JP3322932B2 - Magnetic bearing control device - Google Patents

Magnetic bearing control device

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JP3322932B2
JP3322932B2 JP03014993A JP3014993A JP3322932B2 JP 3322932 B2 JP3322932 B2 JP 3322932B2 JP 03014993 A JP03014993 A JP 03014993A JP 3014993 A JP3014993 A JP 3014993A JP 3322932 B2 JP3322932 B2 JP 3322932B2
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光穂 米山
直彦 高橋
康雄 福島
実 広島
忠 金木
嘉明 阿部
尚文 坂梨
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はロータの安定な運転及び
ロータの不つりあい振動の抑制及び駆動電流の低減をは
かる磁気軸受制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic bearing control device for stably operating a rotor, suppressing unbalanced vibration of a rotor, and reducing a drive current.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気軸受で支承されロータの各種の振動
制御方式を図2〜図6に示す。尚、図6は、本件出願時
点において未だ公開されていないものである。
2. Description of the Related Art Various vibration control systems of a rotor supported by magnetic bearings are shown in FIGS. FIG. 6 has not been published at the time of filing the present application.

【0003】図2〜図6は以下の如き従来例である。図
2……サーボフィードバック制御方式としてよく知られ
た従来例図である。図3……ABS(Automatic Balanc
ing System)制御方式であり、特開昭52−93852
号に記載されたものである。ABSは、回転同期振動成
分をカットすることからNカットとも呼びうる。図4…
…臨界減衰制御方式であり、特開昭52−93853号
に記載されたものである。図5……図4の方式を改良し
たものであってNクロス方式と呼ばれるものであり、特
開昭61−262225号に記載されたものである。こ
れは本件出願人によって提案された発明である。図6…
…FF(Feed Forward)制御方式であり、先願である特
願平3−1271845号に記載された発明である。こ
れは本件出願人によって提案された発明である。
FIGS. 2 to 6 show a conventional example as described below. FIG. 2 is a diagram of a conventional example well known as a servo feedback control system. Figure 3 ABS (Automatic Balanc)
ing System) control method.
It is described in the issue. ABS can also be called N-cut because it cuts the rotation synchronous vibration component. Figure 4 ...
... Critical damping control system, which is described in JP-A-52-93853. FIG. 5... This is an improvement of the system of FIG. 4 and is called an N-cross system, which is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-262225. This is an invention proposed by the present applicant. Figure 6 ...
... This is an FF (Feed Forward) control system, and is an invention described in Japanese Patent Application No. 3-127845, which is a prior application. This is an invention proposed by the present applicant.

【0004】以下、図2〜図6を個別に説明する。図2
……磁気軸受で支持された回転体(ロータ)は、その形
状や外力等の影響で回転の中心位置(中立位置とも云
う)からのずれを生ずるので、磁気軸受を制御して回転
体位置を中心位置になるように制御する必要がある。図
2で回転体1の左右上下に電磁石2X、2Yを設けてお
き、この電磁石2X、2Yへの励磁電流を制御すること
で回転体位置制御をはかる。そのために制御回路4X、
4Y及びパワーアンプ5X、5Yを設けている。制御回
路4X、4YはPID要素より成る制御回路である。制
御回路4X、はX軸方向の変位センサ3Xからの検出変
位量xを入力とし、制御回路4YはY軸方向の変位セン
サ3Yからの検出変位量yを入力とする。この変位量x
及びyは回転中心からのずれを示す量であり、これを制
御回路5X、5Yに入力する。制御回路5X、5Yは、
ロータ1の中心位置からのずれに応じた制御電圧Px
yを出力し、これをパワーアンプ5X(左右の2つの
コイル2Xに対応)、5Y(上下の2つのコイル2Yに
対応)に入力し、コイル2X、2Yに中心からのずれを
なくすような励磁電流ix、iyを流すことで、左右上下
の中心位置からのロータのずれを補正する。
Hereinafter, FIGS. 2 to 6 will be described individually. FIG.
The rotor (rotor) supported by the magnetic bearings is deviated from the center of rotation (also called the neutral position) due to its shape, external force, and the like. It is necessary to control so as to be at the center position. In FIG. 2, electromagnets 2X, 2Y are provided on the left, right, upper and lower sides of the rotating body 1, and the position of the rotating body is controlled by controlling the exciting current to the electromagnets 2X, 2Y. Therefore, the control circuit 4X,
4Y and power amplifiers 5X and 5Y are provided. The control circuits 4X and 4Y are control circuits composed of PID elements. The control circuit 4X receives the detected displacement amount x from the displacement sensor 3X in the X-axis direction, and the control circuit 4Y receives the detected displacement amount y from the displacement sensor 3Y in the Y-axis direction. This displacement amount x
And y are amounts indicating the deviation from the rotation center, and are input to the control circuits 5X and 5Y. The control circuits 5X, 5Y
A control voltage P x corresponding to a deviation from the center position of the rotor 1,
Py is output and input to the power amplifier 5X (corresponding to the two coils 2X on the left and right) and 5Y (corresponding to the two coils 2Y on the upper and lower sides) so that the coils 2X and 2Y are prevented from being displaced from the center. exciting current i x, by flowing a i y, to correct the deviation of the rotor from the left and right upper and lower central position.

【0005】制御回路5X、5Yを構成するPID要素
とは、P(比例)、I(積分)、D(微分)を組み合わ
せたものである。この組合せの仕方によって、種々の制
御特性を得る。
The PID elements constituting the control circuits 5X and 5Y are a combination of P (proportional), I (integral) and D (differential). Various control characteristics are obtained depending on the manner of this combination.

【0006】図2のサーボフィードバック制御方式は、
ロータを中立位置に保持するための基本制御法である。
然るに、ロータのあらゆる回転数にわたって中立位置の
維持が可能かというとそうではない。高速回転での曲げ
共振点への対応ができないためである。
The servo feedback control method shown in FIG.
This is a basic control method for holding the rotor at the neutral position.
However, it is not the case that the neutral position can be maintained at all rotation speeds of the rotor. This is because it is not possible to cope with the bending resonance point at high speed rotation.

【0007】ロータの回転数を上げてゆくと、剛体とし
ての1次、2次の共振現象が現れる。更に回転数を上げ
てゆくとロータは剛体としての運動体から不つりあいを
原因とする弾性体としての運動体の性質が現れる。この
弾性体の性質を持つことによって曲げ1次、2次の共振
現象が出現する。これらの共振現象が現れる回転数を共
振周波数と呼ぶ。共振現象の出現する時点をを共振点と
呼ぶ。剛体と弾性体との区別をなくし、剛体としての1
次、2次の共振点を、単に1次、2次の共振点、(Nc
1、Nc2)弾性体としての1次、2次の共振点を、単
に3次、4次の共振点(Nc3、Nc4)と呼ぶことも
ある。かかる共振点と振幅との関係を図7に示す。
[0007] As the rotation speed of the rotor is increased, primary and secondary resonance phenomena appear as a rigid body. As the number of revolutions is further increased, the characteristics of the moving body as an elastic body due to unbalance appear from the moving body as a rigid body in the rotor. The primary and secondary bending phenomena appear due to the properties of the elastic body. The rotation speed at which these resonance phenomena appear is called a resonance frequency. The point at which the resonance phenomenon appears is called the resonance point. Eliminate the distinction between a rigid body and an elastic body.
The next and second resonance points are simply referred to as the first and second resonance points, (Nc
(1, Nc2) The primary and secondary resonance points as an elastic body may be simply referred to as tertiary and quaternary resonance points (Nc3, Nc4). FIG. 7 shows the relationship between the resonance point and the amplitude.

【0008】図2のサーボフィードバック制御方式は、
チューニングすることで回転周波数全域で中立位置に保
持する制御が可能となる。ここで、チューニングとは、
PIDによる制御特性を調整することを云う。しかし、
実際には、図2のサーボフィードバック制御方式では、
せいぜい剛体としての1次、2次の共振点での振動に対
して、中立位置への保持が可能となる程度である。曲げ
1次、2次の共振点及びその前後にわたっての中立位置
への保持は、サーボフィードバック制御方式だけでは困
難である。
The servo feedback control method shown in FIG.
By performing the tuning, it is possible to control to maintain the neutral position over the entire rotation frequency range. Here, tuning is
Adjusting the control characteristics by PID. But,
Actually, in the servo feedback control method of FIG.
At most, it is possible to maintain a neutral position with respect to vibrations at the primary and secondary resonance points as a rigid body. It is difficult to maintain the bending primary and secondary resonance points and the neutral position before and after the resonance point only by the servo feedback control method.

【0009】図3……図3は、図2にトラッキングフィ
ルタ7を設けたこと、及びこの検出回転数xN、yNを制
御回路4X、4Yの入力側に負帰還するようにしたこ
と、に特徴がある。トラッキングフィルタ7は変位信号
x及びy、更に回転パルスを入力として回転同期成分x
N、yN(これをN成分と呼ぶことが多い)を抽出する回
路である。減算点9X、9Yは変位信号x、yから回転
同期成分xN、yNに比例係数β(0か1かのいずれかの
値)を乗算したβxN、βyNを差し引き、この結果を制
御回路4X、4Yへ入力する回路である。
FIG. 3 shows that the tracking filter 7 is provided in FIG. 2 and that the detected rotation speeds x N and y N are negatively fed back to the input sides of the control circuits 4X and 4Y. There is a feature. The tracking filter 7 receives the displacement signals x and y and a rotation pulse as inputs and receives a rotation synchronization component x
N, is a circuit for extracting the (often referred to as N component) y N. The subtraction points 9X and 9Y subtract βx N and βy N obtained by multiplying the rotation synchronization components x N and y N by the proportionality coefficient β (either 0 or 1) from the displacement signals x and y, and control the results. This is a circuit for inputting to the circuits 4X and 4Y.

【0010】図3の回路によれば、変位信号x、yから
係数器20X、20Yにより比例係数βを乗じた回転同
期成分βxN、βyNを差し引くことで、磁気軸受は回転
同期の不つりあい振動には反応しないようになる。(振
動絶縁)。よって、ばね定数KNと減衰定数CNは、回転
同期成分に対してKN=0、CN=0となる。このABS
制御をかける場合にはβ=1、かけない場合にはβ=0
となる。β=1としてABS制御をかけると、その時の
不つりあい振動の抑制のための電流が不要となる利点を
持つ。このABS制御は、共振点通過中はかけずに(β
=0)、共振点通過後にかける(β=1)ことが特徴で
ある。ABS制御はオプションである。
According to the circuit of FIG. 3, the rotational bearings βx N and βy N obtained by multiplying the displacement signals x and y by the proportional coefficients β by the coefficient units 20X and 20Y are subtracted, so that the magnetic bearing is unbalanced in rotational synchronization. It will not respond to vibration. (Vibration insulation). Therefore, the spring constant K N and the damping constant C N are K N = 0 and C N = 0 with respect to the rotation synchronous component. This ABS
Β = 1 when control is applied, β = 0 when control is not applied
Becomes Applying ABS control with β = 1 has the advantage that a current for suppressing unbalanced vibration at that time is not required. This ABS control is not applied during the passage through the resonance point (β
= 0), and applied after passing through the resonance point (β = 1). ABS control is optional.

【0011】図4……図4は、図2の制御装置に微分回
路6X,6Yと回転同期トラッキングフィルタ7とを設
けて曲げモードの共振点での共振振幅をも小さく押さえ
ることを目的とする。検出された変位信号x,yはPI
D形の制御回路4X,4Yに入力されるとともに、微分
回路6X,6Yへも入力される。微分回路6XはKx+
C(dx/dt)を算出することにより変位xの速度に
比例した量を算出し、この量からロータ1の回転数Nに
同期した成分
FIG. 4 is intended to reduce the resonance amplitude at the resonance point in the bending mode by providing the differentiating circuits 6X and 6Y and the rotation synchronous tracking filter 7 in the control device shown in FIG. . The detected displacement signals x and y are PI
The signals are input to the D-type control circuits 4X, 4Y and also to the differentiating circuits 6X, 6Y. Differentiating circuit 6X is Kx +
By calculating C (dx / dt), an amount proportional to the speed of the displacement x is calculated, and a component synchronized with the rotation speed N of the rotor 1 is calculated from this amount.

【数1】 を回転同期トラッキングフィルタ7が検出する。ここで
Kはばね定数、Cは減衰定数である。同様に変位信号y
から微分回路6Y、回転同期トラッキングフィルタ7は
回転数Nに同期した成分
(Equation 1) Is detected by the rotation synchronous tracking filter 7. Here, K is a spring constant, and C is a damping constant. Similarly, the displacement signal y
From the differential circuit 6Y and the rotation synchronous tracking filter 7 are components synchronized with the rotational speed N.

【数2】 を検出する。こうして変位と速度の回転同期成分x0
0のみを抽出し、回転数同期の不つりあい振動のみの
制御を行う。この構成によれば、変位成分の大きさに応
じた制御によって軸受剛性の調整が可能(これは、ばね
定数Kの大きさで調整する)で、また速度成分の大きさ
によって軸受変位の減衰の調整が可能(これは減衰定数
Cの大きさで調整する)となり、曲げモード共振点の振
幅を小さく抑えることができる。しかし、この方式で
は、微分回路を必要とする。しかし一般に、数学的微分
を電子回路で実現するには高周波ノイズの発生を誘発
し、制約を伴うので、完全なものは無限で、模擬的なも
ので代用するしか仕方がないのが実情である。
(Equation 2) Is detected. Thus, the rotation synchronous component x 0 of displacement and velocity,
Only y 0 is extracted, and only the unbalanced vibration synchronized with the rotation speed is controlled. According to this configuration, the bearing stiffness can be adjusted by control according to the magnitude of the displacement component (this is adjusted by the magnitude of the spring constant K), and the damping of the bearing displacement is reduced by the magnitude of the speed component. Adjustment is possible (this is adjusted by the magnitude of the damping constant C), and the amplitude of the bending mode resonance point can be kept small. However, this method requires a differentiating circuit. However, in general, the realization of mathematical differentiation by electronic circuits induces the generation of high-frequency noise and is accompanied by restrictions, so in reality the perfect thing is infinite and the only way is to substitute a simulated one. .

【0012】図5……図4の従来例では、速度検出に微
分回路6X、6Yを用いたが、図5はこれを別の方法で
検出するようにしたものである。図5はロータの不つり
あい振動が前向きである場合の構成であり、x方向の微
分は−y変位信号に比例し、y方向振動の微分はx変位
信号に比例することを利用したものである。即ち図4の
微分回路6X,6Yの出力の代わりにこれらの変位−y
N,xNを用いたのが図5であり、各変位の速度の回転同
期成分を回転同期トラッキングフィルタ7により取り出
すことができる。これをクロスさせて係数器21X、2
1Yを介して制御回路4X、4Yの出力側の減算点、及
び加算点に与える。
FIG. 5... In the conventional example of FIG. 4, the differentiating circuits 6X and 6Y are used for speed detection, but FIG. 5 detects this by another method. FIG. 5 shows a configuration in which the unbalanced vibration of the rotor is directed forward, utilizing the fact that the derivative in the x direction is proportional to the −y displacement signal, and the derivative of the vibration in the y direction is proportional to the x displacement signal. . That is, instead of the outputs of the differentiating circuits 6X and 6Y of FIG.
N, a 5 that using x N, it is possible to take out the rotation synchronization component of the velocity of the displacement by the rotation synchronous tracking filter 7. This is crossed to obtain coefficient units 21X, 2
This is given to the subtraction point and the addition point on the output side of the control circuits 4X and 4Y via 1Y.

【0013】Nクロス制御は、微分回路が完全に実現で
き、不つりあい振動に対して、減衰定数CNを発生させ
たのと同等の効果を持つ。よって共振振幅を大幅に低減
できることになる。従って、共振点通過中に使用される
オプション回路である。
In the N-cross control, a differentiating circuit can be completely realized, and has the same effect as generating a damping constant C N on unbalanced vibration. Therefore, the resonance amplitude can be significantly reduced. Therefore, it is an optional circuit used during passage through the resonance point.

【0014】図6……新しい振動制限法を実現する回路
である。前述の従来例は、トラッキングフィルタを設け
たことで変位信号に依存して電流制御をはかることから
フィードバック制御と呼べるものである。図8はこの変
位信号x、yを使用するトラッキングフィルタを設けて
いないことから、FF制御法と呼ぶ。このFF制御は、
フィードフォワードで加振力を与え、その加振力が不つ
りあいと逆位相になるように与え、不つりあいとキャン
セルすることによって振動を低減しようとするものであ
る。図6で、2相発振器10は、ロータ回転数Ωに対し
て回転パルスに同期した正弦波信号Asin(Ωt+φ)
と余弦波信号Acos(Ωt+φ)を出力する。制御回路
4Xの出力と余弦波信号Acos(Ωt+φ)に比例(係
数器22X、22Yで与えられた比例係数γ)した量と
の加算を行い、これで電流制御を行い、制御回路4Yの
出力と正弦波信号Asin(Ωt+φ)に比例(比例係数
γ)した量との加算を行い、これで電流制御を行う。振
幅Aと位相φを適当に選べば共振点において不つりあい
によるアンバランス力をキャンセルするように加振で
き、共振振幅を小さく押え得る。この加振をFF加振と
呼ぶ。尚、図6の点線で示すように、制御回路4X、4
Yの入力側に2相出力を与えてもよい。このFF制御も
オプションである。以上の図2〜図6に示した従来例及
び先願の使用目的と使用回転数と制御電流(励磁電流)
との関係を図8に示す。
FIG. 6 is a circuit for realizing a new vibration limiting method. The conventional example described above can be called feedback control because current control is performed depending on a displacement signal by providing a tracking filter. FIG. 8 does not provide a tracking filter using the displacement signals x and y, and is therefore called an FF control method. This FF control is
An exciting force is applied by feed forward, the exciting force is applied so as to have a phase opposite to the unbalance, and the vibration is reduced by canceling the unbalance. In FIG. 6, the two-phase oscillator 10 has a sine wave signal Asin (Ωt + φ) synchronized with the rotation pulse with respect to the rotor rotation speed Ω.
And a cosine wave signal Acos (Ωt + φ). An output of the control circuit 4X and an amount proportional to the cosine wave signal Acos (Ωt + φ) (proportional coefficient γ given by the coefficient units 22X and 22Y) are added, thereby performing current control. An addition is performed with an amount proportional to the sine wave signal Asin (Ωt + φ) (proportional coefficient γ), and current control is performed using this. If the amplitude A and the phase φ are properly selected, vibration can be applied so as to cancel the imbalance force due to unbalance at the resonance point, and the resonance amplitude can be kept small. This excitation is called FF excitation. As shown by the dotted lines in FIG.
A two-phase output may be given to the input side of Y. This FF control is also optional. The purpose of use, the number of rotations, and the control current (excitation current) of the conventional example and the prior application shown in FIGS.
Is shown in FIG.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】特開昭52-93853号に示
された微分回路を用いる臨界減衰装置においては、変位
信号(x、y)から速度信号(dx/dt、dy/d
t)を作るための微分回路が必要となり、回路が複雑に
なる。また、不つりあい振動による危険速度通過時には
振動振幅が大きく、磁気軸受に流す電流の増大するとい
う問題がある。また、特開昭61-262225号のNクロスの
制御においても、本来のPID制御回路に 共振振動の
信号が流れるため、電流の増大という問題がある。これ
らの電流の増大はパワーアンプのダイナミックレンジを
大きくすることを必要とし、これが実現困難になる。ま
た、ABSを用いれば不つりあいによる回転数同期成分
の振動がフィルタされ、電磁石コイルに流す電流をきわ
めて少なくすることができる。しかし、共振点を通過中
に単独でABS制御をすると、振動が大きくなってしま
うので、危険速度通過後に動作させざるを得ない。よっ
て共振点である危険速度通過中にはABS制御は無力、
PID制御回路のみとなり、大きな制御電流を必要とし
ていた。
In a critical damping device using a differentiating circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-93853, a velocity signal (dx / dt, dy / d) is obtained from a displacement signal (x, y).
A differentiation circuit for making t) is required, and the circuit becomes complicated. In addition, there is a problem that the vibration amplitude is large at the time of passing the critical speed due to unbalance vibration, and the current flowing through the magnetic bearing increases. Also, in the control of the N-cross in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-262225, there is a problem that the current increases because a resonance vibration signal flows through the original PID control circuit. Increasing these currents requires increasing the dynamic range of the power amplifier, which is difficult to achieve. If the ABS is used, the vibration of the rotational speed synchronization component due to the unbalance is filtered, and the current flowing through the electromagnet coil can be extremely reduced. However, if the ABS control is performed alone during the passage through the resonance point, the vibration increases, so that the vehicle must be operated after passing through the critical speed. Therefore, the ABS control is ineffective during the passage of the critical speed which is the resonance point,
Only the PID control circuit was required, and a large control current was required.

【0016】細かく述べるとABS制御の効かせ方に
は、不つりあい振動の低減の以外のゆらぎなどの系の安
定/不安定の問題を伴う。ABSの制御を効かせた時の
振動応答の例を図9に示す。3次共振点付近でみるとA
BSのない時、あるいはABS制御の弱い時には共振振
幅曲線は安定している。しかし、ABS制御を強くする
と、3次共振点を通過後、振幅曲線が変動しており安定
しない。即ち、共振点前後の付近においては、ABS制
御を強く効かせることは非常に危険である。従って、共
振点を十分に通過した後、この例では3次と4次の共振
点の間で、ABS制御を効かせることが有効である。こ
のように、現在の技術では、ABSは使用回転数範囲が
共振領域を避けるように限定されている。
More specifically, the method of making the ABS control effective involves the problem of system stability / instability such as fluctuation other than the reduction of unbalanced vibration. FIG. 9 shows an example of a vibration response when the ABS control is activated. Looking around the third resonance point, A
When there is no BS or when the ABS control is weak, the resonance amplitude curve is stable. However, if the ABS control is strengthened, the amplitude curve fluctuates after passing through the tertiary resonance point and is not stable. That is, it is extremely dangerous to make the ABS control effective around the resonance point. Therefore, in this example, it is effective to make the ABS control effective between the third and fourth resonance points after sufficiently passing through the resonance points. As described above, in the current technology, the ABS is limited so that the operating speed range avoids the resonance region.

【0017】従って、本発明の目的は、ABS制御をか
けたままでも安定して共振点通過を可能にする磁気軸受
の制御方法及び装置を提供するにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for controlling a magnetic bearing which can stably pass through a resonance point even while ABS control is performed.

【0018】更に、図8からわかるように、現状では共
振点通過時に小さい電流で十分に振動を小さく抑える必
要があるにもかかわらず、その実現ができていない。更
に、ロータの振動制御にとって大切なことは、共振点通
過回転数域などの振動を制御することが必要な回転数の
時にはできるだけ小電流で振動を小さく抑えると共に、
振動制御が必要でない回転数の時には徹底して電流を流
さないことが必要である。 このように小電流で低振動
を達成することが目標課題であり、省エネルギー運転は
引いては機器の長寿命など他の多くの付帯的な利点を与
え得る。
Further, as can be seen from FIG. 8, although it is necessary to sufficiently suppress the vibration with a small current when passing through the resonance point, this has not been realized yet. Further, what is important for the vibration control of the rotor is that, at a rotational speed at which it is necessary to control the vibration such as a rotational frequency region passing through a resonance point, the vibration is suppressed as small as possible with a small current, and
When the rotational speed does not require vibration control, it is necessary not to flow the current thoroughly. Achieving low vibration with small currents is the goal, and energy saving operation can provide many other attendant benefits, such as longer equipment life.

【0019】従って、本発明の他の目的は、回転数同期
の不つりあい振動の共振振幅を下げると共に、磁気軸受
の電磁石コイルに流す電流を少なくすることにより、磁
気軸受の耐力を向上させた磁気軸受の制御装置を提供す
ることにある。
Accordingly, another object of the present invention is to reduce the resonance amplitude of unbalance vibration synchronized with the rotation speed and reduce the current flowing through the electromagnet coil of the magnetic bearing, thereby improving the proof stress of the magnetic bearing. An object of the present invention is to provide a bearing control device.

【0020】更に本発明の目的は、徹底した省エネルギ
ー運転を可能にする磁気軸受の制御装置を提供すること
にある。
It is a further object of the present invention to provide a magnetic bearing control device which enables a thorough energy saving operation.

【0021】更に本発明の目的は、回転数に応じて予め
定めた制御方式を適正に採用可能にする磁気軸受の制御
装置を提供するにある。
It is a further object of the present invention to provide a magnetic bearing control device which enables a control method predetermined according to the number of revolutions to be appropriately adopted.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明は、ABS制御と
Nクロス制御とを併用して磁気軸受の制御を行わせると
共に、このABS制御とNクロス制御とを外部から設定
可能にした(請求項1、2)。
According to the present invention, the ABS control and the N-cross control are used together to control the magnetic bearing, and the ABS control and the N-cross control can be set from outside. Terms 1, 2).

【0023】更に本発明は、ABS制御とNクロス制御
とFF制御とを併用して磁気軸受の制御を行わせること
とした(請求項3)。更に、このABS制御とNクロス
制御とFF制御とを外部から設定可能にした(請求項
4)。
Further, according to the present invention, the ABS control, the N-cross control and the FF control are used together to control the magnetic bearing. Further, the ABS control, the N-cross control, and the FF control can be set from the outside (claim 4).

【0024】更に本発明は、ABS制御とNストレート
制御とを併用して磁気軸受の制御を行わせることとした
(請求項5、6)。更に、このABS制御とNストレー
ト制御とを外部から設定可能にした(請求項7、8)。
Further, according to the present invention, the magnetic bearing is controlled by using the ABS control and the N straight control together (claims 5 and 6). Further, the ABS control and the N straight control can be set from outside (claims 7 and 8).

【0025】更に本発明は、ABS制御とNストレート
制御とFF制御とを併用して磁気軸受の制御を行わせる
こととした(請求項9)。更に、外部から設定可能にし
た(請求項10)。
Further, according to the present invention, the magnetic bearing is controlled by using the ABS control, the N straight control, and the FF control together (claim 9). Further, it can be set from the outside (claim 10).

【0026】更に本発明は、ABS請求項とNクロス制
御とNストレート制御とを併用して磁気軸受の制御を行
わせることとした(請求項11、12)。更に外部から
設定可能にした(請求項13、14)。
Further, in the present invention, control of the magnetic bearing is performed by using both the ABS claim, the N-cross control, and the N-straight control (claims 11 and 12). Further, it can be set from outside (claims 13 and 14).

【0027】更に本発明は、ABS制御とFF制御とを
併用して磁気軸受の制御を行わせることとした(請求項
17、18)。更に外部から設定可能にした(請求項1
9、20)。
Further, according to the present invention, the magnetic bearing is controlled by using the ABS control and the FF control in combination (claims 17 and 18). Furthermore, it can be set from outside (Claim 1
9, 20).

【0028】更に本発明は、Nストレート制御で磁気軸
受の制御を行わせることとした(請求項27)。
Further, according to the present invention, control of the magnetic bearing is performed by N straight control.

【0029】更に本発明は、このABS制御とNクロス
制御とFF制御とNストレート制御とを併用して磁気軸
受の制御を行わせることとした(請求項15)。更にこ
のABS制御とNクロス制御とFF制御とを外部から設
定可能にした(請求項16)。
Further, according to the present invention, the ABS control, the N-cross control, the FF control and the N-straight control are used together to control the magnetic bearing. Further, the ABS control, the N-cross control, and the FF control can be set from the outside (claim 16).

【0030】更に本発明は、このNクロス制御とNスト
レート制御とFF制御とを併用して磁気軸受の制御を行
わせることとした(請求項21)。
Further, in the present invention, the magnetic bearing is controlled by using the N cross control, the N straight control, and the FF control together.

【0031】更に本発明は、各係数は0〜1の間の値を
とるものとし(請求項23)、1次〜4次の共振点を含
む回転数範囲とした(請求項24)。
Further, in the present invention, each coefficient takes a value between 0 and 1 (Claim 23), and the rotation speed range includes the first to fourth resonance points (Claim 24).

【0032】更に本発明は、メモリテーブルでスケジュ
ール制御を行わせ(請求項25)、ソフト処理によって
制御処理を行わせることとした(請求項26)。
Further, according to the present invention, schedule control is performed using a memory table (claim 25), and control processing is performed by software processing (claim 26).

【0033】[0033]

【作用】本発明によれば、ABS制御をかけた状態での
Nクロス制御やNストレート制御やFF制御の任意の選
択のもとで、共振振幅の減衰、共振点の安定した通過、
そして電磁石に流す電流の減少化をはかれる。
According to the present invention, under any selection of N-cross control, N-straight control or FF control with ABS control applied, attenuation of resonance amplitude, stable passage of resonance point,
The current flowing through the electromagnet is reduced.

【0034】更に本発明によれば、各比例係数を回転数
に応じて種々設定可能としたことで、回転数毎の最適制
御が達成できる。
Further, according to the present invention, since each proportional coefficient can be variously set according to the number of revolutions, optimal control for each number of revolutions can be achieved.

【0035】[0035]

【実施例】【Example】

(1)、Nストレート(図10) 図10は、本発明の制御方式を示す実施例である。本実
施例は、係数器23(又はゲイン設定器)X、23Yで
与えられる比例係数δを乗算した回転同期成分xN、yN
を、制御回路4X、4Yの出力に加算した点が特徴であ
る。ばね定数KNの強化が目的であり、それによって共
振点をより高い方向にシフトする。共振点手前の回転数
域で、より高い回転数へ共振点をシフトさせることによ
り、振動を低減できる。この制御方式は、Nクロス制御
方式と対比され、Nストレート制御方式と呼べるもので
ある。Nストレート制御方式は共振点前の回転数範囲で
働くようなオプションとして使用する。
(1), N straight (FIG. 10) FIG. 10 is an embodiment showing the control method of the present invention. In the present embodiment, the rotation synchronization components x N and y N obtained by multiplying the proportional coefficients δ given by the coefficient units 23 (or gain setting units) X and 23Y.
Is added to the outputs of the control circuits 4X and 4Y. The aim is to increase the spring constant K N , thereby shifting the resonance point higher. Vibration can be reduced by shifting the resonance point to a higher rotation speed in the rotation speed range just before the resonance point. This control method is contrasted with the N cross control method and can be called an N straight control method. The N straight control method is used as an option that works in the rotation speed range before the resonance point.

【0036】比例係数δは、0≦δの範囲がよい。δ=
0では、加算すべき量がδxN=0、δyN=0となり、
Nストレートをかけない例となる。δ=大では加算すべ
き量が、xN、yNのδ倍となり、Nストレートそのもの
となる。0<δの選択では、Nストレートの割合が変化
する例となる。
The proportional coefficient δ is preferably in the range of 0 ≦ δ. δ =
At 0, the amounts to be added are δx N = 0, δy N = 0,
This is an example where N straight is not applied. When δ = large, the amount to be added is δ times x N and y N , and becomes the N straight itself. The selection of 0 <δ is an example in which the ratio of N straights changes.

【0037】一方、比例係数δは、δ<0としてもよ
い。これは、共振点をより低い方へシフトさせ、共振回
避により振動低減をはかる目的に使用する。
On the other hand, the proportional coefficient δ may be set to δ <0. This is used for the purpose of shifting the resonance point to a lower point and reducing vibration by avoiding resonance.

【0038】(2)、ABS+Nクロス(図11) 図11は、その実施例図である。この実施例の目的は、
ABS制御をかけたままで安定して共振点を通過させる
ことである。トラッキングフィルタ7の出力xN、yN
入力加算点9X、9Y側に比例係数βを乗算して負帰還
すると共に、比例係数αを乗算した量をクロスさせて制
御回路4X、4Yの出力側に与えるようにしたものであ
る。即ち、ABS制御によってPID制御回路において
はKN=0、CN=0にすると共に、Nクロス制御によっ
て別途に減衰定数CN(≠0)を与えて、共振振幅を磁
気軸受の減衰のみによって制御しようとするものであ
る。図11の制御方式は、共振点通過中の共振振幅低減
に利用される。但し、β=1、α=大で、完全なABS
制御とNクロス制御との併合制御が可能となるが、0≦
β≦1、0≦αでα、βを適当に選ぶことで、併合の強
さを任意に選択可能である。このα、βの選択は、回転
パルスを取り込んだCPU20によって行う。
(2) ABS + N cross (FIG. 11) FIG. 11 is a view showing the embodiment. The purpose of this example is
This is to pass through the resonance point stably with the ABS control applied. The outputs x N , y N of the tracking filter 7 are multiplied by the proportional coefficient β on the input addition points 9X, 9Y side and negatively fed back, and the amount multiplied by the proportional coefficient α is crossed to output the control circuits 4X, 4Y. Is to give to. That is, in the PID control circuit, K N = 0 and C N = 0 are set in the PID control circuit by the ABS control, and the damping constant C N (≠ 0) is separately given by the N cross control, so that the resonance amplitude is controlled only by the damping of the magnetic bearing. That's what you want to control. The control method of FIG. 11 is used for reducing the resonance amplitude during passage through the resonance point. However, β = 1, α = large, complete ABS
Control and N-cross control can be combined, but 0 ≦
By appropriately selecting α and β in β ≦ 1, 0 ≦ α, the merging strength can be arbitrarily selected. The selection of α and β is performed by the CPU 20 that has received the rotation pulse.

【0039】図12は本実施例の回転同期トラッキング
フィルタのチャンネルクロス制御とABS制御を同時に
使った場合の実験データである。横軸に回転数を縦軸に
振動振幅を示している。同図でONとは図11の動作を
させた時(α=大)、OFFとはチャンネルクロスを切
った時(α=0に相当)のものである。ONにすること
により振動振幅は著しく低下し、OFFにすることによ
り振動振幅はもとの大きな振動に戻っていることが分か
る。よって本実施例によれば、曲げモードの共振振幅
も、適当な減衰が与えられることになり、小さい振幅で
危険速度を通過させることが可能となる。
FIG. 12 shows experimental data when the channel cross control and the ABS control of the rotation synchronous tracking filter of this embodiment are used at the same time. The number of rotations is shown on the horizontal axis and the vibration amplitude is shown on the vertical axis. In the figure, ON is when the operation of FIG. 11 is performed (α = large), and OFF is when the channel cross is cut (corresponding to α = 0). It can be seen that the vibration amplitude is significantly reduced by turning ON, and the vibration amplitude returns to the original large vibration by turning OFF. Therefore, according to the present embodiment, the resonance amplitude of the bending mode is appropriately damped, and the critical speed can be passed with a small amplitude.

【0040】図13は従来装置と比較したもので、横軸
は共振時最大振幅で縦軸は制御電流である。同図から、
メインのサーボ回路のみのPID制御よりも、Nクロス
の場合は振動振幅、制御電流ともに大幅に低減される
が、図11の実施例(図中、本発明と記したもの)の場
合はNクロスの場合よりもさらに小さい電流でよいこと
が明らかである。FF制御に対比しても電流は大幅に低
下していることがわかる。尚、この本発明でのデータは
β=1、α=大の設定値で得たものである。これ以下の
小さい電流は原理的に望めない。
FIG. 13 shows a comparison with the conventional device, in which the horizontal axis represents the maximum amplitude at resonance and the vertical axis represents the control current. From the figure,
In the case of N crosses, both the vibration amplitude and the control current are greatly reduced as compared with the PID control of the main servo circuit alone. However, in the case of the embodiment of FIG. It is clear that a smaller current is required than in the case of. It can be seen that the current is greatly reduced as compared to the FF control. Incidentally, the data in the present invention is obtained with the set values of β = 1 and α = large. Smaller currents less than this cannot be expected in principle.

【0041】ところで、このような係数のとり方は共振
振幅を小さく抑えるためのもので危険速度通過時のみに
有効な手法である。危険速度をかなり通過した後は、こ
のような方法は不要であり、ABSのみの制御が望まれ
る。よってβ≒1、α=0の選択がよい。よって図11
のような構成をとれば、α、βの値を回転数範囲に応じ
て選択すれば全回転数域で制御電流極小の最も効率のよ
い制御が可能となる。
Incidentally, such a method of obtaining the coefficient is for suppressing the resonance amplitude to be small, and is an effective method only when the vehicle passes through the critical speed. After passing the critical speed considerably, such a method is unnecessary, and control of only the ABS is desired. Therefore, it is preferable to select β ≒ 1 and α = 0. Therefore, FIG.
With such a configuration, if the values of α and β are selected in accordance with the rotation speed range, the most efficient control with the minimum control current can be performed in the entire rotation speed range.

【0042】(3)、ABS+Nクロス+FF(図1
4) 図14がこの実施例を示す図である。図11の回路に、
2相/同期発振器10を付加してこの出力に比例係数γ
を乗算した値を制御回路4X、4Yの出力側に加算する
ようにしたことが特徴である。この回路は、ABS制御
とNクロスとの併用をはかると同時に、FF制御を併用
したものであり、共振点通過中の共振振幅のより一層の
低減がはかれる。
(3) ABS + N cross + FF (FIG. 1)
4) FIG. 14 shows this embodiment. In the circuit of FIG.
A two-phase / synchronous oscillator 10 is added to add a proportional coefficient γ to this output.
Is added to the outputs of the control circuits 4X and 4Y. In this circuit, the ABS control and the N cross are used together, and the FF control is used at the same time, so that the resonance amplitude during passage through the resonance point can be further reduced.

【0043】このような構成で回転数毎にα、β、γの
比例係数をスケジュールに従って作用させると全回転数
域で十分に小さな制御電流で運転が可能である。このス
ケジュールの一例を図15に示す。4次共振まで越えて
運転する場合を想定してみよう。1次、2次共振点は未
だ低速であるので必要に応じて共振点でNクロス(α)
を使い共振以外では通常のPID制御にまかす。3次共
振点では共振通過がかなり厳しくなると予想されるの
で、共振点付近ではNクロス(α)とABS(β)を併
用する。そして3次と4次の共振点の間では、回転数は
かなり高いので電流低減策が必要でABS(β)を作用
させる。次に4次共振点通過になってくると、Nクロス
(α)+ABS(β)のみでは作用力不足と考えられ、
さらに強化するためにFF加振(γ)を投入する。そし
て4次共振点通過後は再びABS(β)のみの作用に非
共振時の電流低減を図る。
With such a configuration, when the proportional coefficients of α, β, and γ are applied according to the schedule for each rotation speed, the operation can be performed with a sufficiently small control current in the entire rotation speed range. FIG. 15 shows an example of this schedule. Let's assume a case where the operation is performed up to the fourth resonance. Since the primary and secondary resonance points are still slow, N crosses (α) are required at the resonance points as necessary.
Is used and the normal PID control is applied to other than resonance. Since it is expected that the passage of the resonance becomes considerably severe at the tertiary resonance point, N cross (α) and ABS (β) are used together near the resonance point. In addition, between the third and fourth resonance points, the number of revolutions is considerably high, so that a current reduction measure is required, and ABS (β) acts. Next, when passing through the fourth resonance point, it is considered that the acting force is insufficient with only the N cross (α) + ABS (β),
FF vibration (γ) is input for further reinforcement. After passing through the fourth resonance point, the current is reduced again at the time of non-resonance by the action of only the ABS (β).

【0044】このように、回転数に応じてα、β、γの
比例定数とスケジュールに従って変えることにより全回
転数域で微小な電流による効率的な運転が可能である。
比例係数α、β、γの設定については、運転前には計算
等などにより各共振点が何回転に位置しているか解るの
で、このような回転数範囲を指定してα、β、γの効か
せ方をスケジューリングすることは容易である。これら
はCPU20で簡単に実現できる。尚、α、β、γは、
0≦α≦大、0≦β≦1、0≦γ≦大の範囲で設定可能
である。0に近づけばその係数に伴う制御が弱くなり、
上限に近づければ逆に強くなる。
As described above, by changing the proportional constants of α, β, and γ according to the rotation speed and the schedule, efficient operation can be performed with a small current in the entire rotation speed range.
Regarding the setting of the proportional coefficients α, β, and γ, since the number of rotations of each resonance point is known by calculation or the like before operation, such a rotation speed range is specified and α, β, and γ are set. It's easy to schedule how it works. These can be easily realized by the CPU 20. Note that α, β, and γ are
It can be set in the range of 0 ≦ α ≦ large, 0 ≦ β ≦ 1, and 0 ≦ γ ≦ large. As it approaches 0, the control associated with that coefficient becomes weaker,
Conversely, it gets stronger as you approach the upper limit.

【0045】(4)、ABS+Nストレート(図16) 図16がこの実施例を示す図である。ABS制御に図1
0のNストレート制御を併用させた実施例である。この
実施例によって、ABS制御をかけた状態のもとで、共
振点を高い方へシフトし、共振点との間の余裕度(マー
ジン)を大きくできる利点を持つ。図16の実施例は、
共振点手前の回転数での振幅低減に活用する。勿論、δ
は、0≦δ≦大の他に、δ≦0もとりうる。δが負の場
合、共振点通過後の回転数で、共振点をもっと小さい方
へ押しやり、共振点とのマージンを大きくして振動を低
減できる。
(4) ABS + N straight (FIG. 16) FIG. 16 shows this embodiment. Fig. 1 for ABS control
This is an embodiment in which N straight control of 0 is used together. According to this embodiment, there is an advantage that the resonance point can be shifted to the higher side under the condition that the ABS control is performed, and the margin between the resonance point and the resonance point can be increased. The embodiment of FIG.
It is used to reduce the amplitude at the rotation speed just before the resonance point. Of course, δ
May be δ ≦ 0 in addition to 0 ≦ δ ≦ large. When δ is negative, the resonance point can be pushed to a smaller value at the number of revolutions after passing through the resonance point, and the margin with the resonance point can be increased to reduce the vibration.

【0046】(5)、ABS+Nクロス+Nストレート
(図17) 図17がこの実施例を示す図である。ABS制御をかけ
ながら併せてNクロス制御及びNストレート制御をかけ
たものである。この実施例によって、電流の省略化及び
振動振幅の減少をはかることができる。
(5) ABS + N cross + N straight (FIG. 17) FIG. 17 shows this embodiment. The N-cross control and the N-straight control are performed together with the ABS control. According to this embodiment, the current can be omitted and the oscillation amplitude can be reduced.

【0047】(6)、ABS+FF(図18) 図18がこの実施例を示す図である。ABS制御をかけ
ながら、FF制御をはかったものである。
(6) ABS + FF (FIG. 18) FIG. 18 shows this embodiment. The FF control is performed while the ABS control is performed.

【0048】(7)、ABS+Nストレート+FF(図
20) 図20がこの実施例である。ABS制御をかけながらN
ストレート、FFとを併用させたものである。
(7) ABS + N straight + FF (FIG. 20) FIG. 20 shows this embodiment. N while applying ABS control
Straight and FF are used together.

【0049】(8)、Nクロス+Nストレート+FF
(又はいずれか2つの組合せ)(図19) 図19がこの実施例を示す図である。ABS制御はかけ
ないで、Nクロス、Nストレート、FFとを併用させた
ものである。更にNクロスとNストレートの組合せ、N
ストレートとFFの組合せ、NクロスとFFの組合せも
ありうる。
(8) N cross + N straight + FF
(Or a combination of any two) (FIG. 19) FIG. 19 is a diagram showing this embodiment. The ABS control is not performed, and N cross, N straight, and FF are used together. Furthermore, the combination of N cross and N straight, N
There may be a combination of straight and FF, and a combination of N cross and FF.

【0050】(9)、ABS+Nクロス+Nストレート
+FF(図1) 図1にその実施例を示す。この実施例は、ABS、Nク
ロス、Nストレート、FFを回転数によって任意自在に
用いて低振動、低電流化をはかることを目的とする。即
ち、ロータ振動制御にとって大切なことは、共振点通過
回転数域などの振動を制御することが必要な回転数の時
にはできるだけ小電流で振動を小さく押えることであ
る。又、振動制御が必要でない回転数の時には徹底して
電流を流さないことである。このように小電流で低振動
を達成することが目標課題であり、省エネルギー運転は
機器の長寿命など他の多くの附帯的な利点を与え得る。
従って、ロータの回転数域ごとにどのようなオプション
機能を働かせるかが重要となる。不つりあい振動に関し
て言えば、共振点通過中の回転数域では十分な制御で系
に減衰を与え振動を押えなくてはならない。一方、共振
点以外の回転数域では不つりあい振動に対して何も制御
しないことが得策である。
(9) ABS + N cross + N straight + FF (FIG. 1) FIG. 1 shows an embodiment thereof. The purpose of this embodiment is to achieve low vibration and low current by using ABS, N cross, N straight, and FF arbitrarily according to the number of rotations. That is, what is important for the rotor vibration control is to suppress the vibration with a current as small as possible at a rotation speed at which it is necessary to control the vibration such as the rotation speed region at the resonance point. In addition, when the rotational speed does not require vibration control, the current should not be applied thoroughly. Achieving low vibration at low currents is a goal, and energy saving operation can provide many other attendant benefits, such as long equipment life.
Therefore, it is important what kind of optional function is activated for each rotation speed range of the rotor. Speaking of unbalanced vibration, it is necessary to attenuate the system with sufficient control to suppress vibration in the rotational speed range during the passage of the resonance point. On the other hand, it is advisable to take no control over unbalanced vibration in the rotational speed range other than the resonance point.

【0051】コマが全く支えることなく自分で自立して
回転する様と同一で、非共振点域では回転数成分で制御
する必要はないと考えてよい。又、共振点に近くなりそ
れを避けたい様な場合には、回転同期成分のばね力を正
に大きくして上に押しやったり、負に大きくして下に押
しやったりする共振点マージンの拡大を図ることによ
り、共振振幅の増大を回避する制御も成立つはずであ
る。図1の実施例は、このような共振点とのかね合いで
回転数域に応じて制御することにより、回転数全域に亘
って小駆動電流で、かつ低振動に押える磁気軸受制御を
達成するものである。
It is the same as the case where the top rotates independently without any support, and it may be considered that it is not necessary to control the rotation speed component in the non-resonant point region. In addition, when it is close to the resonance point and wants to avoid it, increase the resonance point margin by increasing the spring force of the rotation synchronization component positively and pushing it up, or increasing it negatively and pushing it down. By doing so, control for avoiding an increase in resonance amplitude should also be established. The embodiment of FIG. 1 achieves a magnetic bearing control capable of suppressing a small driving current and low vibration over the entire rotation speed range by performing control according to the rotation speed range in consideration of such a resonance point. Things.

【0052】磁気軸受形遠心圧縮機などロータ振動制御
に図1を採用した場合を以下で説明する。この種のロー
タの運転範囲は曲げ1次(Nc3)と曲げ2次(Nc
4)共振点の間にとられることが多い。 ロータの浮上特性:非回転のロータ浮上技術のみである
から、X方向およびY方向のメインPID制御回路4が
その任を担う。よって、浮上特性も含め剛体モード共振
の比較的低周波数域の制御はPID制御回路に重きをお
き、高周波数域の曲げモード共振制御は後述のオプショ
ンにもたせるとする分担方式が新たな改善策として考え
られる。そうすると、チューニング作業は大幅に軽減さ
れる。現状ではロータの浮上特性も、剛体モードの共振
点である低周波数域制御も、曲げモード共振の高周波域
の制御もいずれもメインのPID制御回路4に負担させ
ており、その分だけチューニングを難しくしている。こ
こでは、メインのPID制御は低周波数域制御に重点を
おくタイプを使う。高周波数域制御はβ、α、δ、γの
各係数で律せられるオプション回路にまかせる制御法を
採用したのが本実施例である。図21に本実施例でのオ
プション回路の投入計画を示す。はじめに、低周波数域
の剛体モードの共振が現われる。これは通常ならメイン
のPID制御回路4に依ればよい。必要なら、Nクロス
などの共振振幅低減のオプションを挿入すれば良い。こ
こまでの制御は比較的容易にチューニング可能である。
The case where FIG. 1 is employed for rotor vibration control of a magnetic bearing type centrifugal compressor or the like will be described below. The operating range of this type of rotor is primary bending (Nc3) and secondary bending (Nc3).
4) Often taken between resonance points. Rotor levitation characteristics: Since only the non-rotating rotor levitation technology is used, the main PID control circuit 4 in the X direction and the Y direction plays the role. Therefore, the control of the relatively low frequency region of the rigid mode resonance including the levitation characteristics is given importance to the PID control circuit, and the bending mode resonance control of the high frequency region is provided as an option described later. Conceivable. Then, tuning work is greatly reduced. At present, both the levitation characteristics of the rotor, the control of the low-frequency range, which is the resonance point of the rigid body mode, and the control of the high-frequency range, of the bending mode resonance, are borne by the main PID control circuit 4, making tuning difficult by that much. are doing. Here, the main PID control uses a type that emphasizes low frequency band control. In the present embodiment, the high frequency band control employs a control method that leaves it to an optional circuit governed by the coefficients β, α, δ, and γ. FIG. 21 shows a plan for supplying an optional circuit in this embodiment. First, a rigid mode resonance in a low frequency range appears. This may normally depend on the main PID control circuit 4. If necessary, an option for reducing the resonance amplitude such as an N cross may be inserted. The control so far can be tuned relatively easily.

【0053】次に回転昇速させると、ロータの曲げ1次
モードの危険速度(共振)が現われる。この時は、メイ
ンのPID制御回路4では減衰作用力が不十分なのでオ
プションを投入した方がベターである。
Next, when the rotational speed is increased, the critical speed (resonance) of the primary bending mode of the rotor appears. At this time, since the main PID control circuit 4 has insufficient damping force, it is better to insert an option.

【0054】仮に運転回転数域が曲げ1次(Nc3)共
振点以下ならば、図21に示すように、Nストレートを
使い曲げ1次共振点を少し上に押しやれば低振動が得ら
れる。それでも不十分で共振点通過が必要なら、Nスト
レートを使用うことなく、Nクロスを使って早めに共振
点を通過させるやり方をとる。このようなオプションを
使っている場合は、メインのPID制御回路4は制御す
る必要がないので、ABS(Nカット、β)を働かせて
おくと良い。通常、磁気軸受形遠心圧縮機では曲げ1次
モードと曲げ2次モードの間に運転範囲が設定されるの
で、曲げ1次モード共振点通過後はABSオプション制
御のみで十分である。ABS機能で回転同期成分を抜き
取る程度は深ければ深い程良く、(x−xN,y−yN
が理想であるが、(x−βxN,y−βyN)と0<β≦
1を調整し、抜きとり量を調整してもよい。 運転回転
数がさらに高く、曲げ2次モードの共振点に接近してい
る場合にあっても、曲げ1次モードのときと同様の考え
で、オプション機能投入の計画を立てることが可能であ
る。
If the operating speed range is equal to or lower than the primary bending (Nc3) resonance point, as shown in FIG. 21, a low vibration can be obtained by pushing the primary bending point slightly upward using the N straight. If it is still insufficient and it is necessary to pass the resonance point, a method of passing the resonance point early using an N cross without using the N straight is adopted. When such an option is used, the main PID control circuit 4 does not need to be controlled, so it is preferable to operate ABS (N cut, β). Normally, in a magnetic bearing type centrifugal compressor, the operating range is set between the primary bending mode and the secondary bending mode, so that after the primary bending mode resonance point, only the ABS option control is sufficient. Extent that in the ABS function extracting rotation-synchronous components may deeper if deeper, (x-x N, y -y N)
Is ideal, but (x−βx N , y−βy N ) and 0 <β ≦
1 may be adjusted to adjust the extraction amount. Even when the operating rotation speed is higher and the resonance point of the secondary bending mode is approaching, it is possible to make a plan for inputting the optional function based on the same idea as in the primary bending mode.

【0055】このように曲げモード1次や2次共振点通
過中に共振振幅を制御する場合にNクロスによる減衰定
数CNの強化で不つりあい振動の低減を図ろうとしてい
るため、メインのPID制御回路4からの回転同期振動
の制御は必要としない。よってABS機能も効かせてお
くとよい。
As described above, when the resonance amplitude is controlled during the passage of the bending mode primary or secondary resonance point, the unbalanced vibration is reduced by strengthening the damping constant C N by the N cross. The control of the rotation synchronous vibration from the control circuit 4 is not required. Therefore, it is good to make the ABS function effective.

【0056】又、Nストレート機能によって共振点をシ
フトさせる場合も同様にNストレートによるばねKN
強化させてるため、メインのPID制御回路4からの寄
与は不用である。よってこの時もABS機能を効かせて
おくとよい。いずれの場合も、ABS機能を完全にβ=
1に設定するのが理想であるが、切替えに伴う不安定な
どを防止するため0<β<1の間の適当な値に設定する
ことも実際には必要になる。いずれもβを0→1へと徐
々に変化させ都合の良い値をABS機能値として設定す
ればよい。
[0056] Moreover, since the by strengthening the spring K N by N straight Similarly, when shifting the resonance point by N straight functionality, the contribution from the main PID control circuit 4 is unnecessary. Therefore, it is good to make the ABS function effective at this time. In any case, the ABS function is completely β =
Ideally, it is set to 1. However, it is actually necessary to set an appropriate value between 0 <β <1 in order to prevent instability due to switching. In any case, β may be gradually changed from 0 to 1, and a convenient value may be set as the ABS function value.

【0057】もちろん、NクロスからNストレートへ切
り替える時など(α≠0,δ=0)→(α=0,δ≠
0)の如く完全に理想的に変えるのではなく、両者につ
いて、αは大→小へ、δは小→大へと徐々にあるいは大
小の度合を変える程度の方策が現実には望まれると思
う。
Of course, when switching from N cross to N straight (α ≠ 0, δ = 0) → (α = 0, δ ≠)
Rather than completely changing the ideal as in 0), it is actually desirable to have a measure that gradually changes the degree of α from large to small and δ from small to large or gradually changes the magnitude of both. .

【0058】これらのα、β、δ、γをどのような値に
設定変更していくかは現実のロータの回転などによって
試験的に調整していけば良い。 例えば、βの調整:電流波形をモニターして、電流が例
えば1/3程度軽減されるように選ぶ。 αの調整:共振振幅が例えば1/3程度に減じ得るとこ
ろを選ぶ。 δの調整:共振点近くの回転数で、振幅が1/2程度に
減じ得るような値を選ぶ。 γの調整:共振振幅が例えば1/2程度に減じるような
位相φとゲインγを選ぶ。 あるいは、シミュレーション計算により予め係数設定値
を予測しておくことも可能である。
The values of α, β, δ, and γ to be changed may be experimentally adjusted by actual rotation of the rotor. For example, β adjustment: monitor the current waveform and select so that the current is reduced by, for example, about 3. Adjustment of α: Select a point where the resonance amplitude can be reduced to about 1/3, for example. Adjustment of δ: Select a value such that the amplitude can be reduced to about で at the rotation speed near the resonance point. Adjustment of γ: Select a phase φ and a gain γ such that the resonance amplitude is reduced to about 1 /, for example. Alternatively, the coefficient setting value can be predicted in advance by simulation calculation.

【0059】共振点通過中にはFF加振をさらにオプシ
ョン的に追加させることも可能である。しかし、実際に
はFF加振によるアンバランスキャンセルに比べて、A
BS+Nクロスの方が共振振幅を小にかつ電流も小にて
共振点通過が可能なデータは図13に示した通りであ
り、FF加振を使用しなくてもよい場合もありうる。
尚、ロータに新たにアンバランスが付加した場合には、
すでにFF加振で調整したキャンセル方向の位相はマッ
チしなくなり、かえって振動を大きくする方向に加振す
る可能性もあり、FF加振機能の使い方には注意を要
す。
During the passage through the resonance point, the FF excitation can be further optionally added. However, compared to unbalance cancellation by FF excitation, A
The data that allows the BS + N cross to pass through the resonance point with a smaller resonance amplitude and a smaller current are as shown in FIG. 13, and it may be unnecessary to use the FF excitation.
When a new unbalance is added to the rotor,
The phase in the canceling direction already adjusted by the FF vibration does not match, and there is a possibility that the vibration may be increased in a direction to increase the vibration. Therefore, attention must be paid to how to use the FF vibration function.

【0060】以上、示したように本項(9)の実施例で
は、トラッキンクセフィルタ7の出力信号を活用するオ
プション機能として、ABS機能の度合β、Nクロス機
能の度合α、Nストレート機能の度合δ、FF加振機能
の度合γなる係数を設ける。そして、これらの係数を回
転数域に応じて、例えば共振点通過前、通過中、通過後
などに応じて、変化させる戦略をスケジューリングによ
って制御することを特徴としている。このようにして全
回転数域において常に小振動で小電流の最適な省エネル
ギーの磁気軸受制御が達成される。又、このオプション
機能によってメインのPID制御回路4の負担が軽減さ
れ、チューニングが楽になる。すなわち、PID制御回
路4の位相進みをできるだけ大きくもたせ、高周波で高
ゲインとなりことに起因するサーボフィードバック系の
発振現象に悩まされることがなくなる。
As described above, in the embodiment (9), as the optional functions utilizing the output signal of the tracking filter 7, the degree β of the ABS function, the degree α of the N cross function, and the degree Coefficients are provided as the degree δ and the degree γ of the FF vibration function. A feature is that scheduling is controlled by a strategy to change these coefficients in accordance with the rotation speed range, for example, before, during, or after passing the resonance point. In this way, optimal energy-saving magnetic bearing control with small vibration and small current is always achieved in the entire rotation speed range. Further, the load on the main PID control circuit 4 is reduced by this optional function, and tuning is facilitated. That is, the phase advance of the PID control circuit 4 is made as large as possible, and the oscillation phenomenon of the servo feedback system due to the high gain at high frequency is not bothered.

【0061】このようなゲインスケジューリングによっ
て、計画に従って係数器の係数を変化させていくことは
コンピュータ(CPU)20を利用すれば簡単に実現で
きる。すなわち、図1に概念を示すように、ロータの回
転数をCPU20で認識させ、回転数に応じて、記憶し
ているスケジュールに従ってゲインを変化させれば良い
訳である。各係数器としては、ポテンショメータやゲイ
ン調整可能なアンプや、或はディジタル設定器もありう
る。そしてそれらに応じてCPU20は、機械的又は電
子的に係数設定を行う。ゲインスケジュールの実施例を
図22に示す。
Changing the coefficient of the coefficient unit according to the plan by such a gain scheduling can be easily realized by using the computer (CPU) 20. That is, as shown in the concept of FIG. 1, the CPU 20 can recognize the rotation speed of the rotor and change the gain according to the stored schedule according to the rotation speed. Each coefficient unit may be a potentiometer, an amplifier whose gain can be adjusted, or a digital setting unit. Then, the CPU 20 mechanically or electronically sets the coefficient in accordance with the above. FIG. 22 shows an example of the gain schedule.

【0062】図22(a)は、ABS機能(β)を併用
しながら、曲げ1次や曲げ2次モードの共振通過中には
Nクロス(α)の減衰力で振動を低減させる計画であ
る。
FIG. 22 (a) shows a plan in which vibration is reduced by the damping force of the N cross (α) during the passage of resonance in the primary bending or secondary bending mode while using the ABS function (β). .

【0063】図22(b)は、剛体モードの共振点通過
にNクロス(α)を使う。そして曲げ1次モード共振点
付近では、その手前でアンバランスキャンセルのFF加
振(γ)を投入し、いよいよ共振点通過時にNクロス
(α)を投入する。もちろんABS機能(β)も併用し
ておく。このようにして曲げ1次モード共振点を通過
し、曲げ2次モード共振まで行く。ここでは、曲げ2次
モード共振点も上にシフトさせる戦略をとり、アンバラ
ンスキャンセルのFF加振(γ)を投入しながら、かつ
ばね定数の強化を図るためNストレート(δ)を投入す
る例である。このように回転数域をきめ細かく区分し、
その状況に応じた最適なオプション機能を併用かつ使い
分けながらスケジューリングしていく例を示している。
FIG. 22B uses an N cross (α) to pass through the resonance point in the rigid body mode. Then, near the bending primary mode resonance point, FF excitation (γ) for imbalance cancellation is applied just before the resonance point, and finally an N cross (α) is applied at the time of passing the resonance point. Of course, the ABS function (β) is also used. In this way, the beam passes through the bending first mode resonance point and reaches the bending second mode resonance. Here, the strategy of shifting the bending second-order mode resonance point upwards is also adopted, and N straight (δ) is input while FF excitation (γ) for imbalance cancellation is input and the spring constant is enhanced. It is. In this way, the rotation speed range is finely divided,
An example is shown in which scheduling is performed while using and using the optimal optional functions according to the situation.

【0064】このようにいろいろなスケジュールが成り
立つ。このスケジュールをCPU20のメモリに記憶さ
せておき、その係数α、β、γ、δの度合を変化させれ
ば容易に実現できる。
As described above, various schedules are established. This schedule can be easily realized by storing the schedule in the memory of the CPU 20 and changing the degrees of the coefficients α, β, γ, and δ.

【0065】図1はX方向とY方向のチャンネルを基本
とした実際回路構成に従って説明したものである。複素
数表現を導入し、これをもつと概念的に説明したものが
図23である。
FIG. 1 has been described according to an actual circuit configuration based on channels in the X and Y directions. FIG. 23 conceptually illustrates that a complex number representation is introduced and has a complex number representation.

【0066】図1において、X方向、Y方向の検出変位
信号(x,y)からメインPID制御回路4、パワーア
ンプ5、電磁石コイル2は同一仕様で作られるのが基本
で対称の形をしている。よって、表現を簡単にするた
め、複素数z=x+iyとおく。そして複素数の実数部
にX方向チャンネル、虚数部にY方向チャンネルを相当
させることによって回路図の表現も簡素化される。それ
が図23である。
In FIG. 1, the main PID control circuit 4, the power amplifier 5, and the electromagnet coil 2 are basically formed in the same specifications from the detected displacement signals (x, y) in the X direction and the Y direction, and are basically symmetrical. ing. Therefore, in order to simplify the expression, a complex number z = x + iy is set. The expression of the circuit diagram is also simplified by making the X direction channel correspond to the real part of the complex number and the Y direction channel to the imaginary part. That is FIG.

【0067】例えば図1に示すようにPID制御回路4
の出力をX方向とY方向についてそれぞれ(x’,
y’)とすると、
For example, as shown in FIG.
Are output in the X and Y directions respectively (x ′,
y ')

【数3】 複素数z’=x’+iy’とおくと(Equation 3) Complex number z '= x' + iy '

【数4】 となり、1チャンネルの表式になり、図23のメイン制
御回路のようになる。
(Equation 4) Thus, the expression of one channel is obtained, which is like the main control circuit of FIG.

【0068】このような複素数導入による簡素化はトラ
ッキングフィルタ7出力部のクロス回路やストレート回
路についても言える。今、図1でトラッキングフィルタ
の出力信号(xN,yN)に対して図23の複素数対応を
Such simplification by introducing complex numbers can be applied to the cross circuit and the straight circuit of the output section of the tracking filter 7. Now, in FIG. 1, the correspondence of the complex number of FIG. 23 to the output signal (x N , y N ) of the tracking filter is shown.

【数5】 とする。そしてパワーアンプへの入力信号を(PX
Y)とすると、それに対して図23の複素数対応を
(Equation 5) And Then, the input signal to the power amplifier is (P X ,
P Y ), the complex number correspondence in FIG.

【数6】 とする。そうすると図1では(Equation 6) And Then in Figure 1

【数7】 だから(Equation 7) So

【数8】 (Equation 8)

【0069】図23の複素数対応から見ると、トラッキ
ングフィルタ7出力に関するzNからPNへの伝達関数は
As seen from the correspondence of complex numbers in FIG. 23, the transfer function from z N to P N for the output of the tracking filter 7 is

【数9】 とおかれているので、(Equation 9) It is said that

【数10】 である。よって式数1と式数2を比らべれば解るように(Equation 10) It is. Therefore, as can be understood by comparing Equations (1) and (2).

【数11】 よって[Equation 11] Therefore

【数12】 なる関係が成立する。図1のABSのβについても同様
に処理できる訳で、結局X方向とY方向の2チャンネル
表示の図1は、図23のように複素数を導入して1チャ
ンネルの表示に簡素化できることがわかる。よって、図
23で説明すると、Nクロス機能を効かせた時はα≠
0,δ=0だからθ=90°に設定したことに相当す
る。
(Equation 12) Is established. 1 can be processed in the same way, and it can be understood that FIG. 1 showing two channels in the X and Y directions can be simplified to one channel display by introducing complex numbers as shown in FIG. . Therefore, referring to FIG. 23, when the N cross function is activated, α ≠
0, δ = 0, which corresponds to setting θ = 90 °.

【0070】又、Nストレート機能を効かせた時にはα
=0,δ≠0だからθ=0°に設定したことに相当す
る。
When the N straight function is activated, α
= 0, δ ≠ 0, which is equivalent to setting θ = 0 °.

【0071】図1で2相発振器10の場合も同様に、X
方向およびY方向にcos波およびsin波が生成されるの
で、回転数Ω(rad/sec)とすると
In the case of the two-phase oscillator 10 in FIG.
Cos wave and sine wave are generated in the direction and the Y direction.

【数13】 となり、図23の複素数対応にはおいては2相発振器の
出力は
(Equation 13) In the complex correspondence of FIG. 23, the output of the two-phase oscillator is

【数14】 と考えられ、 その振幅がA,位相がφされたものとし
[Equation 14] Assuming that the amplitude is A and the phase is φ

【数15】 の信号が発生され、Aとφを調整することにより、未知
のアンバランスをキャンセルするような位相中を探し得
る。
(Equation 15) By adjusting A and φ, it is possible to search for a phase in which the unknown imbalance is canceled.

【0072】このようにして、実際のXおよびY方向表
現の図1は、複素数Z表現の導入によって図23のよう
に概念的に1チャンネルの表現に変換されることにな
る。回転数を監視しながら、マニュアルでフィードバッ
ク系に組まれているトラッキングフィルタ7の出力のゲ
インGと位相θとFF加振の量を示すゲインAと位相φ
を変化させることで実現できる。
In this way, the actual X and Y direction representations of FIG. 1 are conceptually converted to one-channel representations as shown in FIG. 23 by introducing the complex Z representation. While monitoring the number of rotations, the gain G and phase θ of the output of the tracking filter 7 manually assembled in the feedback system, and the gain A and phase φ indicating the amount of FF excitation.
Can be realized by changing.

【0073】又、図23に概念を示すように、コンピュ
ータ(CPU)で回転数を監視し、予め決められたゲイ
ン位相のスケジュールに於いて、ゲインGとAおよび位
相θとφを可変にしていくことによって常に最適な省エ
ネルギー制御(小振動かつ小電流)が実現可能となる。
As shown in FIG. 23, the computer (CPU) monitors the number of revolutions and makes the gains G and A and the phases θ and φ variable in a predetermined gain phase schedule. By doing so, optimal energy-saving control (small vibration and small current) can always be realized.

【0074】(10)、コンピュータによるα、β、
γ、δの設定(図24、25) 図1、図11等で示した CPU20によるα、β、
γ、δの設定回路を図24に示す。これは一種のコンピ
ュータであり、共通バス23にCPU20、主メモリ2
1、入力部22、出力部24を共通に接続した構成であ
る。主メモリ21は、CPU20を動作させる本来のO
S(オペレーティングシステム)等の他にスケジュール
ソフトを持つ。入力部22は回転パルスを取り込む回路
である。出力部24は、CPU20で設定した係数
(α、β、γ、δ)を出力する回路である。図24の回
路によれば、CPU20は、入力部22からの回転パル
スを次々に取り込み、スケジュールソフトを作動させて
回転数に応じて定まる各係数α、β、γ、δをメモリ2
1から読み出す。これを出力部24を介して各係数の設
定を行う。当然のことながら、図10ではδのみの設
定、図11ではα、βの設定、図1ではα、β、γ、δ
の設定を行う。
(10) α, β,
Setting of γ and δ (FIGS. 24 and 25) α, β,
FIG. 24 shows a circuit for setting γ and δ. This is a kind of computer, and the CPU 20 and the main memory 2
1, an input unit 22 and an output unit 24 are commonly connected. The main memory 21 stores the original O for operating the CPU 20.
It has schedule software in addition to S (operating system). The input unit 22 is a circuit that captures a rotation pulse. The output unit 24 is a circuit that outputs the coefficients (α, β, γ, δ) set by the CPU 20. According to the circuit of FIG. 24, the CPU 20 successively takes in rotation pulses from the input unit 22, activates schedule software, and stores coefficients α, β, γ, and δ determined according to the number of rotations in the memory 2.
Read from 1. This is set for each coefficient via the output unit 24. As a matter of course, in FIG. 10, only δ is set, in FIG. 11, α and β are set, and in FIG. 1, α, β, γ, and δ are set.
Make the settings for

【0075】図25には、主メモリ21内に設けたスケ
ジュール制御テーブル22を示す。このテーブル22を
回転数をアドレスとしてアクセスすることで必要な係数
の読み出しを行う。尚、スケジュールソフトは主メモリ
21とは別に設けたROMに格納しておく例もある。
FIG. 25 shows a schedule control table 22 provided in the main memory 21. A necessary coefficient is read out by accessing the table 22 using the rotation speed as an address. In some cases, the schedule software is stored in a ROM provided separately from the main memory 21.

【0076】(11)、コンピュータによる制御例(図
26) 図10、図11、図1等では、パワーアンプ5X、5Y
の前段回路はディスクリートな回路の例であった。この
ディスクリートな回路に代わって、コンピュータのソフ
ト処理で行うことも可能である。この実施例が図26で
ある。主メモリ21には、スケジュールソフトの他に、
PID制御回路4X、4Yの機能、トラッキングフィル
タ7の機能、各係数(α、β、γ、δ)設定器の機能、
各種の加算、減算機能を達成する制御ソフトを持ってい
る。そして、外部からの回転パルスを入力部22、変位
を入力部26を介して取り込み、CPU20がこの制御
ソフト及びスケジュールソフトを働かせて図1又は図1
0、図11等で定まる処理を実行する。この結果を出力
部24を介してPx、Py指令として駆動部25に与え
る。駆動部25は、その指令から実際のPx、Pyを作
り、これをパワーアンプ5X、5Yに与える。
(11) Example of control by computer (FIG. 26) In FIGS. 10, 11 and 1, etc., the power amplifiers 5X, 5Y
The preceding circuit was an example of a discrete circuit. Instead of this discrete circuit, it is also possible to carry out by software processing of a computer. This embodiment is shown in FIG. In the main memory 21, in addition to the schedule software,
The functions of the PID control circuits 4X and 4Y, the function of the tracking filter 7, the function of each coefficient (α, β, γ, δ) setting device,
It has control software to achieve various addition and subtraction functions. Then, a rotation pulse from the outside is taken in through the input unit 22 and the displacement is taken in through the input unit 26, and the CPU 20 activates the control software and the schedule software to execute FIG.
0, the processing determined by FIG. The result through the output unit 24 to P x, provided to the drive unit 25 as P y command. The drive unit 25 creates actual P x and P y from the command, and supplies these to the power amplifiers 5X and 5Y.

【0077】この実施例によれば、完全ソフト化を達成
できた。尚、スケジュールソフト、制御ソフトは、RO
M内に設けておく例もある。
According to this embodiment, complete softwareization could be achieved. The schedule software and control software are RO
There is also an example in which it is provided in M.

【0078】(12)、ABS制御のもとでのxN、yN
のフィードバック形(図27〜図30) ABS制御のかけ方を変形したものであり、回転同期ト
ラッキングフィルタ7の出力信号xN、yNをもとの変位
信号x、yから引くようにフィードバックする方法であ
る。このフィードバックの量を示す比例定数をβ′とす
ると、先の図1等のβとの間には
(12) x N , y N under ABS control
(FIGS. 27 to 30) This is a modified form of the ABS control, in which the output signals x N and y N of the rotation synchronous tracking filter 7 are fed back so as to be subtracted from the original displacement signals x and y. Is the way. Assuming that the proportionality constant indicating the amount of this feedback is β ′, there is a difference between β and β in FIG.

【数16】 の関係がある。よって、元信号x、yから完全に回転同
期成分xN、yNを抜きとるためにはβ′=無限大とな
る。よって抜きとり量を増やす強いABSにするには
β′はより大きな値にすればよい。
(Equation 16) There is a relationship. Therefore, β ′ = infinity in order to completely remove the rotation synchronization components x N and y N from the original signals x and y. Therefore, β 'may be set to a larger value to obtain a strong ABS that increases the sampling amount.

【0079】このフィードバック形ABSでの実施例が
図27〜図33であり、対応関係は以下の通りである。 図27…図1 図28…図16 図29…図14 図30…図11 図31…図18 図32…図17 図33…図20 かかる各種のフィードバック形ABSの実施例にあって
も、CPU20によるスケジュール処理や図24や図2
6による処理をしてもよいことは云うまでもない。尚、
フィードバック形ABSに関する請求項では、β′の代
わりにβを示したが、これは記載上の便宜のためである
ことを断わっておく。
Embodiments in this feedback type ABS are shown in FIGS. 27 to 33, and the correspondence is as follows. Fig. 27 Fig. 1 Fig. 28 Fig. 16 Fig. 29 Fig. 29 Fig. 30 Fig. 30 Fig. 31 Fig. 31 Fig. 18 Fig. 32 Fig. 32 Fig. 17 Fig. 33 Fig. 20 Even in such various embodiments of the feedback type ABS, the CPU 20 24 and FIG. 2
Needless to say, the processing in step 6 may be performed. still,
In the claims relating to the feedback type ABS, β is indicated in place of β ′, but this is for convenience of description.

【0080】[0080]

【発明の効果】本発明によれば、共振点通過時の前向き
振動に対する減衰力が向上できるので、不つりあい振動
に対して小さい共振振幅で通過でき、ロータのバランス
精度が多少悪くても共振点の安全な通過が可能となるの
で、バランス作業が簡略化される効果があり、また回転
中にロータに異物が付着するなどのために不つりあいが
大きくなっても、共振点通過が小さい振動で通過できる
ので、電磁石コイルに流す電流を小さくでき、パワーア
ンプの耐力が向上するという効果がある。
According to the present invention, the damping force against the forward vibration when passing through the resonance point can be improved, so that the vibration can be passed with a small resonance amplitude against the unbalanced vibration, and the resonance point can be obtained even if the balance accuracy of the rotor is somewhat poor. Has the effect of simplifying the balance work, and even if the unbalance increases due to foreign matter adhering to the rotor during rotation, vibration at the resonance point is small. Since the current can be passed, the current flowing through the electromagnet coil can be reduced, and there is an effect that the proof strength of the power amplifier is improved.

【0081】更に、各比例係数α、β、γを回転数に応
じて調整することで、回転数毎に最適制御(小電流、小
振動)をはかることができる。このように常に小電流の
運転が実現されることによってパワーアンプの電子回路
の寿命が伸びる。磁気軸受にかかる力も軽減されるの
で、部品の寿命も伸びる。
Further, by adjusting each of the proportional coefficients α, β, and γ according to the number of rotations, it is possible to achieve optimal control (small current and small vibration) for each number of rotations. Thus, the life of the electronic circuit of the power amplifier is prolonged by always performing the operation with the small current. Since the force on the magnetic bearing is also reduced, the life of the parts is extended.

【0082】又、Nストレートのδ機能を用いることに
より、共振点を上にシフトさせることができ、高速回転
まで運転範囲を引き伸ばすことができる。
By using the δ function of the N straight, the resonance point can be shifted upward, and the operating range can be extended up to high speed rotation.

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

【図1】本発明のABS制御とNクロス制御+Nストレ
ート制御とFF制御との組合せ制御を行うための実施例
図である。
FIG. 1 is an embodiment diagram for performing a combined control of ABS control, N cross control + N straight control, and FF control of the present invention.

【図2】従来のPID制御を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing conventional PID control.

【図3】従来のABS制御を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing conventional ABS control.

【図4】従来の臨界制御を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing conventional criticality control.

【図5】従来のNクロス制御を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing conventional N-cross control.

【図6】先願のFF制御を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the FF control of the prior application.

【図7】1次〜4次の共振点の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of first to fourth order resonance points.

【図8】従来及び先願での使用回転数範囲と制御電流と
の関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the operating speed range and the control current in the conventional and prior applications.

【図9】ABS制御による振動応答図である。FIG. 9 is a vibration response diagram by ABS control.

【図10】本発明のNストレート制御を行うための実施
例図である。
FIG. 10 is an embodiment diagram for performing N straight control according to the present invention.

【図11】本発明のABS制御とNクロス制御との併用
制御を行うための実施例図である。
FIG. 11 is an embodiment diagram for performing combined control of ABS control and N-cross control according to the present invention.

【図12】ABS制御とNクロス制御とのもとでの振動
応答例図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of vibration response under ABS control and N-cross control.

【図13】各種の制御による共振時の振動振幅と駆動電
流との関係を示すテストデータを示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing test data indicating a relationship between a vibration amplitude at the time of resonance by various controls and a drive current.

【図14】本発明のABS制御とNクロス制御とFF制
御との併用制御を行うための実施例図である。
FIG. 14 is an embodiment diagram for performing combined control of ABS control, N-cross control, and FF control of the present invention.

【図15】図14の実施例でのタイムスケジュール例を
示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an example of a time schedule in the embodiment of FIG.

【図16】本発明のABS制御とNストレート制御との
併用制御を行うための実施例図である。
FIG. 16 is an embodiment diagram for performing combined control of ABS control and N straight control of the present invention.

【図17】本発明のABS制御とNクロス制御とNスト
レート制御との併用制御を行うための実施例図である。
FIG. 17 is an embodiment diagram for performing combined control of ABS control, N cross control, and N straight control of the present invention.

【図18】本発明のABS制御とFF制御との併用制御
を行うための実施例図である。
FIG. 18 is an embodiment diagram for performing combined control of ABS control and FF control of the present invention.

【図19】本発明のNクロスとNストレート制御とFF
制御との併用制御を行うための実施例図である。
FIG. 19 shows N cross and N straight control and FF of the present invention.
FIG. 9 is an embodiment diagram for performing combined control with control.

【図20】本発明のABS制御とNストレート制御とF
F制御との併用制御を行うための実施例図である。
FIG. 20 shows ABS control, N straight control, and F of the present invention.
It is an Example figure for performing combination control with F control.

【図21】図1の実施例でのスケジュール制御例を示す
図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating an example of schedule control in the embodiment of FIG. 1;

【図22】図1の他のスケジュール制御例を示す図であ
る。
FIG. 22 is a diagram illustrating another example of schedule control in FIG. 1;

【図23】本発明の図1の実施例の等価回路を示す図で
ある。
FIG. 23 is a diagram showing an equivalent circuit of the embodiment of FIG. 1 of the present invention.

【図24】本発明のコンピュータ制御の実施例図であ
る。
FIG. 24 is a diagram showing an embodiment of computer control according to the present invention.

【図25】本発明のメモリテーブル例を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing an example of a memory table according to the present invention.

【図26】本発明のコンピュータ処理による制御系統図
である。
FIG. 26 is a control system diagram by computer processing of the present invention.

【図27】本発明のフィードバック形ABS制御とNク
ロス制御とNストレート制御とFF制御との組合せ制御
を行うための実施例図である。
FIG. 27 is an embodiment diagram for performing a combined control of the feedback type ABS control, the N cross control, the N straight control, and the FF control according to the present invention.

【図28】本発明のフィードバック形ABS制御とNス
トレート制御との併用制御を行うための実施例図であ
る。
FIG. 28 is an embodiment diagram for performing combined control of feedback type ABS control and N straight control according to the present invention.

【図29】本発明のフィードバック形ABS制御とNク
ロス制御とFF制御との併用制御を行うための実施例図
である。
FIG. 29 is an embodiment diagram for performing combined control of feedback type ABS control, N-cross control, and FF control according to the present invention.

【図30】本発明のフィードバック形ABS制御とNク
ロス制御との併用制御を行うための実施例図である。
FIG. 30 is an embodiment diagram for performing combined control of feedback ABS control and N-cross control according to the present invention.

【図31】本発明のフィードバック形ABS制御とFF
制御との併用制御を行うための実施例図である。
FIG. 31 shows feedback type ABS control and FF of the present invention.
FIG. 9 is an embodiment diagram for performing combined control with control.

【図32】本発明のABS制御とNクロス制御とNスト
レート制御との併用制御を行うための実施例図である。
FIG. 32 is an embodiment diagram for performing combined control of ABS control, N cross control, and N straight control of the present invention.

【図33】本発明のABS制御とNストレート制御とF
F制御との併用制御を行うための実施例図である。
FIG. 33 shows ABS control, N straight control, and F of the present invention.
It is an Example figure for performing combination control with F control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2X、2Y 電磁コイル 4X、4Y PID要素を使った制御回路 5X、5Y パワーアンプ 7 トラッキングフィルタ 10 2相/同期発振器 20 CPU 2X, 2Y Electromagnetic coil 4X, 4Y Control circuit using PID element 5X, 5Y Power amplifier 7 Tracking filter 10 Two-phase / synchronous oscillator 20 CPU

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 康雄 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社 日立製作所土浦工場内 (72)発明者 広島 実 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社 日立製作所土浦工場内 (72)発明者 金木 忠 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社 日立製作所土浦工場内 (72)発明者 阿部 嘉明 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社 日立製作所土浦工場内 (72)発明者 坂梨 尚文 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社 日立製作所土浦工場内 (56)参考文献 特開 平1−126424(JP,A) 特開 昭52−93853(JP,A) 特開 平3−124242(JP,A) 特開 昭61−262225(JP,A) 特開 平3−255240(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16C 32/04 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing from the front page (72) Inventor Yasuo Fukushima 603 Tsuchiura-machi, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref. Hitachi, Ltd. Tsuchiura Plant, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Tadashi Kanagi 603, Kandamachi, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref., Hitachi, Ltd. Tsuchiura Plant, Hitachi, Ltd. Person Naofumi Sakanashi 603, Kandate-cho, Tsuchiura-city, Ibaraki Pref. Hitachi, Ltd. Tsuchiura Works (56) References JP-A-1-126424 (JP, A) JP-A-52-93853 (JP, A) JP-A-3- 124242 (JP, A) JP-A-61-262225 (JP, A) JP-A-3-255240 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F16C 32/04

Claims (27)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 磁気軸受装置によって支持されたロータ
の、回転軸に直角で互いに直交する2つの基準位置から
の変位量x,yを検出する変位検出手段と、該変位量
x,yからその時のロータ回転数に同期した成分x
を取り出すためのフィルタ手段と、上記変位量xと
成分xに比例した量(比例係数β)との差分量を入力
とし、第1の制御信号を出力する第1の制御手段と、上
記変位量yと成分yに比例した量(比例係数β)との
差分量を入力とし、第2の制御信号を出力する第2の制
御手段と、上記第1の制御信号と成分yに比例した量
(比例係数α)との差分量を増幅して磁気軸受のコイル
に流れる電流を制御する第1の電力増幅手段と、上記第
2の制御信号と成分xに比例した量(比例係数α)と
の加算量を増幅して磁気軸受のコイルに流れる電流を制
御する第2の電力増幅手段と、より成ると共に、上記比
例係数α、βをロータの回転数に従って調整可変にする
設定手段と、を備えた磁気軸受制御装置。
1. A displacement detecting means for detecting displacements x and y of two rotors supported by a magnetic bearing device from two reference positions perpendicular to each other at a right angle to a rotation axis. The component x N synchronized with the rotor speed of
filter means for extracting y N , first control means for inputting a difference amount between the displacement amount x and an amount proportional to the component x N (proportional coefficient β), and outputting a first control signal; A second control unit that receives a difference amount between the displacement amount y and an amount proportional to the component y N (proportional coefficient β) and outputs a second control signal; and the first control signal and the component y N. A power amplifying means for amplifying a difference amount from an amount (proportional coefficient α) proportional to the second control signal and an amount ( N) proportional to the second control signal and the component xN. Second power amplifying means for controlling the current flowing through the coil of the magnetic bearing by amplifying the amount of addition with the proportional coefficient α), and making the proportional coefficients α and β adjustable according to the rotation speed of the rotor. A magnetic bearing control device comprising: setting means.
【請求項2】 磁気軸受装置によって支持されたロータ
の、回転軸に直角で互いに直交する2つの基準位置から
の変位量x,yを検出する変位検出手段と、第1、第2
の制御信号をそれぞれ出力する第1、第2の制御手段
と、該第1の制御手段への第1の入力信号及び第2の制
御手段への第2の入力信号を入力としロータ回転数に同
期した成分x,yを取り出すためのフィルタ手段
と、上記変位量xと成分xに比例した量(比例係数
β)との差分量を上記第1の制御手段への第1の入力信
号とする 第1の差分手段と、上記変位量yと成分y
に比例した量(比例係数β)との差分量を上記第2の制
御手段 への第2の入力信号とする第2の差分手段と、
上記第1の制御手段の出力である第1の制御信号と成分
に比例した量(比例係数α)との差分量を入力と
し、該差分量を増幅して磁気軸受のコイルに流れる電流
を制御する第1の電力増幅手段と、上記第2の制御手段
の出力である第2の制御信号と成分xに比例した量
(比例係数α)との加算量を入力とし、該加算量を増幅
して磁気軸受のコイルに流れる電流を制御する第2の電
力増幅手段と、より成ると共に、上記比例係数α、βを
ロータの回転数に従って調整可変にする設定手段と、を
備えた磁気軸受制御装置。
2. A displacement detecting means for detecting displacement amounts x and y of two rotors supported by a magnetic bearing device from two reference positions perpendicular to each other at right angles to a rotation axis, and first and second displacement detecting means.
First and second control means for respectively outputting the first and second control signals, and the first input signal to the first control means and the second input signal to the second control means, and the rotor speed is set to Filter means for extracting the synchronized components x N , y N , and a difference between the displacement x and an amount proportional to the component x N (proportional coefficient β) as a first input to the first control means A first difference means to be a signal, the displacement amount y and the component y N
A second difference unit that uses a difference amount from an amount (proportional coefficient β) proportional to the second control unit as a second input signal to the second control unit;
As input difference amount between an amount proportional to the first control signal and the component y N is the output of the first control means (proportional coefficient alpha), a current flowing through the coil of the magnetic bearing by amplifying the difference amount a first power amplifier means for controlling inputs the addition amount of the quantity proportional to the second control signal and the component x N, which corresponds to the output of the second control means (proportional coefficient alpha), the addition amount A power amplifying means for amplifying the current and controlling a current flowing through a coil of the magnetic bearing; and a setting means for adjusting and adjusting the proportional coefficients α and β in accordance with the rotation speed of the rotor. Bearing control device.
【請求項3】 磁気軸受装置によって支持されたロータ
の、回転軸に直角で互いに直交する2つの基準位置から
の変位量x,yを検出する変位検出手段と、該変位量
x,yからその時のロータ回転数に同期した成分x
を取り出すためのフィルタ手段と、上記変位量xと
成分xに比例した量(比例係数β)との差分量を入力
とし、第1の制御信号を出力する第1の制御手段と、上
記変位量yと成分yに比例した量(比例係数β)との
差分量を入力とし、第2の制御信号を出力する第2の制
御手段と、上記第1の制御信号と成分yに比例した量
(比例係数α)との差分量を増幅して磁気軸受のコ イ
ルに流れる電流を制御する第1の電力増幅手段と、上記
第2の制御信号と成分xに比例した量(比例係数α)
との加算量を増幅して磁気軸受のコイルに流れる電流を
制御する第2の電力増幅手段と、より成る磁気軸受制御
装置において、回転パルスに同期して正弦波と余弦波を
発振する2相同期発振器と、該余弦波出力に比例した量
(比例係数γ)を上記第1の制御手段の入力又は出力側
に印加する手段と、上記正弦波出力に比例した量(比例
係数γ)を上記第2の制御手段の入力又は出力側に印加
する手段と、を設けてなる磁気軸受制御装置。
3. Displacement detecting means for detecting displacement amounts x and y of two rotors supported by a magnetic bearing device from two reference positions perpendicular to each other at right angles to the rotation axis, and detecting the displacement amounts x and y at that time. The component x N synchronized with the rotor speed of
filter means for extracting y N , first control means for inputting a difference amount between the displacement amount x and an amount proportional to the component x N (proportional coefficient β), and outputting a first control signal; A second control unit that receives a difference amount between the displacement amount y and an amount proportional to the component y N (proportional coefficient β) and outputs a second control signal; and the first control signal and the component y N. the amount of the first power amplifying means for controlling the current flowing through the coils of the magnetic bearing by amplifying the difference amount, in proportion to the second control signal and the component x N with quantity proportional (proportionality coefficient alpha) to (Proportional coefficient α)
And a second power amplifying means for controlling the current flowing through the coil of the magnetic bearing by amplifying the amount of addition of the sine wave and the cosine wave in synchronization with the rotation pulse. Means for applying an amount proportional to the cosine wave output (proportional coefficient γ) to the input or output side of the first control means, and an amount proportional to the sine wave output (proportional coefficient γ) Means for applying to the input or output side of the second control means.
【請求項4】 請求項1の磁気軸受制御装置において、
回転パルスに同期して正弦波と余弦波を発振する2相同
期発振器と、該余弦波出力に比例した量(比例係数γ)
を上記第1の制御手段の入力又は出力側に印加する手段
と、上記正弦波出力に比例した量(比例係数γ)を上記
第2の制御手段の入力又は出力側に印加する手段と、を
備えると共に、上記設定手段では、比例係数α、βの他
にγをロータの回転数に従って調整可変にすることとし
た磁気軸受制御装置。
4. The magnetic bearing control device according to claim 1, wherein
A two-phase synchronous oscillator that oscillates a sine wave and a cosine wave in synchronization with a rotation pulse, and an amount proportional to the cosine wave output (proportional coefficient γ)
Means for applying to the input or output side of the first control means, and means for applying an amount proportional to the sine wave output (proportional coefficient γ) to the input or output side of the second control means. A magnetic bearing control device provided with the setting means, wherein the setting means makes γ variable in addition to the proportional coefficients α and β according to the rotation speed of the rotor.
【請求項5】 磁気軸受装置によって支持されたロータ
の、回転軸に直角で互いに直交する2つの基準位置から
の変位量x,yを検出する変位検出手段と、該変位量
x,yからその時のロータ回転数に同期した成分x
を取り出すためのフィルタ手段と、上記変位量xと
成分xに比例した量(比例係数β)との差分量を入力
とし、第1の制御信号を出力する第1の制御手段と、上
記変位量yと成分yに比例した量(比例係数β)との
差分量を入力とし、第2の制御信号を出力する第2の制
御手段と、上記第1の制御信号と成分xに比例した量
(比例係数δ)との加算量を増幅して磁気軸受のコイル
に流れる電流を制御する第1の電力増幅手段と、上記第
2の制御信号と成分yに比例した量(比例係数δ)と
の加算量を増幅して磁気軸受のコイルに流れる電流を制
御する第2の電力増幅手段と、より成る磁気軸受制御装
置。
5. A displacement detecting means for detecting displacements x, y of a rotor supported by a magnetic bearing device from two reference positions perpendicular to each other at right angles to a rotation axis, and detecting the displacements x, y at that time. The component x N synchronized with the rotor speed of
filter means for extracting y N , first control means for inputting a difference amount between the displacement amount x and an amount proportional to the component x N (proportional coefficient β), and outputting a first control signal; as input difference amount between an amount proportional to the displacement amount y with components y N (proportionality factor beta), and second control means for outputting a second control signal, said first control signal and the component x N an amount proportional to the first power amplifier means for controlling the current flowing through the coil of the magnetic bearing by amplifying the addition amount of the (proportional coefficient [delta]), an amount proportional to the second control signal and the component y N ( And a second power amplifying means for amplifying the amount of addition with the proportional coefficient δ) to control the current flowing through the coil of the magnetic bearing.
【請求項6】 磁気軸受装置によって支持されたロータ
の、回転軸に直角で互いに直交する2つの基準位置から
の変位量x,yを検出する変位検出手段と、第1、第2
の制御信号をそれぞれ出力する第1、第2の制御手段
と、該第1の制御手段への第1の入力信号及び第2の制
御手段への第2の入力信号を入力としロータ回転数に同
期した成分x,yを取り出すためのフィルタ手段
と、上記変位量xと成分xに比例した量(比例係数
β)との差分量を上記第1の制御手段への第1の入力信
号とする第1の差分手段と、上記変位量yと成分y
比例した量(比例係数β)との差分量を上記第2の制御
手段への第2の入力信号とする第2の差分手段と、上記
第1の制御手段の出力である第1の制御信号と成分x
に比例した量(比例係数δ)との加算量を入力とし、該
加算量を増幅して磁気軸受のコイルに流れる電流を制御
する第1の電力増幅手段と、上記第2の制御手段の出力
である第2の制御信号と成分yに比例した量(比例係
数δ)との加算量を入力とし、該加算量を増幅して磁気
軸受のコイルに流れる電流を制御する第2の電力増幅手
段と、より成る磁気軸受制御装置。
6. A displacement detecting means for detecting displacement amounts x and y of two rotors supported by a magnetic bearing device from two reference positions perpendicular to each other at right angles to a rotation axis, and first and second displacement detecting means.
First and second control means for respectively outputting the first and second control signals, and the first input signal to the first control means and the second input signal to the second control means, and the rotor speed is set to Filter means for extracting the synchronized components x N , y N , and a difference between the displacement x and an amount proportional to the component x N (proportional coefficient β) as a first input to the first control means a first differentiating means to the signal, the displacement y and an amount proportional to the component y N (proportional coefficient beta) and difference amount and the second to a second input signal to said second control means Difference means, a first control signal output from the first control means, and a component x N
A first power amplifying means for inputting an amount of addition to an amount proportional to (a proportional coefficient δ), amplifying the amount of addition and controlling a current flowing through a coil of the magnetic bearing, and an output of the second control means. in a second as input addition amount of the control signal and the amount proportional to the component y N (proportional coefficient [delta]), a second power amplifier for controlling the current flowing through the coil of the magnetic bearing by amplifying the addition amount Means for controlling a magnetic bearing.
【請求項7】 磁気軸受装置によって支持されたロータ
の、回転軸に直角で互いに直交する2つの基準位置から
の変位量x,yを検出する変位検出手段と、ロータ回転
数に同期した成分x,yを取り出すためのフィルタ
手段と、上記変位量xと成分xに比例した量(比例係
数β)との差分量を入力とし、第1の制御信号を出力す
る第1の制御手段と、上記変位量yと成分yに比例し
た量(比例係数β)との差分量を入力とし、第2の制御
信号を出力する第2の制御手段と、上記第1の制御信号
と成分xに比例した量(比例係数δ)との加算量を増
幅して磁気軸受のコイルに流れる電流を制御する第1の
電力増幅手段と、上記第2の制御信号と成分yに比例
した量(比例係数δ)との加算量を増幅して磁気軸受の
コイルに流れる電流を制御する第2の電力増幅手段と、
より成ると共に、上記比例係数β、δをロータの回転数
に従って調整可変にする設定手段と、を備えた磁気軸受
制御装置。
7. A displacement detecting means for detecting displacements x and y of two rotors supported by a magnetic bearing device from two reference positions perpendicular to each other at right angles to a rotation axis, and a component x synchronized with a rotor rotation speed. N, and a filter means for removing the y N, and inputs the difference amount between an amount proportional to the displacement x and the component x N (proportionality factor beta), a first control means for outputting a first control signal A second control means for inputting a difference amount between the displacement amount y and an amount proportional to the component y N (proportional coefficient β), and outputting a second control signal; a first power amplifier means for controlling the current flowing through the coil of the magnetic bearing by amplifying the addition amount of the quantity proportional to the x N (proportional coefficient [delta]), in proportion to the second control signal and the component y N The amount of addition to the amount (proportional coefficient δ) is amplified and the current flowing through the coil of the magnetic bearing is amplified. Second power amplification means for controlling the flow;
And a setting means for adjusting and adjusting the proportional coefficients β and δ according to the rotation speed of the rotor.
【請求項8】 磁気軸受装置によって支持されたロータ
の、回転軸に直角で互いに直交する2つの基準位置から
の変位量x,yを検出する変位検出手段と、第1、第2
の制御信号をそれぞれ出力する第1、第2の制御手段
と、該第1の制御手段への第1の入力信号及び第2の制
御手段への第2の入力信号を入力としロータ回転数に同
期した成分x,yを取り出すためのフィルタ手段
と、上記変位量xと成分xに比例した量(比例係数
β)との差分量を上記第1の制御手段への第1の入力信
号とする第1の差分手段と、上記変位量yと成分y
比例した量(比例係数β)との差分量を上記第2の制御
手段への第2の入力信号とする第2の差分手段と、上記
第1の制御手段の出力である第1の制御信号と成分x
に比例した量(比例係数δ)との加算量を入力とし、該
加算量を増幅して磁気軸受のコイルに流れる電流を制御
する第1の電力増幅手段と、上記第2の制御手段の出力
である第2の制御信号と成分yに比例した量(比例係
数δ)との加算量を入力とし、該加算量を増幅して磁気
軸受のコイルに流れる電流を制御する第2の電力増幅手
段と、より成ると共に、上記比例係数β、δをロータの
回転数に従って調整可変にする設定手段と、を備えた磁
気軸受制御装置。
8. A displacement detecting means for detecting displacements x and y of two rotors supported by a magnetic bearing device from two reference positions perpendicular to each other at right angles to a rotation axis, and first and second displacement detecting means.
First and second control means for respectively outputting the first and second control signals, and the first input signal to the first control means and the second input signal to the second control means, and the rotor speed is set to Filter means for extracting the synchronized components x N , y N , and a difference between the displacement x and an amount proportional to the component x N (proportional coefficient β) as a first input to the first control means a first differentiating means to the signal, the displacement y and an amount proportional to the component y N (proportional coefficient beta) and difference amount and the second to a second input signal to said second control means Difference means, a first control signal output from the first control means, and a component x N
A first power amplifying means for inputting an amount of addition to an amount proportional to (a proportional coefficient δ), amplifying the amount of addition and controlling a current flowing through a coil of the magnetic bearing, and an output of the second control means. in a second as input addition amount of the control signal and the amount proportional to the component y N (proportional coefficient [delta]), a second power amplifier for controlling the current flowing through the coil of the magnetic bearing by amplifying the addition amount And a setting means for adjusting and adjusting the proportional coefficients β and δ according to the rotation speed of the rotor.
【請求項9】 請求項5の磁気軸受制御装置において、
回転パルスに同期して正弦波と余弦波を発振する2相同
期発振器と、該余弦波出力に比例した量(比例係数γ)
を上記第1の制御手段の入力又は出力側に印加する手段
と、上記正弦波出力に比例した量(比例係数γ)を上記
第2の制御手段の入力又は出力側に印加する手段と、を
設けてなる磁気軸受制御装置。
9. The magnetic bearing control device according to claim 5, wherein
A two-phase synchronous oscillator that oscillates a sine wave and a cosine wave in synchronization with a rotation pulse, and an amount proportional to the cosine wave output (proportional coefficient γ)
Means for applying to the input or output side of the first control means, and means for applying an amount proportional to the sine wave output (proportional coefficient γ) to the input or output side of the second control means. A magnetic bearing control device provided.
【請求項10】 請求項7の磁気軸受制御装置におい
て、回転パルスに同期して正弦波と余弦波を発振する2
相同期発振器と、該余弦波出力に比例した量(比例係数
γ)を上記第1の制御手段の入力又は出力側に印加する
手段と、上記正弦波出力に比例した量(比例係数γ)を
上記第2の制御手段の入力又は出力側に印加する手段
と、を備えると共に、上記設定手段では、比例係数β、
δの他にγをロータの回転数に従って調整可変にするこ
ととした磁気軸受制御装置。
10. The magnetic bearing control device according to claim 7, wherein a sine wave and a cosine wave are oscillated in synchronization with the rotation pulse.
A phase-locked oscillator, a means for applying an amount proportional to the cosine wave output (proportional coefficient γ) to the input or output side of the first control means, and an amount proportional to the sine wave output (proportional coefficient γ) Means for applying to the input or output side of the second control means, and the setting means includes a proportional coefficient β,
A magnetic bearing control device in which γ in addition to δ can be adjusted according to the rotation speed of the rotor.
【請求項11】 磁気軸受装置によって支持されたロー
タの、回転軸に直角で互いに直交する2つの基準位置か
らの変位量x,yを検出する変位検出手段と、該変位量
x,yからその時のロータ回転数に同期した成分x
を取り出すためのフィルタ手段と、上記変位量xと
成分xに比例した量(比例係数β)との差分量を入力
とし、第1の制御信号を出力する第1の制御手段と、上
記変位量yと成分yに比例した量(比例係数β)との
差分量を入力とし、第2の制御信号を出力する第2の制
御手段と、上記第1の制御信号と成分yに比例した量
(比例係数α)との差分量及び成分xに比例した量
(比例係数δ)の合成量を増幅して磁気軸受のコイルに
流れる電流を制御する第1の電力増幅手段と、上記第2
の制御信号と成分xに比例した量(比例係数α)との
加算量及び成分yに比例した量(比例係数δ)の合成
量を増幅して磁気軸受のコイルに流れる電流を制御する
第2の電力増幅手段と、より成る磁気軸受制御装置。
11. A displacement detecting means for detecting displacements x and y of two rotors supported by a magnetic bearing device from two reference positions perpendicular to each other at right angles to the rotation axis, and a displacement detecting means for detecting displacements x and y based on the displacements x and y. The component x N synchronized with the rotor speed of
filter means for extracting y N , first control means for inputting a difference amount between the displacement amount x and an amount proportional to the component x N (proportional coefficient β), and outputting a first control signal; A second control unit that receives a difference amount between the displacement amount y and an amount proportional to the component y N (proportional coefficient β) and outputs a second control signal; and the first control signal and the component y N. a first power amplifier means for controlling the current flowing through the coil of the magnetic bearing to amplify the synthesis of an amount proportional amount proportional to the difference amount and components x N and (proportionality factor alpha) (proportional coefficient [delta]) in , The second
Controlling the control signal and the current flowing through the coil of the magnetic bearing composite amount amplify the amount proportional to the addition amount and the component y N and the amount proportional to the component x N (proportionality factor alpha) (proportional coefficient [delta]) A magnetic bearing control device comprising: a second power amplifying means.
【請求項12】 磁気軸受装置によって支持されたロー
タの、回転軸に直角で互いに直交する2つの基準位置か
らの変位量x,yを検出する変位検出手段と、第1、第
2の制御信号をそれぞれ出力する第1、第2の制御手段
と、該第1の制御手段への第1の入力信号及び第2の制
御手段への第2の入力信号を入力としロータ回転数に同
期した成分x,yを取り出すためのフィルタ手段
と、上記変位量xと成分xに比例した量(比例係数
β)との差分量を上記第1の制御手段への第1の入力信
号とする第1の差分手段と、上記変位量yと成分y
比例した量(比例係数β)との差分量を上記第2の制御
手段への第2の入力信号とする第2の差分手段と、上記
第1の制御手段の出力である第1の制御信号および成分
に比例した差分量(比例係数α)ならびに成分x
に比例した加算量(比例係数δ)を入力とし、この入力
合成量を増幅して磁気軸受のコイルに流れる電流を制御
する第1の電力増幅手段と、上記第2の制御手段の出力
である第2の制御信号および成分xに比例した加算量
(比例係数α)ならびに成分yに比例した加算量(比
例係数δ)を入力とし、この入力合成量を増幅して磁気
軸受のコイルに流れる電流を制御する第2の電力増幅手
段と、より成る磁気軸受制御装置。
12. A displacement detecting means for detecting displacements x and y of a rotor supported by a magnetic bearing device from two reference positions perpendicular to each other at right angles to a rotation axis, and first and second control signals. First and second control means for respectively outputting a first input signal to the first control means and a second input signal to the second control means. A filter means for extracting x N and y N and a difference amount between the displacement amount x and an amount proportional to the component x N (proportional coefficient β) are used as a first input signal to the first control means. A first difference unit, and a second difference unit that uses a difference amount between the displacement amount y and an amount proportional to the component y N (proportional coefficient β) as a second input signal to the second control unit. , difference proportional to the first control signal and the component y N is the output of the first control means (Proportionality factor alpha) and component x N
The first power amplifying means for controlling the current flowing through the coil of the magnetic bearing by amplifying the input combined quantity and the output of the second control means, taking an added amount (proportional coefficient δ) proportional to the input. addition amount proportional to the second control signal and the component x N (proportionality factor alpha) and addition amount proportional to component y N (the proportional coefficient [delta]) as input, to the coil of the magnetic bearing by amplifying the input composite amount A magnetic bearing control device, comprising: a second power amplifier for controlling a flowing current.
【請求項13】 磁気軸受装置によって支持されたロー
タの、回転軸に直角で互いに直交する2つの基準位置か
らの変位量x,yを検出する変位検出手段と、該変位量
x,yからその時のロータ回転数に同期した成分x
を取り出すためのフィルタ手段と、上記変位量xと
成分xに比例した量(比例係数β)との差分量を入力
とし、第1の制御信号を出力する第1の制御手段と、上
記変位量yと成分yに比例した量(比例係数β)との
差分量を入力とし、第2の制御信号を出力する第2の制
御手段と、上記第1の制御信号と成分yに比例した量
(比例係数α)との差分量及び成分xに比例した量
(比例係数δ)の合成量を増幅して磁気軸受のコイルに
流れる電流を制御する第1の電力増幅手段と、上記第2
の制御信号と成分xに比例した量(比例係数α)との
加算量及び成分yに比例した量(比例係数δ)の合成
量を増幅して磁気軸受のコイルに流れる電流を制御する
第2の電力増幅手段と、より成ると共に、上記比例係数
α、β、δをロータの回転数に従って調整可変にする設
定手段と、を備えた磁気軸受制御装置。
13. A displacement detecting means for detecting displacements x and y of two rotors supported by a magnetic bearing device from two reference positions perpendicular to each other at right angles to a rotation axis, and detecting the displacements x and y based on the displacements x and y. The component x N synchronized with the rotor speed of
filter means for extracting y N , first control means for inputting a difference amount between the displacement amount x and an amount proportional to the component x N (proportional coefficient β), and outputting a first control signal; A second control unit that receives a difference amount between the displacement amount y and an amount proportional to the component y N (proportional coefficient β) and outputs a second control signal; and the first control signal and the component y N. a first power amplifier means for controlling the current flowing through the coil of the magnetic bearing to amplify the synthesis of an amount proportional amount proportional to the difference amount and components x N and (proportionality factor alpha) (proportional coefficient [delta]) in , The second
Controlling the control signal and the current flowing through the coil of the magnetic bearing composite amount amplify the amount proportional to the addition amount and the component y N and the amount proportional to the component x N (proportionality factor alpha) (proportional coefficient [delta]) A magnetic bearing control device comprising: a second power amplifying means; and a setting means for adjusting and adjusting the proportional coefficients α, β, and δ according to the rotation speed of the rotor.
【請求項14】 磁気軸受装置によって支持されたロー
タの、回転軸に直角で互いに直交する2つの基準位置か
らの変位量x,yを検出する変位検出手段と、第1、第
2の制御信号をそれぞれ出力する第1、第2の制御手段
と、該第1の制御手段への第1の入力信号及び第2の制
御手段への第2の入力信号を入力としロータ回転数に同
期した成分x,yを取り出すためのフィルタ手段
と、上記変位量xと成分xに比例した量(比例係数
β)との差分量を上記第1の制御手段への第1の入力信
号とする 第1の差分手段と、上記変位量yと成分y
に比例した量(比例係数β)との差分量を上記第2の制
御手段への第2の入力信号とする第2の差分手段と、上
記第1の制御手段の出力である第1の制御信号および成
分yに比例した差分量(比例係数α)ならびに成分x
に比例した加算量(比例係数δ)を入力とし、この入
力合成を増幅して磁気軸受のコイルに流れる電流を制御
する第1の電力増幅手段と、上記第2の制御手段の出力
である第2の制御信号および成分xに比例した加算量
(比例係数α)ならびに成分yに比例した加算量(比
例係数δ)を入力とし、この入力合成量を増幅して磁気
軸受のコイルに流れる電流を制御する第2の電力増幅手
段と、より成ると共に、上記比例係数α、β、δをロー
タの回転数に従って調整可変する設定手段と、を備えた
磁気軸受制御装置。
14. A displacement detecting means for detecting displacements x and y of two rotors supported by a magnetic bearing device from two reference positions perpendicular to each other and perpendicular to the rotation axis, and first and second control signals. First and second control means for respectively outputting a first input signal to the first control means and a second input signal to the second control means. A filter means for extracting x N and y N and a difference amount between the displacement amount x and an amount proportional to the component x N (proportional coefficient β) are used as a first input signal to the first control means. First difference means, the displacement amount y and the component y N
A second difference means that uses a difference amount from a quantity (proportional coefficient β) proportional to the second control means as a second input signal to the second control means, and a first control which is an output of the first control means. The difference amount (proportional coefficient α) proportional to the signal and the component y N and the component x
The first power amplifying means for inputting an addition amount (proportional coefficient δ) proportional to N and amplifying the input synthesis to control the current flowing through the coil of the magnetic bearing, and the output of the second control means. addition amount proportional to the second control signal and the component x N (proportionality factor alpha) and addition amount proportional to component y N (the proportional coefficient [delta]) as input, to the coil of the magnetic bearing by amplifying the input composite amount A magnetic bearing control device comprising: second power amplifying means for controlling a flowing current; and setting means for adjusting and varying the proportional coefficients α, β, and δ according to the rotation speed of the rotor.
【請求項15】 請求項11の磁気軸受制御装置におい
て、回転パルスに同期して余弦波と正弦波を発振すると
同時に回転パルスに対する位相が可変設定できる2相同
期発振器と、該余弦波出力に比例した量(比例係数γ)
を上記第1の制御手段の入力又は出力側に印加する手段
と、上記正弦波出力に比例した量(比例係数γ)を上記
第2の制御手段の入力又は出力側に印加する手段と、を
備えた磁気軸受制御装置。
15. The two-phase synchronous oscillator according to claim 11, wherein a cosine wave and a sine wave are oscillated in synchronization with the rotation pulse and the phase of the rotation pulse is variably set, and the cosine wave output is proportional to the cosine wave output. Amount (proportional coefficient γ)
Means for applying to the input or output side of the first control means, and means for applying an amount proportional to the sine wave output (proportional coefficient γ) to the input or output side of the second control means. Equipped with magnetic bearing control device.
【請求項16】 請求項15の磁気軸受制御装置におい
て、回転パルスに同期して正弦波と余弦波を発振する2
相同期発振器と、該余弦波出力に比例した量(比例係数
γ)を上記第1の制御手段の入力又は出力側に印加する
手段と、上記正弦波出力に比例した量(比例係数γ)を
上記第2の制御手段の入力又は出力側に印加する手段
と、を備えると共に、上記設定手段では、比例係数α、
β、δの他にγをロータの回転数に従って調整可変にす
ることとした磁気軸受制御装置。
16. The magnetic bearing control device according to claim 15, wherein a sine wave and a cosine wave are oscillated in synchronization with the rotation pulse.
A phase-locked oscillator, a means for applying an amount proportional to the cosine wave output (proportional coefficient γ) to the input or output side of the first control means, and an amount proportional to the sine wave output (proportional coefficient γ) Means for applying to the input or output side of the second control means, and the setting means comprises a proportional coefficient α,
A magnetic bearing control device in which γ in addition to β and δ can be adjusted and changed according to the rotation speed of the rotor.
【請求項17】 磁気軸受装置によって支持されたロー
タの、回転軸に直角で互いに直交する2つの基準位置か
らの変位量x,yを検出する変位検出手段と、該変位量
x,yからその時のロータ回転数に同期した成分x
を取り出すためのフィルタ手段と、上記変位量xと
成分xに比例した量(比例係数β)との差分量を入力
とし、第1の制御信号を出力する第1の制御手段と、上
記変位量yと成分yに比例した量(比例係数β)との
差分量を入力とし、第2の制御信号を出力する第2の制
御手段と、上記第1の制御信号を増幅して磁気軸受のコ
イルに流れる電流を制御する第1の電力増幅手段と、上
記第2の制御信号を増幅して磁気軸受のコイルに流れる
電流を制御する第2の電力増幅手段と、より成ると共に
回転パルスに同期して正弦波と余弦波を発振する2相同
期発振器と、該余弦波出力に比例した量(比例係数γ)
を上記第1の制御手段の入力又は出力側に印加する手段
と、上記正弦波出力に比例した量(比例係数γ)を上記
第2の制御手段の入力又は出力側に印加する手段と、を
設けてなる磁気軸受制御装置。
17. A displacement detecting means for detecting displacements x and y of two rotors supported by a magnetic bearing device from two reference positions perpendicular to each other at right angles to a rotation axis, and the displacement detecting means detects the displacements x and y at that time. The component x N synchronized with the rotor speed of
filter means for extracting y N , first control means for inputting a difference amount between the displacement amount x and an amount proportional to the component x N (proportional coefficient β), and outputting a first control signal; A second control unit that receives a difference between the displacement y and an amount proportional to the component y N (proportional coefficient β) and outputs a second control signal; and amplifies the first control signal. A first power amplifying means for controlling a current flowing in a coil of the magnetic bearing; a second power amplifying means for amplifying the second control signal to control a current flowing in the coil of the magnetic bearing; A two-phase synchronous oscillator that oscillates a sine wave and a cosine wave in synchronization with a pulse, and an amount proportional to the cosine wave output (proportional coefficient γ)
Means for applying to the input or output side of the first control means, and means for applying an amount proportional to the sine wave output (proportional coefficient γ) to the input or output side of the second control means. A magnetic bearing control device provided.
【請求項18】 磁気軸受装置によって支持されたロー
タの、回転軸に直角で互いに直交する2つの基準位置か
らの変位量x,yを検出する変位検出手段と、第1、第
2の制御信号をそれぞれ出力する第1、第2の制御手段
と、該第1の制御手段への第1の入力信号及び第2の制
御手段への第2の入力信号を入力としロータ回転数に同
期した成分x,yを取り出すためのフィルタ手段
と、上記変位量xと成分xに比例した量(比例係数
β)との差分量を上記第1の制御手段への第1の入力信
号とする第1の差分手段と、上記変位量yと成分y
比例した量(比例係数β)との差分量を上記第2の制御
手段への第2の入力信号とする第2の差分手段と、上記
第1の制御手段の出力である第1の制御信号を増幅して
磁気軸受のコイルに流れる電流を制御する第1の電力増
幅手段と、上記第2の制御手段の出力である第2の制御
信号と該加算量を増幅して磁気軸受のコイルに流れる電
流を制御する第2の電力増幅手段と、より成ると共に、
回転パルスに同期して正弦波と余弦波を発振する2相同
期発振器と、該余弦波出力に比例した量(比例係数γ)
を上記第1の制御手段の入力又は出力側に印加する手段
と、上記正弦波出力に比例した量(比例係数γ)を上記
第2の制御手段の入力又は出力側に印加する手段と、を
設けてなる磁気軸受制御装置。
18. Displacement detecting means for detecting displacement amounts x and y of two rotors supported by a magnetic bearing device from two reference positions perpendicular to each other at right angles to a rotation axis, and first and second control signals. First and second control means for respectively outputting a first input signal to the first control means and a second input signal to the second control means. A filter means for extracting x N and y N and a difference amount between the displacement amount x and an amount proportional to the component x N (proportional coefficient β) are used as a first input signal to the first control means. A first difference unit, and a second difference unit that uses a difference amount between the displacement amount y and an amount proportional to the component y N (proportional coefficient β) as a second input signal to the second control unit. Amplifies the first control signal, which is the output of the first control means, and supplies it to the coil of the magnetic bearing. First power amplifying means for controlling a current to be supplied, and second power for controlling a current flowing through a coil of the magnetic bearing by amplifying a second control signal output from the second control means and the added amount. Amplifying means, and
A two-phase synchronous oscillator that oscillates a sine wave and a cosine wave in synchronization with a rotation pulse, and an amount proportional to the cosine wave output (proportional coefficient γ)
Means for applying to the input or output side of the first control means, and means for applying an amount proportional to the sine wave output (proportional coefficient γ) to the input or output side of the second control means. A magnetic bearing control device provided.
【請求項19】 磁気軸受装置によって支持されたロー
タの、回転軸に直角で互いに直交する2つの基準位置か
らの変位量x,yを検出する変位検出手段と、該変位量
x,yからその時のロータ回転数に同期した成分x
を取り出すためのフィルタ手段と、上記変位量xと
成分xに比例した量(比例係数β)との差分量を入力
とし、第1の制御信号を出力する第1の制御手段と、上
記変位量yと成分yに比例した量(比例係数β)との
差分量を入力とし、第2の制御信号を出力する第2の制
御手段と、上記第1の制御信号とを増幅して磁気軸受の
コイルに流れる電流を制御する第1の電力増幅手段と、
上記第2の制御信号とを増幅して磁気軸受のコイルに流
れる電流を制御する第2の電力増幅手段と、より成ると
共に回転パルスに同期して正弦波と余弦波を発振する2
相同期発振器と、該余弦波出力に比例した量(比例係数
γ)を上記第1の制御手段の入力又は出力側に印加する
手段と、上記正弦波出力に比例した量(比例係数γ)を
上記第2の制御手段の入力又は出力側に印加する手段
と、上記比例係数β、γをロータの回転数に従って調整
可変にする設定手段と、を設けてなる磁気軸受制御装
置。
19. A displacement detecting means for detecting displacements x and y of two rotors supported by a magnetic bearing device from two reference positions perpendicular to each other at right angles to the rotation axis, and a displacement detecting means for detecting displacements x and y based on the displacements x and y. The component x N synchronized with the rotor speed of
filter means for extracting y N , first control means for inputting a difference amount between the displacement amount x and an amount proportional to the component x N (proportional coefficient β), and outputting a first control signal; as input difference amount between an amount proportional to the displacement amount y with components y N (proportionality factor beta), and second control means for outputting a second control signal, and said first control signal is amplified First power amplifying means for controlling the current flowing through the coil of the magnetic bearing
A second power amplifying means for amplifying the second control signal and controlling a current flowing through a coil of the magnetic bearing; and oscillating a sine wave and a cosine wave in synchronization with a rotation pulse.
A phase-locked oscillator, a means for applying an amount proportional to the cosine wave output (proportional coefficient γ) to the input or output side of the first control means, and an amount proportional to the sine wave output (proportional coefficient γ) A magnetic bearing control device comprising: means for applying to the input or output side of the second control means; and setting means for making the proportional coefficients β and γ adjustable and variable according to the rotation speed of the rotor.
【請求項20】 磁気軸受装置によって支持されたロー
タの、回転軸に直角で互いに直交する2つの基準位置か
らの変位量x,yを検出する変位検出手段と、第1、第
2の制御信号をそれぞれ出力する第1、第2の制御手段
と、該第1の制御手段への第1の入力信号及び第2の制
御手段への第2の入力信号を入力としロータ回転数に同
期した成分x,yを取り出すためのフィルタ手段
と、上記変位量xと成分xに比例した量(比例係数
β)との差分量を上記第1の制御手段への第1の入力信
号とする第1の差分手段と、上記変位量yと成分y
比例した量(比例係数β)との差分量を上記第2の制御
手段 への第2の入力信号とする第2の差分手段と、上
記第1の制御手段の出力である第1の制御信号を増幅し
て磁気軸受のコイルに流れる電流を制御する第1の電力
増幅手段と、上記第2の制御手段の出力である第2の制
御信号と該加算量を増幅して磁気軸受のコイルに流れる
電流を制御する第2の電力増幅手段と、より成ると共
に、回転パルスに同期して正弦波と余弦波を発振する2
相同期発振器と、該余弦波出力に比例した量(比例係数
γ)を上記第1の制御手段の入力又は出力側に印加する
手段と、上記正弦波出力に比例した量(比例係数γ)を
上記第2の制御手段の入力又は出力側に印加する手段
と、上記比例係数β、γをロータの回転数に従って調整
可変にする設定手段と、を設けてなる磁気軸受制御装
置。
20. Displacement detecting means for detecting displacements x and y of a rotor supported by a magnetic bearing device from two reference positions perpendicular to each other at right angles to a rotation axis, and first and second control signals. First and second control means for respectively outputting a first input signal to the first control means and a second input signal to the second control means. A filter means for extracting x N and y N and a difference amount between the displacement amount x and an amount proportional to the component x N (proportional coefficient β) are used as a first input signal to the first control means. a first differentiating means, a second differential means for the second input signal of the difference amount between an amount proportional to the displacement amount y with components y N (proportionality factor beta) to said second control means Amplifying the first control signal, which is the output of the first control means, to the coil of the magnetic bearing First power amplifying means for controlling a current to be supplied, and second power for controlling a current flowing through a coil of the magnetic bearing by amplifying a second control signal output from the second control means and the added amount. Amplifying means, and oscillates a sine wave and a cosine wave in synchronization with the rotation pulse.
A phase-locked oscillator, a means for applying an amount proportional to the cosine wave output (proportional coefficient γ) to the input or output side of the first control means, and an amount proportional to the sine wave output (proportional coefficient γ) A magnetic bearing control device comprising: means for applying to the input or output side of the second control means; and setting means for making the proportional coefficients β and γ adjustable and variable according to the rotation speed of the rotor.
【請求項21】 磁気軸受装置によって支持されたロー
タの、回転軸に直角で互いに直交する2つの基準位置か
らの変位量x,yを検出する変位検出手段と、変位量
x、yを入力とし第1、第2の制御信号をそれぞれ出力
する第1、第2の制御手段と、該第1の制御手段への第
1の入力信号及び第2の制御手段への第2の入力信号を
入力としロータ回転数に同期した成分x,yを取り
出すためのフィルタ手段と、上記第1の制御手段の出力
である第1の制御信号および成分yに比例した差分量
( 比例係数α)との差分量ならびに成分xに比例し
た加算量(比例係数δ)を入力とし、この入力合成量を
増幅して磁気軸受のコイルに流れる電流を制御する第1
の電力増幅手段と、より成ると共に、回転パルスに同期
して正弦波と余弦波を発振する2相同期発振器と、該余
弦波出力に比例した量(比例係数γ)を上記第1の制御
手段の入力又は出力側に印加する手段と、上記正弦波出
力に比例した量(比例係数γ)を上記第2の制御手段の
入力又は出力側に印加する手段と、上記比例係数β、γ
をロータの回転数に従って調整可変にする設定手段と、
を設けてなる磁気軸受制御装置。
21. A displacement detecting means for detecting displacements x and y of two rotors supported by a magnetic bearing device from two reference positions perpendicular to each other and perpendicular to the rotation axis, and inputting the displacements x and y. First and second control means for outputting first and second control signals, respectively, and a first input signal to the first control means and a second input signal to the second control means Filter means for extracting components x N and y N synchronized with the rotor speed, and a first control signal output from the first control means and a difference amount proportional to the component y N (proportional coefficient α) first the differential amount and the addition amount proportional to components x N as input (proportional coefficient [delta]), to control the current flowing through the coil of the magnetic bearing by amplifying the input composite of the
A two-phase synchronous oscillator that oscillates a sine wave and a cosine wave in synchronization with a rotation pulse, and an amount proportional to the cosine wave output (proportional coefficient γ). A means for applying an amount proportional to the sine wave output (proportional coefficient γ) to an input or output side of the second control means; and a means for applying the proportional coefficients β and γ
Setting means for adjusting the variable according to the rotation speed of the rotor,
A magnetic bearing control device comprising:
【請求項22】 上記比例係数α、δ、γをロータの回
転数に従って調整可変にする設定手段を設けてなる請求
項21の磁気軸受制御装置。
22. The magnetic bearing control device according to claim 21, further comprising setting means for adjusting and adjusting the proportional coefficients α, δ, and γ in accordance with the rotation speed of the rotor.
【請求項23】 請求項15に記載の各比例係数は0以
上で1以下の任意の値とする磁気軸受制御装置。
23. A magnetic bearing control device according to claim 15, wherein each proportional coefficient has an arbitrary value of 0 or more and 1 or less.
【請求項24】 請求項15に記載のロータの回転数
は、磁気軸受の1次〜4次の共振点を含むこととする磁
気軸受制御装置。
24. A magnetic bearing control device according to claim 15, wherein the rotation speed of the rotor includes the first to fourth resonance points of the magnetic bearing.
【請求項25】 請求項15に記載の各係数の設定は、
回転数と各係数との関係を記憶したテーブルを参照した
プロセッサが、回転数を監視しながら行うようにした磁
気軸受制御装置。
25. The setting of each coefficient according to claim 15,
A magnetic bearing control device in which a processor that refers to a table storing a relationship between a rotation speed and each coefficient performs monitoring while monitoring the rotation speed.
【請求項26】 請求項15に記載の磁気軸受装置にお
いて、第1、第2の電力増幅手段への入力までの処理は
プロセッサがその内部で行うようにした磁気軸受制御装
置。
26. The magnetic bearing control device according to claim 15, wherein processing up to the input to the first and second power amplifying means is performed internally by a processor.
【請求項27】 磁気軸受装置によって支持されたロー
タの、回転軸に直角で互いに直交する2つの基準位置か
らの変位量x,yを検出する変位検出手段と、該変位量
x,yからその時のロータ回転数に同期した成分x
を取り出すためのフィルタ手段と、上記変位量xを
入力とし、第1の制御信号を出力する第1の制御手段
と、上記変位量yを入力とし、第2の制御信号を出力す
る第2の制御手段と、上記第1の制御信号と成分x
比例した量(比例係数δ)との加算量を増幅して磁気軸
受のコイルに流れる電流を制御する第1の電力増幅手段
と、上記第2の制御信号と成分yに比例した量(比例
係数δ)との加算量を増幅して磁気軸受のコイルに流れ
る電流を制御する第2の電力増幅手段と、より成る磁気
軸受制御装置。
27. Displacement detecting means for detecting displacements x, y of two rotors supported by a magnetic bearing device from two reference positions perpendicular to each other at right angles to a rotation axis, and a displacement detecting means for detecting displacements x, y at that time. The component x N synchronized with the rotor speed of
filter means for extracting y N, and inputs the displacement x, the first control means for outputting a first control signal, and inputs the displacement y, the output of the second control signal and second control means, a first power amplifier means for controlling the current flowing through the first control signal and the coil of the magnetic bearing by amplifying the addition amount of the amount proportional to the component x N (proportional coefficient [delta]) , the second control signal and a second power amplifier means an amount proportional to the component y N amplifies the addition amount of the (proportional coefficient [delta]) for controlling the current flowing through the coil of the magnetic bearing, magnetic bearing more composed Control device.
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