JP3220303B2 - Magnetic bearing device - Google Patents
Magnetic bearing deviceInfo
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- F16C32/0444—Details of devices to control the actuation of the electromagnets
- F16C32/0446—Determination of the actual position of the moving member, e.g. details of sensors
- F16C32/0448—Determination of the actual position of the moving member, e.g. details of sensors by using the electromagnet itself as sensor, e.g. sensorless magnetic bearings
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は磁気軸受装置に係り、特
にパルス幅変調（ＰＷＭ）型の電源と被支持体の移動量
を検出する手段とを備え、該電源より電磁石コイルに供
給されるスイッチングリップル電流の磁気力により被支
持体を非接触で支持する磁気軸受装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic bearing device, and more particularly, to a magnetic bearing device having a pulse width modulation (PWM) type power supply and a means for detecting the amount of movement of a supported member. The present invention relates to a magnetic bearing device that supports a supported member in a non-contact manner by a magnetic force of a switching ripple current.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図５は、従来の係る構成の磁気軸受装置
の説明図である。回転軸等の非支持体１３は、電磁石１
１のコイル１２に供給される制御電流により発生する電
磁石１１の磁気吸引力により非接触状態で支持される。
電磁石１１のコイル１２に電流を供給する電源は、パル
ス幅変調（ＰＷＭ）型の軸受電源２１である。パルス幅
変調型の電源２１から電磁石１１の励磁電流が供給され
るため、コイル１２に流れる電流はスイッチングリップ
ル電流となる。2. Description of the Related Art FIG. 5 is an explanatory view of a conventional magnetic bearing device. The non-supporting body 13 such as a rotating shaft includes the electromagnet 1
It is supported in a non-contact state by the magnetic attraction of the electromagnet 11 generated by the control current supplied to one coil 12.
A power supply for supplying a current to the coil 12 of the electromagnet 11 is a pulse width modulation (PWM) type bearing power supply 21. Since the excitation current of the electromagnet 11 is supplied from the pulse width modulation type power supply 21, the current flowing through the coil 12 becomes a switching ripple current.
【０００３】係る磁気軸受装置によれば、電磁石１１の
コイル１２からみたインダクタンスを推定することによ
り、被支持体１３の移動量を検出して目標位置に制御し
ている。このため、通常必要とされるインダクタンス形
センサ或いは渦電流形センサ等の変位センサが不要とな
る。また、被支持体１３の移動量検出を電磁石１１のヨ
ーク１４の磁極面の磁力作用点で行うことができるの
で、移動量の検出点と電磁石の磁力の作用点とを一致さ
せることができる。According to such a magnetic bearing device, by estimating the inductance of the electromagnet 11 viewed from the coil 12, the amount of movement of the supported body 13 is detected and controlled to the target position. Therefore, a displacement sensor such as an inductance type sensor or an eddy current type sensor which is usually required is not required. In addition, since the detection of the amount of movement of the supported body 13 can be performed at the magnetic force acting point on the magnetic pole surface of the yoke 14 of the electromagnet 11, the detected point of the movement amount can be matched with the magnetic force acting point of the electromagnet.
【０００４】この移動量検出手段は次の通りである。電
磁石１１のヨーク１４と被支持体１３の磁性材料とは空
隙Ｘを介して磁路が形成され、コイル１２の励磁電流に
よって生じる閉ループの磁束φが形成される。したがっ
て、コイル１２から見たインダクタンスＬは、被支持体
１３と電磁石１１のヨーク１４の磁極面との空隙Ｘの大
きさにより変化する。即ち、コイル１２のインダクタン
スＬを検出することにより、被支持体と電磁石１１のギ
ャップ（空隙）Ｘの大きさを検出することができる。The moving amount detecting means is as follows. A magnetic path is formed between the yoke 14 of the electromagnet 11 and the magnetic material of the supported body 13 through the gap X, and a closed-loop magnetic flux φ generated by the exciting current of the coil 12 is formed. Therefore, the inductance L seen from the coil 12 changes according to the size of the gap X between the supported body 13 and the magnetic pole surface of the yoke 14 of the electromagnet 11. That is, by detecting the inductance L of the coil 12, the size of the gap (gap) X between the supported member and the electromagnet 11 can be detected.
【０００５】被支持体の移動量の検出は、まず電流検出
器２３により、コイル１２に流れるスイッチングリップ
ル電流のリップル成分を検出する。電流検出器２３で検
出されたスイッチングリップル電流のリップル成分は、
バンドパスフィルタ（ＢＦ）２４により、リップル成分
のみが通過する。整流回路２５は、スイッチングリップ
ル電流のリップル成分を整流検波することにより、リッ
プル成分の大きさを検出する。そして、ローパスフィル
タ（ＬＦ）２６で低周波成分のみを通過させることによ
り、リップル成分はインダクタンスＬの大きさに比例す
ることから被支持体１３の移動量に相当する量を検出す
ることができる。To detect the amount of movement of the supported member, first, the current detector 23 detects the ripple component of the switching ripple current flowing through the coil 12. The ripple component of the switching ripple current detected by the current detector 23 is
Only the ripple component passes through the band pass filter (BF) 24. The rectifier circuit 25 detects the magnitude of the ripple component by rectifying and detecting the ripple component of the switching ripple current. By passing only the low-frequency component by the low-pass filter (LF) 26, the ripple component is proportional to the magnitude of the inductance L, so that an amount corresponding to the movement amount of the supported body 13 can be detected.
【０００６】従って、制御回路２７に被支持体の移動量
を入力し、目標浮上位置と比較して信号の位相及びゲイ
ンを調整し、ＰＷＭ軸受電源２１にフィードバックする
ことにより、被支持体１３は目標浮上位置に制御され
る。Accordingly, the amount of movement of the supported body is input to the control circuit 27, the phase and the gain of the signal are adjusted in comparison with the target flying position, and the signal is fed back to the PWM bearing power supply 21. It is controlled to the target flying position.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す従来の被支持体の移動量検出手段では、電流検出器
で検出されるスイッチングリップル電流信号は、デュー
ティ比情報と、コイルのインダクタンスＬの変化情報と
の双方を含んでいる。そのため、スイッチングリップル
電流信号を検出し、その振幅を単に検波してしまうと、
デューティ比の影響を取り除くことができなくなり、安
定な移動量の検出系を実現することが困難になる。特に
比較的広い範囲のギャップ長さを推定する場合は、イン
ダクタンスＬの変化が小さくなるため、移動量すなわち
空隙Ｘの長さの推定が困難になる。However, in the conventional means for detecting the amount of movement of the supported body shown in FIG. 5, the switching ripple current signal detected by the current detector is based on the duty ratio information and the inductance L of the coil. Includes both change information. Therefore, if the switching ripple current signal is detected and its amplitude is simply detected,
The effect of the duty ratio cannot be removed, and it is difficult to realize a stable movement amount detection system. In particular, when estimating the gap length in a relatively wide range, the change in the inductance L is small, so that it is difficult to estimate the movement amount, that is, the length of the gap X.
【０００８】さらに、スイッチングリップル電流信号は
比較的に小さな信号であり、その中に含まれるスイッチ
ング周波数より低い周波数（制御周波数領域、ＤＣ成分
の変動）成分の影響があり、これを取り除く必要があ
る。このスイッチング周波数より低い周波数成分は、熱
等の影響により測定系がドリフトすること等の原因によ
るものと考えられる。Furthermore, the switching ripple current signal is a relatively small signal, which has a lower frequency than the switching frequency (control frequency region, fluctuation of DC component) contained therein, and needs to be removed. . It is considered that the frequency component lower than the switching frequency is caused by the drift of the measurement system due to the influence of heat or the like.
【０００９】本発明は、係る従来技術の問題点に鑑みて
為されたもので、スイッチングリップル電流信号より、
デューティ比成分の影響を除去してコイルのインダクタ
ンスＬ、即ちギャップ長さ情報Ｘのみを検出することを
可能ならしめ、且つスイッチング周波数より低い周波数
（制御周波数領域、ＤＣ成分の変動）成分の影響を除去
することのできる安定性の高い（ロバストな）移動量検
出手段を備えた磁気軸受装置を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art.
It is possible to detect only the inductance L of the coil, that is, the gap length information X by removing the influence of the duty ratio component, and to reduce the influence of the frequency (control frequency region, fluctuation of DC component) lower than the switching frequency. It is an object of the present invention to provide a magnetic bearing device provided with a highly stable (robust) moving amount detecting means that can be removed.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の磁気軸受装置
は、パルス幅変調（ＰＷＭ）型の電源と、被支持体の移
動量を検出する手段とを備え、前記電源より電磁石に供
給されるスイッチングリップル電流の磁気力により被支
持体を非接触に支持する磁気軸受装置において、前記被
支持体の移動量を検出する手段は、前記スイッチングリ
ップル電流の立上り又は立下りを計測する手段を備え、
該スイッチングリップル電流の信号から前記被支持体の
移動量を推定することを特徴とする。A magnetic bearing device according to the present invention includes a pulse width modulation (PWM) type power supply and a unit for detecting a moving amount of a supported member, and is supplied to the electromagnet from the power supply. In a magnetic bearing device that supports a supported body in a non-contact manner by a magnetic force of a switching ripple current, a unit that detects a movement amount of the supported body includes a unit that measures a rise or a fall of the switching ripple current.
The moving amount of the supported body is estimated from the switching ripple current signal.
【００１１】[0011]
【作用】スイッチングリップル電流の立上り又は立下り
を計測する手段を備え、スイッチング信号に同期し、ス
イッチングオン／オフのタイミングより所定の時間にお
ける電流値の過渡応答をサンプルホールドすることによ
り、インダクタンスＬを推定することができ、そのイン
ダクタンスから被支持体側ターゲットと支持側電磁石と
の相対変位量を推定することができる。このように、ス
イッチングリップル電流信号の立上り又は立下りを計測
するため、パルス幅変調のデューティ比の影響を受ける
ことなくインダクタンスＬを推定することができる。With the means for measuring the rise or fall of the switching ripple current, the transient response of the current value at a predetermined time after the switching on / off timing is sampled and held in synchronization with the switching signal, thereby forming the inductance L. It can be estimated, and the relative displacement between the supported-side target and the supporting-side electromagnet can be estimated from the inductance. As described above, since the rise or fall of the switching ripple current signal is measured, the inductance L can be estimated without being affected by the duty ratio of pulse width modulation.
【００１２】又、スイッチングリップル電流の立上り勾
配時と立下り勾配時との信号をサンプルホールドして、
それぞれの信号の差を検出することにより、低い周波数
成分の影響を除去することができる。Further, the signal at the time of the rising gradient and the signal at the time of the falling gradient of the switching ripple current are sampled and held, and
By detecting the difference between the respective signals, it is possible to remove the influence of low frequency components.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照しな
がら説明する。図１は、本発明の一実施例の被支持体の
移動量を検出する手段を備えた磁気軸受装置を示す。本
実施例においても、被支持体１３は電磁石１１の磁気力
により非接触支持され、電磁石１１の磁気力は、コイル
１２にＰＷＭ軸受電源２１からパルス幅変調されたスイ
ッチングリップル電流として供給される。コイル１２に
流れるスイッチングリップル電流は、ＣＴ等の電流検出
器２３により検出される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a magnetic bearing device provided with means for detecting the amount of movement of a supported member according to one embodiment of the present invention. Also in this embodiment, the supported body 13 is supported in a non-contact manner by the magnetic force of the electromagnet 11, and the magnetic force of the electromagnet 11 is supplied to the coil 12 from the PWM bearing power supply 21 as a pulse width modulated switching ripple current. The switching ripple current flowing through the coil 12 is detected by a current detector 23 such as a CT.
【００１４】電流検出器２３で検出された電流はサンプ
ルホールド器１８でホールドされる。リファレンス信号
成形器１７はＰＷＭ軸受電源２１の出力部のＦＥＴを駆
動するスイッチング信号に同期して、該スイッチング信
号を受取りパルス波形を成形する。成形されたパルス波
形はサンプルホールド器１８に入力され、時間ｔ1 後に
サンプルホールド器１８でスイッチングリップル電流波
形をホールドする。The current detected by the current detector 23 is held by the sample and hold unit 18. The reference signal shaper 17 receives the switching signal in synchronization with the switching signal for driving the FET at the output of the PWM bearing power supply 21 and shapes the pulse waveform. Shaped pulse waveform is input to the sample-and-hold device 18, holds the switching ripple current waveform in the sample and hold circuit 18 after a time t 1.
【００１５】サンプルホールド器１８の出力は、ローパ
スフィルタ（ＬＦ）２６に入力され、高周波成分は除去
され被支持体１３の移動量情報としての低周波信号成分
が制御回路２７に入力される。制御回路２７では、被支
持体１３の目標位置と比較され、位相及びゲインが調整
され、被支持体１３が目標位置に安定して支持されるよ
うにＰＷＭ軸受電源のパルス幅変調（ＰＷＭ）を行う。The output of the sample-and-hold unit 18 is input to a low-pass filter (LF) 26, in which high-frequency components are removed, and a low-frequency signal component as movement amount information of the supported body 13 is input to a control circuit 27. In the control circuit 27, the pulse width modulation (PWM) of the PWM bearing power supply is adjusted so that the phase and the gain are adjusted by comparing with the target position of the supported body 13 and the supported body 13 is stably supported at the target position. Do.
【００１６】図２は、移動量情報を検出する手段の詳細
を示す説明図である。コイル１２に流れる電流ＩC は、
ＣＴ等の電流検出器２３で検出され、２台のサンプルホ
ールド器１８Ａ，１８Ｂでホールドされる。サンプルホ
ールド器１８Ａ，１８Ｂのホールドのタイミングは、リ
ファレンス信号成形器１７から与えられる、ＰＷＭ形軸
受電源の出力部のパワー素子を駆動するスイッチング信
号に同期した信号に基づいている。FIG. 2 is an explanatory diagram showing details of the means for detecting the movement amount information. The current I C flowing through the coil 12 is
The current is detected by a current detector 23 such as a CT and held by two sample-and-hold units 18A and 18B. The hold timing of the sample and hold units 18A and 18B is based on a signal provided from the reference signal shaper 17 and synchronized with a switching signal for driving a power element of an output unit of the PWM type bearing power supply.
【００１７】サンプルホールド器１８Ａ，１８Ｂはそれ
ぞれ、リファレンス成形器のスイッチングパルスの立上
りと立下りに同期してそれぞれｔ1 時間後の信号をサン
プルホールドする。サンプルホールド器１８Ａ，１８Ｂ
はそれぞれスイッチングリップル電流の上り勾配時と、
下り勾配時の信号Ｖ1 ，Ｖ2 を検出する。そして、差動
増幅器１９によりサンプルホールドされた信号Ｖ1 とＶ
2 の差を求めて出力Ｖ out とする。The sample and hold units 18A and 18B are
The rise of the switching pulse of the reference molding machine, respectively
T in synchronization with the falling1Time after sun signal
Pull hold. Sample hold device 18A, 18B
Are when the switching ripple current rises, and
Signal V when descending1, VTwoIs detected. And differential
The signal V sampled and held by the amplifier 191And V
TwoAnd the output V outAnd
【００１８】次に、本実施例の移動量検出手段の動作に
ついて説明する。図３（Ａ）に示すインダクタンスＬと
抵抗Ｒからなるコイルに、スイッチオンにより（Ｂ）に
示す矩形波状のパルス電圧が加わった時には、（Ｃ）に
示すような電流Ｉ（ｔ）が流れる。到達電流値は、印加
電圧Ｅとコイル抵抗Ｒにより決まりＥ／Ｒとなる。立上
り／立下りの過渡応答の時定数は、コイル抵抗Ｒとイン
ダクタンスＬによって決まりＬ／Ｒとなる。すなわち、
図３（Ｃ）に示すように、インダクタンスＬの大きさに
よって、時刻ｔ1 の立上りが変わってくる。このため、
コイル抵抗Ｒを一定と仮定すれば、電流Ｉ（ｔ）の応答
はインダクタンスＬによって決まる。したがって初期応
答である時刻ｔ1 の電流Ｉを検出することにより、イン
ダクタンスＬの変化を検出することができる。インダク
タンスＬの変化から被支持体の移動量すなわち被支持体
と電磁石の磁極面との間隔（ギャップ）Ｘを推定するこ
とができる。Next, the operation of the moving amount detecting means of this embodiment will be described. When a rectangular pulse voltage shown in FIG. 3B is applied to the coil composed of the inductance L and the resistor R shown in FIG. 3A by switching on, a current I (t) shown in FIG. 3C flows. The reached current value is determined by the applied voltage E and the coil resistance R, and becomes E / R. The time constant of the rising / falling transient response is determined by the coil resistance R and the inductance L and is L / R. That is,
As shown in FIG. 3C, the rise at time t 1 changes depending on the magnitude of the inductance L. For this reason,
Assuming that the coil resistance R is constant, the response of the current I (t) is determined by the inductance L. Thus by detecting the current I at time t 1 is the initial response, it is possible to detect a change in inductance L. From the change in the inductance L, the amount of movement of the supported member, that is, the distance (gap) X between the supported member and the magnetic pole surface of the electromagnet can be estimated.
【００１９】初期応答を検出する時間ｔ1 は最小デュー
ティ比よりも短い時間にすることにより、デューティ比
の影響を受けないで、インダクタンスＬの変化を求める
ことができる。ＰＷＭ軸受電源の動作領域のデューティ
比が３０％〜８０％であるとすれば、検出時間ｔ1 はデ
ューティ比１０％〜２０％の時間に選定することによっ
て、デューティ比の影響を受けることなくインダクタン
スＬの検出を行うことができる。By setting the time t 1 for detecting the initial response to be shorter than the minimum duty ratio, the change in the inductance L can be obtained without being affected by the duty ratio. If the duty ratio of the operating region of the PWM bearing power to be 30% to 80%, by detecting the time t 1 is to select the duty ratio of 10% to 20% of the time, the inductance without being affected by the duty ratio L can be detected.
【００２０】図４は、スイッチングリップル電流のサン
プルホールドを示す。図４（Ａ）のスイッチング（パル
ス幅変調）電圧Ｅが電磁石コイルに印加されると、電流
検出器２３には、直流成分が除去された（Ｂ）に示すス
イッチングリップル電流Ｉ（ｔ）が検出される。リファ
レンス成形器１７により、スイッチング信号に同期し、
スイッチオン／オフのタイミングより所定の時間（ｔ
1 ）後におけるスイッチングリップル電流の上り勾配を
サンプルホールドするサンプルホールド器１８Ａの出力
はＶ1 となる。スイッチングリップル電流の下り勾配を
サンプルホールドするサンプルホールド器１８Ｂの出力
はＶ2 となる。差動増幅器１９は、サンプルホールドさ
れた出力Ｖ1 ，Ｖ2 の差分を増幅してＶout を出力する
ものである。FIG. 4 shows a sample and hold of the switching ripple current. When the switching (pulse width modulation) voltage E of FIG. 4A is applied to the electromagnet coil, the current detector 23 detects the switching ripple current I (t) shown in FIG. Is done. Synchronized with the switching signal by the reference shaper 17,
A predetermined time (t) from the switch on / off timing
The output of the sample hold circuit 18A which samples and holds the upward gradient of the switching ripple current after 1) becomes V 1. The output of the sample hold circuit 18B for sampling and holding the down slope of the switching ripple current is V 2. The differential amplifier 19 amplifies the difference between the sampled and held outputs V 1 and V 2 and outputs V out .
【００２１】このように、スイッチングリップル電流信
号の下り勾配時と、上り勾配時についてそれぞれサンプ
ルホールドの電圧Ｖ1 及びＶ2 をそれぞれ検出して両者
の差Ｖout を差動増幅器により取り出すことによって、
スイッチング周波数より低い周波数成分の混入、発生に
よる影響を除去することができる。すなわち、スイッチ
ングリップル電流は、コイルに流れる絶対的な電流値と
比較して小さいため、図４（Ｃ）に示すように測定系の
熱ドリフト等によりゼロ点が変動しており、１個のサン
プルホールド器の出力Ｖ1 又はＶ2 のみでは測定誤差を
大きくしてしまう。従って、スイッチングリップル電流
の上り勾配時と下り勾配時をサンプルホールドし、その
ホールド値Ｖ1 ，Ｖ2 の差Ｖout を求めることにより、
スイッチング周波数より低い周波数（制御周波数領域、
ＤＣ成分の変動）成分の影響を相殺して除去することが
できる。As described above, when the switching ripple current signal has a falling gradient and when the switching ripple current signal has a rising gradient, the sample hold voltages V 1 and V 2 are detected, and the difference V out between them is taken out by the differential amplifier.
It is possible to eliminate the influence of mixing and occurrence of frequency components lower than the switching frequency. That is, since the switching ripple current is smaller than the absolute current value flowing through the coil, the zero point fluctuates due to thermal drift of the measurement system as shown in FIG. only the output V 1 or V 2 of the hold device would increase the measurement error. Therefore, by sample-holding the rising and falling slopes of the switching ripple current and calculating the difference Vout between the hold values V 1 and V 2 ,
Frequency lower than switching frequency (control frequency range,
The fluctuation of the DC component) can be eliminated by offsetting the influence of the component.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明はパルス
幅変調型の軸受電源を備えた磁気軸受装置において、パ
ルス幅変調のデューティ比の影響を受けず、低い周波数
（制御周波数領域、ＤＣ成分の変動）成分の影響を取り
除いて、被支持体の移動量を検出することができる。従
って、動作の安定した、且つ検出精度の改良された被支
持体の移動量を検出する手段を備えた磁気軸受装置が提
供される。As described above, according to the present invention, in a magnetic bearing device provided with a pulse width modulation type bearing power supply, a low frequency (control frequency region, DC Component fluctuation) The amount of movement of the supported member can be detected by removing the effect of the component. Accordingly, there is provided a magnetic bearing device having a means for detecting the amount of movement of a supported body, which is stable in operation and has improved detection accuracy.
【図１】本発明の一実施例の磁気軸受装置の説明図。FIG. 1 is an explanatory view of a magnetic bearing device according to one embodiment of the present invention.
【図２】被支持体の移動量を検出する手段の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a unit for detecting a movement amount of a supported member.
【図３】本実施例の移動量検出手段の原理を説明するた
めの説明図であり、（Ａ）は回路図、（Ｂ）は印加する
電圧Ｅ、（Ｃ）は電圧Ｅの印加によって生じる電流Ｉ
（ｔ）を示す。FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams for explaining the principle of a moving amount detecting unit according to the present embodiment. FIG. 3A is a circuit diagram, FIG. 3B is an applied voltage E, and FIG. Current I
(T) is shown.
【図４】スイッチング電圧とスイッチングリップル電流
のサンプルホールドの関係を示すタイムチャートであ
り、（Ａ）はスイッチング（パルス幅変調）電圧Ｅ、
（Ｂ）はスイッチングリップル電流Ｉ（ｔ）、（Ｃ）は
サンプルホールド電圧Ｖ1 ，Ｖ2 を示す。4A and 4B are time charts showing the relationship between the switching voltage and the sample and hold of the switching ripple current. FIG. 4A shows a switching (pulse width modulation) voltage E,
(B) shows the switching ripple current I (t), and (C) shows the sample and hold voltages V 1 and V 2 .
【図５】従来のＰＷＭ軸受電源を用いた磁気軸受装置の
説明図。FIG. 5 is an explanatory view of a magnetic bearing device using a conventional PWM bearing power supply.
１１ 電磁石 １２ コイル １３ 被支持体 １４ ヨーク １７ リファレンス信号成形器 １８，１８Ａ，１８Ｂ サンプルホールド器 １９ 差動増幅器 ２１ パルス幅変調（ＰＷＭ）軸受電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Electromagnet 12 Coil 13 Supported body 14 Yoke 17 Reference signal shaper 18, 18A, 18B Sample hold device 19 Differential amplifier 21 Pulse width modulation (PWM) bearing power supply
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 32/00 - 32/06 G01B 7/00 - 7/34 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F16C 32/00-32/06 G01B 7 /00-7/34
Claims (4)
支持体の移動量を検出する手段とを備え、前記電源より
電磁石に供給されるスイッチングリップル電流の磁気力
により被支持体を非接触に支持する磁気軸受装置におい
て、前記被支持体の移動量を検出する手段は、前記スイ
ッチングリップル電流の立上り又は立下りを計測する手
段を備え、該スイッチングリップル電流の信号から前記
被支持体の移動量を推定することを特徴とする磁気軸受
装置。1. A power supply of a pulse width modulation (PWM) type, and means for detecting a movement amount of a supported body, wherein a non-supported body is disengaged by a magnetic force of a switching ripple current supplied to an electromagnet from the power supply. In the magnetic bearing device supporting in contact, the means for detecting the amount of movement of the supported body includes means for measuring the rise or fall of the switching ripple current, and detects the rising or falling of the switching ripple current. A magnetic bearing device for estimating a moving amount.
る手段は、前記スイッチング信号に同期し、スイッチオ
ン／オフのタイミングより所定の時間後におけるスイッ
チングリップル電流信号をサンプルホールドすることに
より、スイッチングリップル電流信号に含まれ前記被支
持体の移動量を推定することを特徴とする請求項１記載
の磁気軸受装置。2. The switching ripple current measuring means according to claim 1, wherein said means for measuring a switching ripple current synchronizes with said switching signal and samples and holds a switching ripple current signal at a predetermined time after a switch on / off timing. The magnetic bearing device according to claim 1, wherein the amount of movement of the supported object is included.
る手段は、前記スイッチングリップル電流信号をサンプ
ルホールドする回路を２個備え、前記パルス幅変調型電
源の出力部のパワー素子を駆動するスイッチング信号に
同期し、前記１個の回路ではスイッチングリップル電流
信号の下り勾配時の信号を検出し、残りの１個の回路で
は、前記スイッチングリップル電流信号の上り勾配時の
信号を検出し、それぞれのサンプルホールド回路により
検波された信号の差を検出し、被支持体の移動量を推定
するものであることを特徴とする請求項１記載の磁気軸
受装置。3. The means for measuring the switching ripple current includes two circuits for sampling and holding the switching ripple current signal, and synchronizes with a switching signal for driving a power element of an output section of the pulse width modulation type power supply. The one circuit detects a signal at the time of a falling gradient of the switching ripple current signal, and the other one circuit detects a signal at the time of the rising gradient of the switching ripple current signal, and each sample-and-hold circuit detects the signal. 2. The magnetic bearing device according to claim 1, wherein a difference between the detected signals is detected to estimate an amount of movement of the supported member.
いて、制御回路を介して前記パルス幅変調型電源のスイ
ッチングリップル電流により、前記被支持体を目標位置
に制御することを特徴とする請求項２乃至３記載の磁気
軸受装置。4. The method according to claim 1, further comprising the step of controlling the supported body to a target position by a switching ripple current of the pulse width modulation type power supply via a control circuit based on the estimated movement amount of the supported body. 4. The magnetic bearing device according to claim 2, wherein
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