JP3176673B2 - 磁気軸受制御装置 - Google Patents
磁気軸受制御装置Info
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- JP3176673B2 JP3176673B2 JP34596391A JP34596391A JP3176673B2 JP 3176673 B2 JP3176673 B2 JP 3176673B2 JP 34596391 A JP34596391 A JP 34596391A JP 34596391 A JP34596391 A JP 34596391A JP 3176673 B2 JP3176673 B2 JP 3176673B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- magnetic bearing
- control device
- abnormality
- rotating shaft
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/44—Centrifugal pumps
- F16C2360/45—Turbo-molecular pumps
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は磁気軸受制御装置に関
し、特に、磁気軸受で支持された回転翼を有する軸流ポ
ンプを制御するような磁気軸受制御装置に関する。
し、特に、磁気軸受で支持された回転翼を有する軸流ポ
ンプを制御するような磁気軸受制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来のターボ分子ポンプの縦断面
図および制御系を示す図である。図３において、ターボ
分子ポンプ１０は回転軸１とステータ２とを含み、回転
軸１の下端側と回転軸１の上下に対向して、回転軸１と
ステータ２との間の相対位置を検出する位置検出器３
ａ，３ｂ，３ｃが設けられ、回転軸１の上側と下側には
回転軸１を磁気軸受するための電磁石４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄが設けられている。さらに、回転軸１の中央部
分に対向するように、回転軸１を回転駆動するためのモ
ータ５が設けられている。モータ５はモータコントロー
ラ７によって回転制御され、電磁石４ａ〜４ｄによる磁
気軸受は軸受コントローラ６によって制御され、これら
の軸受コントローラ６およびモータコントローラ７はポ
ンプ本体外に設けられている。さらに、回転軸１の上下
端には非常用軸受１１，１２が設けられている。この非
常用軸受１１，１２は磁気軸受装置が制御不能になった
ときに回転軸１を支持する。軸受コントローラ６とモー
タコントローラ７とターボ分子ポンプ１０はケーブル１
３，１４，１５によって電気的に接続されている。
図および制御系を示す図である。図３において、ターボ
分子ポンプ１０は回転軸１とステータ２とを含み、回転
軸１の下端側と回転軸１の上下に対向して、回転軸１と
ステータ２との間の相対位置を検出する位置検出器３
ａ，３ｂ，３ｃが設けられ、回転軸１の上側と下側には
回転軸１を磁気軸受するための電磁石４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄが設けられている。さらに、回転軸１の中央部
分に対向するように、回転軸１を回転駆動するためのモ
ータ５が設けられている。モータ５はモータコントロー
ラ７によって回転制御され、電磁石４ａ〜４ｄによる磁
気軸受は軸受コントローラ６によって制御され、これら
の軸受コントローラ６およびモータコントローラ７はポ
ンプ本体外に設けられている。さらに、回転軸１の上下
端には非常用軸受１１，１２が設けられている。この非
常用軸受１１，１２は磁気軸受装置が制御不能になった
ときに回転軸１を支持する。軸受コントローラ６とモー
タコントローラ７とターボ分子ポンプ１０はケーブル１
３，１４，１５によって電気的に接続されている。
【０００３】上述のターボ分子ポンプ１０において、位
置検出器３ａ〜３ｃの検出信号は軸受コントローラ６に
与えられ、回転軸１とステータ２との間のギャップが一
定となるように電磁石４ａ〜４ｄの電磁力が制御され、
モータコントローラ７によってモータ５の回転数が制御
され、ポンプ停止時にはモータ５が減速するように制御
される。磁気軸受装置の制御不能時には、磁気軸受の異
常を検出し、磁気軸受の制御をＯＦＦとし、回転軸１を
非常用軸受１１，１２で支持した状態で通常のポンプ停
止時と同様にして、モータ５によって回転軸１を減速さ
せる。
置検出器３ａ〜３ｃの検出信号は軸受コントローラ６に
与えられ、回転軸１とステータ２との間のギャップが一
定となるように電磁石４ａ〜４ｄの電磁力が制御され、
モータコントローラ７によってモータ５の回転数が制御
され、ポンプ停止時にはモータ５が減速するように制御
される。磁気軸受装置の制御不能時には、磁気軸受の異
常を検出し、磁気軸受の制御をＯＦＦとし、回転軸１を
非常用軸受１１，１２で支持した状態で通常のポンプ停
止時と同様にして、モータ５によって回転軸１を減速さ
せる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、モータ５に
よる回転軸１の加速，減速はモータ５の最大能力で迅速
に行なわれるのがターボ分子ポンプ１０の使用上好まし
い。しかしながら、モータ５からの吸引力が回転軸１へ
の外乱となり、磁気軸受制御に悪影響を及ぼすため、モ
ータ５の加減速特性すなわちモータ出力は磁気軸受性能
によって制限される。
よる回転軸１の加速，減速はモータ５の最大能力で迅速
に行なわれるのがターボ分子ポンプ１０の使用上好まし
い。しかしながら、モータ５からの吸引力が回転軸１へ
の外乱となり、磁気軸受制御に悪影響を及ぼすため、モ
ータ５の加減速特性すなわちモータ出力は磁気軸受性能
によって制限される。
【０００５】一方、磁気軸受装置の制御不能時に作動す
る非常用軸受１１，１２はその使用環境から固体潤滑剤
によって潤滑される真空用軸受が使用されている。とこ
ろが、真空用軸受は一般産業用に使用される油やグリー
スにて潤滑される軸受と比べて、その耐久性が劣るた
め、非常用軸受１１，１２の作動回数が制限されている
のが実情である。
る非常用軸受１１，１２はその使用環境から固体潤滑剤
によって潤滑される真空用軸受が使用されている。とこ
ろが、真空用軸受は一般産業用に使用される油やグリー
スにて潤滑される軸受と比べて、その耐久性が劣るた
め、非常用軸受１１，１２の作動回数が制限されている
のが実情である。
【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、磁
気軸受装置の制御不能時に、モータの減速時間を短縮し
て非常用軸受の１回当りの作動時間を減縮し得る磁気軸
受制御装置を提供することである。
気軸受装置の制御不能時に、モータの減速時間を短縮し
て非常用軸受の１回当りの作動時間を減縮し得る磁気軸
受制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は磁気軸受の異
常を検出する検出手段を含み、検出手段の検出出力に応
じて回転軸を非常用軸受によって支持し、モータを減速
動作させる磁気軸受制御装置であって、停止信号に応じ
て、モータで生じる電流を消費させて減速させる減速手
段と、検出手段によって磁気軸受の異常を検出したこと
に応じて、減速手段によるモータ減速時とは異なる消費
率で電流を消費させてモータを急速に減速動作させるよ
うに構成したものである。
常を検出する検出手段を含み、検出手段の検出出力に応
じて回転軸を非常用軸受によって支持し、モータを減速
動作させる磁気軸受制御装置であって、停止信号に応じ
て、モータで生じる電流を消費させて減速させる減速手
段と、検出手段によって磁気軸受の異常を検出したこと
に応じて、減速手段によるモータ減速時とは異なる消費
率で電流を消費させてモータを急速に減速動作させるよ
うに構成したものである。
【０００８】
【作用】この発明に係る磁気軸受制御装置は、磁気軸受
の異常を検出したとき、モータで生じる電流を消費させ
て減速させる減速時とは異なる消費率で電流を消費させ
てモータを急速に減速動作させることにより、非常用軸
受の１回当たりの作動時間を軽減することができる。
の異常を検出したとき、モータで生じる電流を消費させ
て減速させる減速時とは異なる消費率で電流を消費させ
てモータを急速に減速動作させることにより、非常用軸
受の１回当たりの作動時間を軽減することができる。
【０００９】
【実施例】以下に、図面を参照してこの発明の一実施例
について説明する。図１はこの発明の一実施例における
モータコントローラの電気回路図である。図１を参照し
て、チョッパ回路７１はモータ５をチョッパ制御するも
のであって、チョッパ回路７１には、トランジスタＴｒ
１〜Ｔｒ６とダイオードＤ１〜Ｄ６とを含み、モータ５
の駆動周波数を制御するためのインバータからなる制御
回路７２が接続される。さらに、チョッパ回路７１の出
力と接地間には、リレー接点２４と制動抵抗２０とが直
列接続され、リレー接点２４と制動抵抗２０の接続点と
接地間にはリレー接点２５と制動抵抗２１との直列回路
が接続される。これらの制動抵抗２０と２１はモータを
減速する際に、モータ５で発電されるエネルギを消費す
るために設けられている。磁気軸受の異常を検出する検
出器から磁気軸受異常信号がドライバ２７を介してリレ
ーコイル２２に与えられるとともに、ＯＲ回路２６およ
びドライバ２８を介してリレーコイル２３に与えられ
る。また、モータ５を周波数制動するためのブレーキ信
号もＯＲ回路２６とドライバ２８とを介してリレーコイ
ル２３に与えられる。
について説明する。図１はこの発明の一実施例における
モータコントローラの電気回路図である。図１を参照し
て、チョッパ回路７１はモータ５をチョッパ制御するも
のであって、チョッパ回路７１には、トランジスタＴｒ
１〜Ｔｒ６とダイオードＤ１〜Ｄ６とを含み、モータ５
の駆動周波数を制御するためのインバータからなる制御
回路７２が接続される。さらに、チョッパ回路７１の出
力と接地間には、リレー接点２４と制動抵抗２０とが直
列接続され、リレー接点２４と制動抵抗２０の接続点と
接地間にはリレー接点２５と制動抵抗２１との直列回路
が接続される。これらの制動抵抗２０と２１はモータを
減速する際に、モータ５で発電されるエネルギを消費す
るために設けられている。磁気軸受の異常を検出する検
出器から磁気軸受異常信号がドライバ２７を介してリレ
ーコイル２２に与えられるとともに、ＯＲ回路２６およ
びドライバ２８を介してリレーコイル２３に与えられ
る。また、モータ５を周波数制動するためのブレーキ信
号もＯＲ回路２６とドライバ２８とを介してリレーコイ
ル２３に与えられる。
【００１０】図２は通常減速時のモータ電流と主軸回転
数および磁気軸受異常時のモータ電流と主軸回転数を示
す図である。次に、図１および図２を参照して、この発
明の一実施例の動作について説明する。モータ５を周波
数数制動するためのブレーキ信号がＯＲ回路２６からド
ライバ２８を介してリレーコイル２３に与えられると、
リレー接点２４が閉じられる。この状態では、周波数制
動時のモータ５によって発電された発電電流が制動抵抗
２０で消費される。この状態におけるモータ５の減速特
性は図２の実線で示すようになる。次に、磁気軸受の異
常を検出する検出器から磁気軸受異常信号がドライバ２
７を介してリレーコイル２２に与えられるとともに、Ｏ
Ｒ回路２６とドライバ２８を介してリレーコイル２３に
与えられると、リレー接点２０と２１とが閉じられる。
この状態において、モータ５は周波数制動がかけられ、
モータ５によって発電された発電電流が制動抵抗２０，
２１で消費されることになり、前述の制動抵抗２５を接
続しただけの時と比べて、発電エネルギの消費率が大き
くなり、ブレーキ性能が向上する。この場合のモータ５
の減速特性は図２の点線で示される。
数および磁気軸受異常時のモータ電流と主軸回転数を示
す図である。次に、図１および図２を参照して、この発
明の一実施例の動作について説明する。モータ５を周波
数数制動するためのブレーキ信号がＯＲ回路２６からド
ライバ２８を介してリレーコイル２３に与えられると、
リレー接点２４が閉じられる。この状態では、周波数制
動時のモータ５によって発電された発電電流が制動抵抗
２０で消費される。この状態におけるモータ５の減速特
性は図２の実線で示すようになる。次に、磁気軸受の異
常を検出する検出器から磁気軸受異常信号がドライバ２
７を介してリレーコイル２２に与えられるとともに、Ｏ
Ｒ回路２６とドライバ２８を介してリレーコイル２３に
与えられると、リレー接点２０と２１とが閉じられる。
この状態において、モータ５は周波数制動がかけられ、
モータ５によって発電された発電電流が制動抵抗２０，
２１で消費されることになり、前述の制動抵抗２５を接
続しただけの時と比べて、発電エネルギの消費率が大き
くなり、ブレーキ性能が向上する。この場合のモータ５
の減速特性は図２の点線で示される。
【００１１】なお、上述の実施例では、制動抵抗２０，
２１はモータ５の回転数にかかわらず一定としたが、こ
れに限ることなく可変抵抗器などを利用して、モータ５
の回転数に応じて、連続的に制動抵抗値を変化するよう
にしてもよい。
２１はモータ５の回転数にかかわらず一定としたが、こ
れに限ることなく可変抵抗器などを利用して、モータ５
の回転数に応じて、連続的に制動抵抗値を変化するよう
にしてもよい。
【００１２】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、磁気
軸受の異常を検出したとき、モータで生じる電流を消費
させて減速させる減速時とは異なる消費率で電流を消費
させてモータを急速に減速動作させることにより、非常
用軸受の１回当たりの作動時間を軽減して、長寿命化を
図ることができる。
軸受の異常を検出したとき、モータで生じる電流を消費
させて減速させる減速時とは異なる消費率で電流を消費
させてモータを急速に減速動作させることにより、非常
用軸受の１回当たりの作動時間を軽減して、長寿命化を
図ることができる。
【図１】この発明の一実施例におけるモータコントロー
ラの電気回路図である。
ラの電気回路図である。
【図２】通常減速時のモータ電流と主軸回転数および磁
気軸受異常時のモータ電流と主軸回転数を示す図であ
る。
気軸受異常時のモータ電流と主軸回転数を示す図であ
る。
【図３】従来のターボ分子ポンプの縦断面図および制御
系を示す図である。
系を示す図である。
１ 回転軸 ２ ステータ ３ａ〜３ｃ 位置検出器 ４ａ〜４ｄ 電磁石 ５ モータ ７ モータコントローラ ２０，２１ 制動抵抗 ２２，２３ リレーコイル ２４，２５ リレー接点 ２６ ＯＲ回路 ２７，２８ ドライバ ７１ チョッパ回路
Claims (1)
- 【請求項１】 磁気軸受の異常を検出する検出手段を含
み、前記検出手段の検出出力に応じて回転軸を非常用軸
受によって支持し、モータを減速動作させる磁気軸受制
御装置において、停止信号に応じて、前記モータで生じる電流を消費させ
て減速させる減速手段、および 前記検出手段によって前
記磁気軸受の異常を検出したことに応じて、前記減速手
段によるモータ減速時とは異なる消費率で電流を消費さ
せて前記モータを急速に減速動作させることを特徴とす
る、磁気軸受制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34596391A JP3176673B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 磁気軸受制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34596391A JP3176673B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 磁気軸受制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05180224A JPH05180224A (ja) | 1993-07-20 |
| JP3176673B2 true JP3176673B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=18380197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34596391A Expired - Fee Related JP3176673B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 磁気軸受制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3176673B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1122729A (ja) * | 1997-07-01 | 1999-01-26 | Koyo Seiko Co Ltd | 磁気軸受装置 |
| JP2006009759A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Koyo Seiko Co Ltd | ターボ分子ポンプ装置 |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP34596391A patent/JP3176673B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05180224A (ja) | 1993-07-20 |
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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: 20010306 |
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