JP3259404B2 - Vibration suppressor - Google Patents
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- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
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Description
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、繊維用機械
の高速電動機に用いて好適な回転体の振動抑制装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration suppressing device for a rotating body suitable for use in, for example, a high-speed electric motor of a textile machine.
【0001】[0001]
【従来の技術】従来の一般的な電動機、特に、繊維機械
に用いられる高速電動機の構造について図7を参照して
説明する。この図に示す電動機は、両端が固定されたシ
ャフト1に対して略中空円筒状のローラ2が回転する、
というアウターロータモータである。ローラ2は、その
両端面においてベアリング3,3を介し、シャフト1に
対して回動自在に取り付けられている。ローラ2の内周
面にはマグネット4を介してロータコア5が取り付けら
れる一方、シャフト1にはステータコア6が、このロー
タコア4に対向し空隙を介して固定されている。このス
テータコア6には、シャフト1の一端部に設けられた中
空部に引き通されるケーブル7の電流供給によって、回
転磁界が発生するようになっている。2. Description of the Related Art The structure of a conventional general motor, particularly a high-speed motor used in a textile machine will be described with reference to FIG. In the electric motor shown in this figure, a substantially hollow cylindrical roller 2 rotates with respect to a shaft 1 having both ends fixed.
Outer rotor motor. The roller 2 is rotatably attached to the shaft 1 via bearings 3 at both end surfaces. A rotor core 5 is attached to the inner peripheral surface of the roller 2 via a magnet 4, while a stator core 6 is fixed to the shaft 1 with a gap facing the rotor core 4. A rotating magnetic field is generated in the stator core 6 by current supply from a cable 7 that is passed through a hollow portion provided at one end of the shaft 1.
【0002】すなわち、これらマグネット4、ロータコ
ア5およびステータコア6によって、誘導同期電動機が
構成されて(電動機としては、誘導電動機が採用される
場合もある)、ローラ2がシャフト1に対して回転する
ようになっている。そして、回転するローラ2の外周面
を、例えば、糸巻きボビンに押し付けることによって、
糸を巻き取るような構成となっている。したがって、こ
のような構成によれば、回転するローラ2の周速度は、
糸の巻取速度とほぼ比例することになる。That is, an induction synchronous motor is constituted by the magnet 4, the rotor core 5 and the stator core 6 (an induction motor may be employed as the electric motor), and the roller 2 rotates with respect to the shaft 1. It has become. Then, by pressing the outer peripheral surface of the rotating roller 2 against, for example, a bobbin,
It is configured to wind up a thread. Therefore, according to such a configuration, the peripheral speed of the rotating roller 2 is
It is almost proportional to the winding speed of the yarn.
【0003】一方最近では、生産性向上のために糸の巻
取速度を高くする要求があり、このため、ローラ2には
高い周速度が必要とされる。例えば、ローラ2の周速度
には、約6,000[m/min]程度が必要とされる。これには、
次の2つのアプローチ方法がある。すなわち、 ローラ2の外径を大きくする、あるいは、 ローラ2の回転数を高くする、 という方法である。上記の方法では、ローラ2自体が
肥大化する、という問題だけでなく、ベアリング3に、
この重量増加に対応できる精度が要求される、という問
題が考えられる。そこで従来では、の方法を用い、か
つシャフト1の径を小さくし、これによって、最大荷重
が小さく、かつ内外径の小さいベアリング3を用いるこ
とができるようにしていた。On the other hand, recently, there is a demand to increase the yarn winding speed in order to improve productivity, and therefore, a high peripheral speed is required for the roller 2. For example, the peripheral speed of the roller 2 needs to be about 6,000 [m / min]. This includes
There are two approaches: That is, the outer diameter of the roller 2 is increased, or the rotation speed of the roller 2 is increased. In the above method, not only the problem that the roller 2 itself is enlarged, but also the bearing 3
There is a problem that accuracy that can cope with the increase in weight is required. Therefore, conventionally, the method described above has been used and the diameter of the shaft 1 has been reduced, so that a bearing 3 having a small maximum load and a small inner and outer diameter can be used.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シャフ
ト1の径が小さくなるにしたがって、シャフト1におい
て発生する固有振動の振動数が低下し、該固有振動が、
ローラ2の高回転数とあいまって、上記周速度を満足さ
せる回転数以下で発生する、という問題があった。ここ
で、この固有振動について説明する。一般に、固有振動
とは、その構造物が有する固有の機械的特性を表すもの
であり、該構造物を固有振動数で励振すると共振現象が
発生して、該構造物は非常に大きな振幅で振動する。However, as the diameter of the shaft 1 becomes smaller, the frequency of the natural vibration generated in the shaft 1 decreases.
In combination with the high rotation speed of the roller 2, there is a problem that the rotation speed is lower than the rotation speed that satisfies the above peripheral speed. Here, the natural vibration will be described. In general, natural vibration refers to a characteristic mechanical property of a structure. When the structure is excited at a natural frequency, a resonance phenomenon occurs, and the structure vibrates with a very large amplitude. I do.
【0005】図8に、シャフト1における固有振動と、
その振動モードとを示す。なお、ローラ2は、シャフト
1に比べると、非常に大きな剛性を有するので、ローラ
2の固有振動数もシャフト1に比べると非常に高いもの
となる。したがって、電動機全体を見ると、ローラ2の
固有振動を無視することができ、シャフト1の固有振動
のみについて考えることができる。この図に示すよう
に、シャフト1には、ローラ2の回転停止時では、当然
のことながら振動が全く発生しない。しかしながら、ロ
ーラ2が回転を開始すると、この回転に伴う振動によっ
てシャフト1が励振され、やがて、(この例では)ロー
ラ2の回転数が 7,980 [rpm]に達した場合、シャフト1
には、その両端固定点を「節」とする固有振動(この例
では、振動数133 Hz)が発生する(1次振動モード)。
この場合、ローラ2は、シャフト1の振動にしたがって
全体的に上下方向に振動してしまう。FIG. 8 shows the natural vibration of the shaft 1 and
The vibration mode is shown. Since the roller 2 has much higher rigidity than the shaft 1, the natural frequency of the roller 2 is also much higher than that of the shaft 1. Therefore, when looking at the entire electric motor, the natural vibration of the roller 2 can be ignored, and only the natural vibration of the shaft 1 can be considered. As shown in this figure, when the rotation of the roller 2 is stopped, the shaft 1 naturally does not generate any vibration. However, when the roller 2 starts to rotate, the shaft 1 is excited by the vibration caused by the rotation. When the rotation speed of the roller 2 reaches 7,980 [rpm] (in this example), the shaft 1 ends up rotating.
Generates a natural vibration (in this example, a frequency of 133 Hz) whose fixed points at both ends are “nodes” (primary vibration mode).
In this case, the roller 2 vibrates vertically as a whole according to the vibration of the shaft 1.
【0006】さらに、ローラ2の回転数が上昇し、その
回転数が 16,080[rpm]に達すると、シャフト1には、そ
の両端固定点およびその2等分点(すなわち中点)を各
々「節」とする固有振動(この例では、振動数268 Hz)
が発生する(2次振動モード)。この場合、ローラ2
は、シャフト1の振動にしたがってローラ2の両端が互
いに逆位相で振動するので、シーソ的に振動してしま
う。以下同様に、ローラ2の回転上昇に従って、シャフ
ト1には、その両端固定点およびそのn等分点を各々
「節」とする固有振動が順次発生する(n次振動モー
ド)。ただし、nは「1」以上の整数であり、nが高次
になるにつれてシャフト1以外の他の要素の固有振動が
無視できなくはなる。Further, when the rotation speed of the roller 2 rises and reaches 16,080 [rpm], the shaft 1 is provided with a fixed point at both ends and a bisecting point (that is, a middle point) at each node. (In this example, the frequency is 268 Hz)
Occurs (secondary vibration mode). In this case, roller 2
Since the two ends of the roller 2 vibrate in opposite phases in accordance with the vibration of the shaft 1, they vibrate like a seesaw. Similarly, as the rotation of the roller 2 rises, the shaft 1 sequentially generates natural vibrations having the fixed points at both ends and the n-equivalent points as "nodes" (n-order vibration mode). However, n is an integer equal to or greater than “1”, and as n becomes higher, the natural vibration of elements other than the shaft 1 cannot be ignored.
【0007】このようにシャフト1に固有振動が発生
し、これにしたがってローラ2が振動すると、繊維用機
械では、該振動が糸巻きボビンにも伝搬して糸の品質が
悪化する、という問題があった。さらに、固有振動によ
って、ロータコア5およびステータコア6(図7参照)
が接触し、電動機自体の破損を招く可能性がある、とい
う問題もあった。この発明は上述した問題に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、回転に伴う固有
振動の振幅を大幅に減少させることが可能な回転体の振
動抑制装置を提供することにある。As described above, when the natural vibration is generated in the shaft 1 and the roller 2 vibrates in accordance therewith, the textile machine has a problem that the vibration propagates to the bobbin and the quality of the yarn is deteriorated. Was. Further, due to the natural vibration, the rotor core 5 and the stator core 6 (see FIG. 7)
However, there is a problem that the electric motor may come into contact with the electric motor and damage the electric motor itself. The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vibration suppression device for a rotating body that can significantly reduce the amplitude of natural vibration due to rotation.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は上述した問題
を解決するために、略中空円筒状の回転体が取り付けら
れた固定支持軸の振動抑制装置であって、抑制すべき振
動モードに応じた前記固定支持軸上の位置に設置された
ヨークを有し、前記回転体の内周面側を互いに逆向きに
吸引する1対の電磁石を組とした複数組の電磁石と、前
記固定支持軸と前記回転体との基準値に対する変位量を
検出する複数の検出手段と、を具備し、前記複数の検出
手段によりそれぞれ検出された変位量に対し演算処理を
施し、この演算処理の結果に応じて、前記複数組の電磁
石のうち、同一組をなす1対の電磁石の一方による吸引
力を増大させると共に他方による吸引力を低下させるこ
とを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is provided with a substantially hollow cylindrical rotating body.
A vibration suppression device for a fixed support shaft,
Installed at a position on the fixed support shaft according to the motion mode
It has a yoke, on the inner peripheral surface side opposite directions of the rotating body
A plurality of sets of electromagnets a pair of electromagnets which Aspirate the set, the displacement amount with respect to the reference value of the rotary member and the stationary support shaft
Comprising a plurality of detecting means for detect, a plurality of detection
Means to calculate the displacement amount detected by
According to the result of the arithmetic processing.
Attraction by one of a pair of electromagnets in the same set of stones
It is characterized in that the force is increased and the suction force by the other is reduced .
【0009】[0009]
【作用】この発明によれば、回転面の回転中心を通る異
なる2つの軸方向での、固定支持軸と回転体との基準値
に対する変位量が、それぞれ第1,第2の検出手段によ
って検出される。ここで、第1の検出手段によって検出
される変位量が増大すると、第1組の電磁石の一方は、
この変位量の増大を打ち消す方向に、回転体への吸引力
を増加させる一方、同一組の電磁石の他方は、回転体へ
の吸引力を減少させるので、回転体と固定支持軸とは、
その変位量の増大が減少するように、互いに吸引され
る。第2の検出手段および第2組の電磁石も同様であ
る。これにより、固定支持軸と回転体との変位量は、常
に基準値に保たれる。また、第1,第2の検出手段によ
って検出される変位量がそれぞれ基準値であるならば、
第1組,第2組の各電磁石による吸引力はそれぞれ一定
となり、支持軸と回転体とは平衡状態が保たれる。According to the present invention, the displacement amounts of the fixed support shaft and the rotating body with respect to the reference value in two different axial directions passing through the center of rotation of the rotating surface are detected by the first and second detecting means, respectively. Is done. Here, when the amount of displacement detected by the first detection means increases, one of the first set of electromagnets
While increasing the attraction force to the rotating body in a direction to cancel the increase in the displacement, the other of the same set of electromagnets reduces the attraction force to the rotating body, so the rotating body and the fixed support shaft are:
They are mutually attracted so that the increase in the displacement amount decreases. The same applies to the second detecting means and the second set of electromagnets. Thus, the displacement between the fixed support shaft and the rotating body is always kept at the reference value. Also, if the displacement amounts detected by the first and second detection means are respectively reference values,
The attraction force of each of the first and second sets of electromagnets becomes constant, and the support shaft and the rotating body are kept in equilibrium.
【0010】[0010]
【実施例】以下、図面を参照してこの発明よる一実施例
について説明する。図1は、この実施例の概略構成を示
す側面端面図である。この図は、この実施例の振動抑制
装置10を図7に付加したものとなっており、この振動
抑制装置10は、1次ヨーク11、2次ヨーク12、コ
イル13、センサ14および駆動回路15から構成され
る。なお、図1において、図7と同一部分には同一の符
号を付与し、その説明を省略する。An embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side end view showing a schematic configuration of this embodiment. In this figure, the vibration suppressing device 10 of this embodiment is added to FIG. 7, and the vibration suppressing device 10 includes a primary yoke 11, a secondary yoke 12, a coil 13, a sensor 14, and a driving circuit 15. Consists of In FIG. 1, the same portions as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0011】次に、この実施例の詳細構成について説明
する。図2は、図1におけるA−A’線端面図である。
この図に示すように、シャフト1には、放射状に配置さ
れる磁極111〜118を有する1次ヨーク11が取り付
けられ、これら各磁極にはコイル131〜138がそれぞ
れ巻回されている。これらコイルでは、コイル131,
132が電気的に直列または並列に結線されており、同
様に、コイル133と134とが,135と136とが,1
37と138とがそれぞれ電気的に直列または並列に結線
されている。Next, a detailed configuration of this embodiment will be described. FIG. 2 is an end view taken along line AA ′ in FIG.
As shown in this figure, the shaft 1, a primary yoke 11 having a magnetic pole 11 1 to 11 8 are arranged radially mounted, each of these pole coils 131-134 8 is wound around each I have. In these coils, coils 13 1 ,
13 2 are electrically connected in series or in parallel, and similarly, coils 13 3 and 13 4 , 13 5 and 13 6 , 1
3 7 and the 13 8 are electrically in series or connected in parallel.
【0012】一方、ローラ2の内周面には、磁極111
〜118に対向して2次ヨーク12が取り付けられてい
る。この2次ヨーク12は、ローラ2が磁性体であるな
らば、省略することもできる。また、うず電流損が問題
となる場合には、1次ヨーク11および2次ヨークを積
層構造とすることによって、該うず電流損を減少させる
ことも可能である。そして、コイル131〜138に電流
を流すことによって、磁極111〜118および2次ヨー
ク12には、図に示す磁力線を形成する電磁力、すなわ
ち、2次ヨーク12への吸引力が発生するようになって
いる。On the other hand, the inner peripheral surface of the roller 2 has a magnetic pole 11 1.
Opposed to the secondary yoke 12 is attached to to 11 8. This secondary yoke 12 can be omitted if the roller 2 is made of a magnetic material. When eddy current loss is a problem, the eddy current loss can be reduced by forming the primary yoke 11 and the secondary yoke in a laminated structure. Then, by supplying a current to the coils 131-134 8, the magnetic pole 11 1 to 11 8 and the secondary yoke 12, an electromagnetic force to form a magnetic line of force shown in FIG., Namely, the suction force to the secondary yoke 12 Is to occur.
【0013】センサ14xは、一次ヨーク11と二次ヨ
ーク12との空隙dxが基準値に対し、図に示すx軸方
向にどれだけ変位しているかを、その変位方向とともに
検出するものである。例えば、センサ14xは、該空隙
が小さくなる方向に変位する場合に、その変位量を符号
(−)にて出力する一方、空隙dxが大きく方向に変位
する場合に、その変位量を符号(+)にて出力する。同
様に、センサ14yは、一次ヨーク11と二次ヨーク1
2との空隙dyが基準値に対し、図に示すy軸方向にど
れだけ変位しているかを、その変位方向とともに検出す
るものである。The sensor 14x detects how much the gap dx between the primary yoke 11 and the secondary yoke 12 is displaced from the reference value in the x-axis direction shown in the figure, together with the direction of displacement. For example, the sensor 14x outputs the displacement amount as a sign (-) when the gap is displaced in a direction in which the gap becomes smaller, and outputs the displacement amount as a sign (+) when the gap dx is displaced in a larger direction. ) To output. Similarly, the sensor 14y includes the primary yoke 11 and the secondary yoke 1
The amount of displacement of the gap dy with respect to the reference value in the y-axis direction shown in the drawing is detected together with the displacement direction.
【0014】次に、この実施例の電気的構成、特に、セ
ンサ14x,14y、駆動回路15およびコイル131
〜138について図3を参照して説明する。この図にお
いて、図2と同一部分には、同一符号が付与されてい
る。この図に示すように、センサ14xの検出結果は、
センサアンプ151による所定の増幅を介してコントロ
ーラ153に供給される。コントローラ153は、セン
サ14xによる検出結果に対して適切な演算処理を、例
えば、PID(比例,積分,微分)演算処理を施すもの
である。そして、コントローラ153はこの演算結果
を、加算器1551の一方の入力端(+)および加算器
1552の一方の入力(−)に供給する。加算器15
51,1552の他方の入力端には、一定電流指令Cが供
給されている。Next, the electrical configuration of this embodiment, in particular, the sensors 14x and 14y, the drive circuit 15, and the coil 13 1
To 13 8 will be described with reference to FIG. 3. In this figure, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. As shown in this figure, the detection result of the sensor 14x is:
The signal is supplied to the controller 153 through a predetermined amplification by the sensor amplifier 151. The controller 153 performs an appropriate calculation process on the detection result by the sensor 14x, for example, a PID (proportional, integral, differential) calculation process. Then, the controller 153 the result of the calculation, one input terminal of the adder 155 1 (+) and one input of the adder 155 2 - supplying the (). Adder 15
5 1, 155 2 of the other input terminal, a constant current command C is supplied.
【0015】加算器1551 では、この一定電流指令C
とコントローラ153による演算結果とが加算され、こ
の加算結果が、パワーアンプ1571 による電流増幅を
介してコイル133,134に供給される。一方、加算器
1551 では、一定電流指令Cからコントローラ153
による演算結果が減算され、この減算結果が、パワーア
ンプ1572 による電流増幅を介してコイル137,1
38に供給される。なお、パワーアンプ1571,157
2における電流増幅率は、互いに等しく設定されてい
る。In the adder 155 1 , the constant current command C
A calculation result by the controller 153 and are added, the addition result is supplied to the coil 13 3, 13 4 through a current amplification by the power amplifier 157 1. On the other hand, in the adder 155 1 , the controller 153
Is subtracted, and the result of the subtraction is applied to the coils 13 7 , 1 through current amplification by the power amplifier 157 2.
It is supplied to the 3 8. The power amplifiers 157 1 , 157
The current amplification factors in 2 are set equal to each other.
【0016】同様に、センサ14yの検出結果もセンサ
14xと同様に処理される。すなわち、センサ14yに
よる検出結果は、センサアンプ152による増幅および
コントローラ154によるPID演算を順次介して、加
算器1561 において一定電流指令Cと加算され、該加
算結果が、パワーアンプ1581 による電流増幅を介し
てコイル131,132に供給される一方、加算器156
2 において一定電流指令Cからコントローラ154の演
算結果が減算され、該減算結果が、パワーアンプ158
2 による電流増幅を介してコイル135,136に供給さ
れる。Similarly, the detection result of the sensor 14y is processed similarly to the sensor 14x. That is, the detection result of the sensor 14y are sequentially via the PID calculation by the amplification and the controller 154 by the sensor amplifier 152, summed with a constant current command C in adder 156 1, the addition result is the current amplification by the power amplifier 158 1 Are supplied to the coils 13 1 and 13 2 via the
In step 2 , the calculation result of the controller 154 is subtracted from the constant current command C.
The current is supplied to the coils 13 5 and 13 6 through the current amplification by 2 .
【0017】次に、この実施例の動作について説明す
る。ローラ2の回転が停止している場合、あるいは、回
転に伴う振動が極めて小さい場合には、1次ヨーク11
および2次ヨーク12の空隙dx,dyはそれぞれ基準
値なので、センサ14x,14yの検出結果がともに
「零」となり、このため、コントローラ153,154
の演算結果も「零」になる。したがって、加算器155
1,1561による加算結果および加算器1562,15
62による減算結果は、それぞれ一定電流指令Cのみと
なるので、コイル131,132と、133,134と、1
35,136と、137,138とに供給される電流値は、
それぞれ同一になる。この結果、コイル131,13
2と,135,136とによる2次ヨーク12への各吸引
力は、互いに打ち消し合い、同様に、コイル133,1
34と、137,138とによる2次ヨーク12への各吸
引力も、互いに打ち消し合う。すなわち、各コイルによ
る2次ヨーク12への吸引力は、図2におけるx方向,
y方向ともにバランスするので、空隙dx,dyが基準
値に保たれる。Next, the operation of this embodiment will be described. When the rotation of the roller 2 is stopped, or when the vibration caused by the rotation is extremely small, the primary yoke 11
Since the air gaps dx and dy of the secondary yoke 12 are reference values, the detection results of the sensors 14x and 14y are both “zero”.
Also becomes "zero". Therefore, the adder 155
1 , 156 1 and the adders 156 2 , 15
Since the result of the subtraction by 6 2 is only the constant current command C, the coils 13 1 , 13 2 , 13 3 , 13 4 , 1
3 5, 13 and 6, 13 7, 13 8 and a current value supplied to the
Each will be the same. As a result, the coils 13 1 , 13
2 and 13 5 , 13 6 , the respective attractive forces to the secondary yoke 12 cancel each other, and similarly, the coils 13 3 , 1
And 3 4, the suction force to the secondary yoke 12 by a 13 7, 13 8 also cancel each other. That is, the attraction force to the secondary yoke 12 by each coil is in the x direction in FIG.
Since the balance is made in both the y direction, the air gaps dx and dy are kept at the reference values.
【0018】次に、ローラ2の回転によってシャフト1
が励振し、空隙dxが大きくなる方向への変位が発生し
た場合について説明する。この場合、センサ14xは、
基準値に対する変位量を符号(+)にて出力するので、
コントローラ153の演算結果もこれに従うものとな
る。これにより、加算器1551 では一定電流指令Cに
該演算結果を加算した信号が出力されるので、コイル1
33,134によって生じる吸引力は増大する一方、加算
器1552 では、一定電流指令Cからコントローラ15
3による演算結果が減じられるので、コイル137,1
38によって生じる吸引力は低下する。ローラ2の剛性
はシャフト1の剛性に比べて高いので、相対的に1次ヨ
ーク111が、x軸の(+)方向(右向き)引き寄せら
れる結果、シャフト1には変位を打ち消すような吸引
力、すなわち、空隙dxを小さくする方向の吸引力が働
く。Next, the rotation of the roller 2 causes the shaft 1 to rotate.
Will be described, and a displacement in a direction in which the gap dx becomes large occurs. In this case, the sensor 14x
Since the displacement with respect to the reference value is output with a sign (+),
The calculation result of the controller 153 also follows this. As a result, the adder 155 1 outputs a signal obtained by adding the calculation result to the constant current command C.
While the suction force generated by 3 3 and 13 4 increases, the adder 155 2 uses the constant current command C to
3 reduces the calculation result, so that the coils 13 7 , 1
Suction force generated by 3 8 is reduced. Since the stiffness of the roller 2 is higher than the stiffness of the shaft 1, the primary yoke 111 is relatively pulled toward the (+) direction (rightward) of the x-axis. That is, a suction force acts in a direction to reduce the gap dx.
【0019】反対に、ローラ2による回転によってシャ
フト1が励振し、空隙dxが小さくなる方向への変位が
発生した場合では、基準値に対する変位量が符号(−)
にて出力されるので、加算器1551 では一定電流指令
Cからコントローラ153の演算結果を減算した信号が
出力されて、コイル133,134によって生じる吸引力
は低下する一方、加算器1552 では、一定電流指令C
とコントローラ153の演算結果が加算されるので、コ
イル137,138によって生じる吸引力は増加する。こ
れにより、相対的に1次ヨーク1が、x軸の(−)方向
(右向き)に引き寄せられるので、シャフト1には変位
を打ち消すような吸引力、すなわち、空隙dxを大きく
する方向の吸引力が働く。Conversely, when the shaft 1 is excited by the rotation of the roller 2 and a displacement occurs in a direction in which the gap dx becomes smaller, the displacement amount with respect to the reference value has a sign (-).
, The adder 155 1 outputs a signal obtained by subtracting the calculation result of the controller 153 from the constant current command C, and the attractive force generated by the coils 13 3 and 13 4 decreases, while the adder 155 2 Then, the constant current command C
And the calculation result of the controller 153 are added, so that the attraction force generated by the coils 13 7 and 13 8 increases. As a result, the primary yoke 1 is relatively drawn in the (-) direction (rightward) of the x-axis, so that the shaft 1 has a suction force to cancel the displacement, that is, a suction force in a direction to increase the gap dx. Works.
【0020】すなわち、x軸方向では、センサ14x→
駆動回路15→コイル133,134とコイル137,1
38とによる吸引→センサ14x(変位検出)という帰
還ループによって、空隙dxが常に基準値に保たれるよ
うに制御される。同様な働きが、y軸方向に対しても行
われる。すなわち、センサ14y→駆動回路15→コイ
ル131,132とコイル135,136とによる吸引→セ
ンサ14y(変位検出)という帰還ループによって、空
隙dyが常に基準値に保たれるように制御される。した
がって、x軸およびy軸方向における変位をそれぞれ独
立に制御することによって、図2における回転面全域に
おいて、一次ヨーク11および二次ヨーク12の間の空
隙dx,dyが常に基準値に保たれるように制御される
ので、ローラ2の回転による励振によってシャフト1に
固有振動が発生し、該固有振動の振幅がピークを迎えて
も、その振幅を極めて小さく抑えることが可能となる。That is, in the x-axis direction, the sensor 14x →
Drive circuit 15 → coils 13 3 and 13 4 and coils 13 7 and 1
By 3 8 and by the suction → sensor 14x (displacement detection) of the feedback loop is controlled so that the air gap dx is always kept to the reference value. A similar operation is performed in the y-axis direction. That is, control is performed such that the air gap dy is always maintained at the reference value by the feedback loop of the sensor 14y → the drive circuit 15 → the suction by the coils 13 1 and 13 2 and the coils 13 5 and 13 6 → the sensor 14y (displacement detection). Is done. Therefore, by independently controlling the displacements in the x-axis and y-axis directions, the gaps dx, dy between the primary yoke 11 and the secondary yoke 12 are always maintained at the reference values over the entire rotation plane in FIG. Thus, even when the natural vibration is generated in the shaft 1 by the excitation by the rotation of the roller 2 and the amplitude of the natural vibration reaches a peak, the amplitude can be suppressed to an extremely small value.
【0021】図4は、ローラ2の回転数とa点(図8に
おけるローラ2の外周面一端部)の振動振幅との関係を
示す特性図である。この図に示すように、従来例では、
ローラ2の回転数が上昇するにしたがって固有振動が順
次発生し、これにより、外周部一端部のa点における振
幅は、回転数7,980[rpm]、16,080[rpm]にて順次ピーク
を迎える。一方、この実施例を付加した電動機では、従
来例と同様に、ローラ2の回転数が上昇するにしたがっ
て固有振動が発生するが、その振幅がピークを迎えても
極めて小さく抑えられていることが判る。したがって、
この実施例を負荷した電動機によれば、実質的な最高回
転数までの全域において低振動化が可能となるので、固
有振動が発生する回転数帯を避けて使用する必要がなく
なり、任意の回転数を使用することが可能となる。FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the rotational speed of the roller 2 and the vibration amplitude at point a (one end of the outer peripheral surface of the roller 2 in FIG. 8). As shown in this figure, in the conventional example,
As the rotation speed of the roller 2 increases, the natural vibrations are sequentially generated, whereby the amplitude at the point a at one end of the outer peripheral portion sequentially peaks at the rotation speeds of 7,980 [rpm] and 16,080 [rpm]. On the other hand, in the electric motor to which this embodiment is added, the natural vibration is generated as the rotation speed of the roller 2 is increased, as in the conventional example. However, even when the amplitude reaches a peak, the amplitude is extremely suppressed. I understand. Therefore,
According to the motor loaded with this embodiment, the vibration can be reduced in the entire region up to the substantially maximum rotation speed, so that it is not necessary to use the motor while avoiding the rotation speed band in which the natural vibration occurs, and any rotation speed can be reduced. It is possible to use numbers.
【0022】この実施例では、1次ヨーク11と2次ヨ
ーク12との設置場所について特に説明しなかったが、
シャフト1の固有振動において、抑制すべき振動モード
の「腹」の部分に、この発明による振動抑制装置を設置
すれば最も振動抑制の効果があることは明白である。ま
た、この実施例は、電動機内部に組み込まれる構成とな
っているので、外部にほとんどスペースを必要としな
い。In this embodiment, the installation locations of the primary yoke 11 and the secondary yoke 12 are not particularly described.
In the natural vibration of the shaft 1, it is apparent that the vibration suppressing device according to the present invention has the most effective vibration suppressing effect if the vibration suppressing device according to the present invention is installed at the “antinode” of the vibration mode to be suppressed. Further, since this embodiment is configured to be incorporated inside the electric motor, almost no external space is required.
【0023】なお、この実施例では、各軸方向の変位量
に従う演算結果に、同一の一定電流指令Cをそれぞれ加
算,減算する構成にしたが、回転力を伝達するため図2
におけるx軸方向にローラ2を外部装置に押し付けるよ
うな場合において、図5に示すように、x軸方向に対向
するコイル同士、すなわち、コイル133,134とコイ
ル137,138とに、それぞれ一定電流指令Cとこの一
定電流指令Cにローラ2の押し付け圧力を示す電流指令
C’を加算した加算結果とを、センサ14xによる変位
量の演算結果にそれぞれ加算、減算する構成としても良
い。これにより、押し付け圧力が予めオフセットされる
ので、ローラ2の外周面を糸巻きボビンに押し付けた際
にも、ベアリング3への負荷を軽減することができる、
あるいは、押し付けた際のバネ定数を任意に変化させる
ことができる。In this embodiment, the same constant current command C is added to or subtracted from the calculation result according to the displacement amount in each axial direction. However, in order to transmit the rotational force, FIG.
In the case where the roller 2 is pressed against an external device in the x-axis direction in FIG. 5, as shown in FIG. 5, the coils opposed in the x-axis direction, that is, the coils 13 3 and 13 4 and the coils 13 7 and 13 8 The constant current command C and the addition result obtained by adding the current command C ′ indicating the pressing pressure of the roller 2 to the constant current command C may be respectively added to and subtracted from the calculation result of the displacement amount by the sensor 14x. . Thereby, since the pressing pressure is offset in advance, even when the outer peripheral surface of the roller 2 is pressed against the bobbin, the load on the bearing 3 can be reduced.
Alternatively, the spring constant at the time of pressing can be arbitrarily changed.
【0024】また、上述した実施例では、x軸方向,y
軸方向の変位を検出するのに、ぞれぞれ1個のセンサを
用いたが、図6に示すように、原点に対するセンサ14
x,14yの対称位置にそれぞれ対向してセンサ14’
x,14’yを設け、これら対向するセンサの検出結果
の差分を差動アンプ159,160によって求めて、セ
ンサアンプ151,152に供給するように構成しても
良い。この構成により、変位量の検出感度が2倍となる
だけでなく、センサ固有のノイズや温度変化による特性
変化等を相殺することができるので、測定精度を向上さ
せることが可能である。In the above-described embodiment, the x-axis direction, y
Although one sensor was used to detect the displacement in the axial direction, as shown in FIG.
The sensor 14 'opposes the symmetric position of x and 14y, respectively.
x, 14′y may be provided, and the difference between the detection results of these opposed sensors may be obtained by the differential amplifiers 159, 160 and supplied to the sensor amplifiers 151, 152. With this configuration, not only the detection sensitivity of the displacement amount is doubled, but also noise unique to the sensor and a characteristic change due to a temperature change can be offset, so that the measurement accuracy can be improved.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、第1あ
るいは第2の検出手段によって検出される変位量が増大
すると、第1組あるいは第2組の電磁石の一方は、この
変位量の増大を打ち消すように、回転体への吸引力を増
加させる一方、同一組の電磁石の他方は、回転体への吸
引力を減少させるので、回転体と固定支持軸とは、その
変位量の増大が減少するように、互いに吸引される。し
たがって、回転に伴う固有振動が発生しても、固定支持
軸と回転体との変位量を常に基準値に保たれるように、
吸引力の増加減が行われるので、該固有振動を大幅に減
少させることが可能となる。According to the present invention described above, when the displacement detected by the first or second detecting means increases, one of the first and second sets of electromagnets increases the displacement. As described above, while the attraction force to the rotating body is increased, the other of the same set of electromagnets reduces the attraction force to the rotating body, so that the rotating body and the fixed support shaft have increased displacement. As they decrease, they are sucked into each other. Therefore, even if the natural vibration accompanying the rotation occurs, the displacement amount between the fixed support shaft and the rotating body is always kept at the reference value,
Since the suction force is increased or decreased, the natural vibration can be significantly reduced.
【図1】この発明による第1実施例の要部構成を示す側
面端面図である。FIG. 1 is a side end view showing a configuration of a main part of a first embodiment according to the present invention.
【図2】図1におけるA−A’線端面図である。FIG. 2 is an end view taken along line A-A 'in FIG.
【図3】同実施例の電気的構成を示すブロック図であ
る。FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the embodiment.
【図4】同実施例におけるローラ2の回転数と振動振幅
との関係を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a rotation speed of a roller 2 and a vibration amplitude in the embodiment.
【図5】この発明による第2実施例の電気的構成を示す
ブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of a second embodiment according to the present invention.
【図6】この発明による第3実施例の電気的構成を示す
ブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of a third embodiment according to the present invention.
【図7】従来の繊維機械に用いられる高速電動機の構造
を示す側面端面図である。FIG. 7 is a side end view showing a structure of a high-speed electric motor used in a conventional textile machine.
【図8】シャフト1における固有振動と、その振動モー
ドとを示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a natural vibration in the shaft 1 and its vibration mode.
1……シャフト(固定支持軸)、2……ローラ(回転
体)、113,114……磁極、133,134……コイ
ル、117,118……磁極、137,138……コイル
(第1組の電磁石)、111,112……磁極、131,
132……コイル、115,116……磁極、135,13
6……コイル(第2組の電磁石)、14x……センサ
(第1の検出手段)、14y……センサ(第2の検出手
段)1 ... shaft (fixed support shaft), 2 ... rollers (rotating body), 11 3 , 11 4 ... magnetic poles, 13 3 , 13 4 ... coils, 11 7 , 11 8 ... magnetic poles, 13 7 , 13 8 ... coil (first set of electromagnets), 11 1 , 11 2 ... magnetic poles, 13 1 ,
13 2 …… Coil, 11 5 , 11 6 … Magnetic pole, 13 5 , 13
6 ... coil (second set of electromagnets), 14x ... sensor (first detection means), 14y ... sensor (second detection means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16F 15/03 F16C 32/04 H02K 5/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F16F 15/03 F16C 32/04 H02K 5/24
Claims (1)
固定支持軸の振動抑制装置であって、 抑制すべき振動モードに応じた前記固定支持軸上の位置
に設置されたヨークを有し、前記回転体の内周面側を 互
いに逆向きに吸引する1対の電磁石を組とした複数組の
電磁石と、 前記固定支持軸と前記回転体との基準値に対する変位量
を検出する複数の検出手段と、 を具備し、前記複数の検出手段によりそれぞれ検出され
た変位量に対し演算処理を施し、この演算処理の結果に
応じて、前記複数組の電磁石のうち、同一組をなす1対
の電磁石の一方による吸引力を増大させると共に他方に
よる吸引力を低下させることを特徴とする振動抑制装
置。1. A substantially hollow cylindrical rotating body is attached.
A vibration suppression device for a fixed support shaft, the position on the fixed support shaft corresponding to a vibration mode to be suppressed.
Has installed yokes, and a plurality of sets of <br/> electromagnet a pair of electromagnets Aspirate was set on the inner peripheral surface side opposite directions of the rotating body, the rotation and the fixed support shaft Displacement relative to the reference value with the body
Anda plurality of detecting means for detect a respectively detected by said plurality of detecting means
Calculation processing for the amount of displacement
Accordingly, a pair of the same set of the electromagnets
Increase the attraction force of one of the electromagnets and
You and decreases the suction force by vibration suppression device.
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KR1019940003168A KR100323327B1 (en) | 1993-02-24 | 1994-02-23 | Vibration suppression device of rotating body |
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KR100323327B1 (en) | 2002-07-08 |
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