 (ja) * | 1988-07-29 | 2001-02-05 | 株式会社フェローテック | 磁気軸受装置 |
| JPH03210607A (ja) * | 1990-01-13 | 1991-09-13 | Fuji Electric Co Ltd | アナログサーボ制御装置 |
| JP2004132441A (ja) | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Ntn Corp | 磁気軸受装置、それを用いたエキシマレーザ用貫流ファン装置、磁気軸受のフィードバック制御をコンピュータに実行させるためのプログラム、および磁気軸受のフィードバック制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| JP2006145011A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 磁気軸受装置及び回転機械並びに制御方法 |
| JP7361630B2 (ja) * | 2020-02-20 | 2023-10-16 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプコントローラおよび真空ポンプ |
| CN114593148B (zh) * | 2022-03-11 | 2023-07-14 | 中国航空发动机研究院 | 一种电磁轴承转子系统控制方法及控制装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS621175A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-07 | Nippon Gakki Seizo Kk | サ−ボ回路 |
-
1987
- 1987-11-25 JP JP62296858A patent/JP2869725B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01137302A (ja) | 1989-05-30 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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