JP3331476B2 - 磁気軸受の制御装置 - Google Patents
磁気軸受の制御装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0444—Details of devices to control the actuation of the electromagnets
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Description
置、とくにロータの回転周波数域の制御系のゲインを下
げてロータを慣性軸を中心に回転させるような制御を行
なう制御装置に関する。
回転軸を正確に一致させることが困難であり、これらの
間に偏差がある場合に、ロータを回転軸を中心に回転さ
せることにより発生するアンバランスを防止するため
に、たとえば特開昭52−93852号公報などに記載
されているように、ロータの回転周波数に中心周波数が
設定される帯域消去フィルタを用い、ロータの回転周波
数域の制御系のゲインを下げて、ロータを慣性軸を中心
に回転させるような制御(慣性中心制御)を行なうこと
が提案されている。
な慣性中心制御を行なう磁気軸受の場合、ロータの回転
周波数が低い場合も高い場合も、回転周波数域の制御系
のゲインを大きく下げるので、高速回転の場合はアンバ
ランスを防止する効果があるが、とくに低速回転の場合
にロータの剛性が大きく低下してしまうという問題があ
る。
高速回転時のロータのアンバランスを防止できるととも
に、低速回転時のロータの剛性を高めることができる磁
気軸受の制御装置を提供することにある。
の制御装置は、ロータの回転周波数を検出する回転セン
サ、ロータのラジアル方向変位を検出する変位センサ、
回転センサの出力であるロータの回転周波数に中心周波
数が設定され、変位センサの出力が入力する帯域消去フ
ィルタ、回転センサの出力であるロータの回転周波数に
中心周波数が設定され、変位センサの出力が入力する帯
域フィルタ、帯域フィルタの出力を回転センサの出力で
除算する除算回路、除算回路の出力と帯域消去フィルタ
の出力を加算する加算回路、および加算回路の出力に基
づいて電磁石を制御する制御回路を備えているものであ
る。
周波数が設定されるものであるから、そのゲインは、ロ
ータの回転周波数域だけが低く、その他の周波数域が高
いものになる。一方、帯域フィルタはロータの回転周波
数に中心周波数が設定されるものであるから、そのゲイ
ンは、ロータの回転周波数域だけが高く、その他の周波
数域が低いものになる。除算回路は帯域フィルタの出力
を回転センサの出力で除算するものであるから、帯域フ
ィルタと除算回路を合わせた部分のゲインは、ロータの
回転周波数域だけが高く、その他の周波数域が低いもの
になり、ロータの回転周波数域のゲインは、回転周波数
が低い場合は高く、回転周波数が高くなるにしたがって
低くなる。加算回路は除算回路の出力と帯域消去フィル
タの出力を加算するものであるから、帯域消去フィル
タ、帯域フィルタ、除算回路および加算回路を合わせた
全体では、ロータの回転周波数域のゲインが帯域フィル
タと除算回路を合わせた部分のゲインに等しく、上記の
ようにロータの回転周波数が高くなるにしたがって低く
なり、その他の周波数域のゲインが帯域消去フィルタの
ゲインに等しくなる。そして、ロータの回転周波数域の
ゲインがロータの回転周波数が高くなるにしたがって低
くなるので、ロータの回転周波数が高いときには、ロー
タを慣性軸を中心に回転させてアンバランスの発生を防
止し、ロータの回転周波数が低いときには、ロータの剛
性を高くすることができる。
ついて説明する。
アル磁気軸受の1対の電磁石(2)(3)とその制御装置の1
例を示している。
数fを検出する回転センサ(4) が設けられ、その出力が
F−V変換回路(5) に入力する。変換回路(5) は、回転
周波数fをこれに比例する電圧出力fに変換するもので
ある。また、ロータ(1) の周囲に、電磁石(2)(3)に対応
して、ロータ(1) のラジアル方向の変位を検出する1対
の変位センサ(6)(7)が設けられている。変位センサ(6)
(7)の出力は第1の減算回路(8) によって減算され、こ
の減算回路(8) の出力が第2の減算回路(9) によって一
定の基準信号(通常は0)と減算されて、この減算回路
(9) からロータ(1) のラジアル方向の変位δに対応する
出力δが出力される。
回路(9) の出力δが補償回路(10)に入力し、補償回路(1
0)の出力Cすなわち制御信号がPID制御回路(11)に入
力する。そして、PID制御回路(11)の出力に基づい
て、電力増幅器(12)(13)により電磁石(2)(3)が制御され
る。
帯域フィルタ(15)、除算回路(16)および加算回路(17)を
備えている。第2の減算回路(9) の出力δは帯域消去フ
ィルタ(14)および帯域フィルタ(15)に入力し、帯域フィ
ルタ(15)の出力Bは除算回路(16)に入力する。また、F
−V変換回路(5) の出力fは、帯域消去フィルタ(14)、
帯域フィルタ(15)および除算回路(16)に入力する。帯域
消去フィルタ(14)は、変換回路(5) の出力fに基づい
て、回転周波数fに中心周波数が設定される。帯域フィ
ルタ(15)は、変換回路(5) の出力fに基づいて、回転周
波数fに中心周波数が設定される。除算回路(16)は帯域
フィルタ(15)の出力Bと変換回路(5) の出力fである回
転周波数fの除算を行ない、帯域消去フィルタ(14)の出
力Aおよび除算回路(16)の出力B/fが加算回路(17)に
入力する。加算回路(17)は帯域消去フィルタ(14)の出力
Aと除算回路(16)の出力B/fを加算して、制御信号C
をPID制御回路(11)に出力する。
周波数fに中心周波数が設定されるものであるから、そ
のゲインは、図2(a) に示すように、回転周波数域すな
わち回転周波数fを含む幅の狭い一定の帯域だけが低
く、その他の周波数域が高いものになる。一方、帯域フ
ィルタ(15)は回転周波数fに中心周波数が設定されるも
のであるから、そのゲインは、図2(b) に示すように、
回転周波数域だけが高く、その他の周波数域が低いもの
になる。除算回路(16)は帯域フィルタ(15)の出力Bを回
転周波数fで除算するものであるから、帯域フィルタ(1
5)と除算回路(16)を合わせた部分のゲインは、図2(c)
に示すように、回転周波数域だけが高く、その他の周波
数域が低いものになり、回転周波数域のゲインは、回転
周波数fが低い場合は高く、回転周波数fが高くなるに
したがって低くなる。加算回路(17)は除算回路(16)の出
力B/fと帯域消去フィルタ(14)の出力Aを加算するも
のであるから、補償回路(10)全体のゲインは、図2(d)
に示すように、図2(a) の帯域消去フィルタ(14)のゲイ
ンと図2(c) の帯域フィルタ(15)と除算回路(16)を合わ
せた部分のゲインを合わせたものになる。すなわち、回
転周波数域のゲインが帯域フィルタ(15)と除算回路(16)
を合わせた部分のゲインに等しく、上記のように回転周
波数fが高くなるにしたがって低くなり、その他の周波
数域のゲインが帯域消去フィルタ(14)のゲインに等しく
なる。そして、回転周波数域のゲインが回転周波数fが
高くなるにしたがって低くなるので、回転周波数fが高
いときには、ロータ(1) を慣性軸を中心に回転させてア
ンバランスの発生を防止し、回転周波数fが低いときに
は、ロータ(1) の剛性を高くすることができる。
ば、上述のように、ロータの回転周波数が高いときに
は、ロータを慣性軸を中心に回転させてアンバランスの
発生を防止し、ロータの回転周波数が低いときには、ロ
ータの剛性を高くすることができる。
御装置の主要部の電気ブロック図である。
Claims (1)
- 【請求項1】ロータの回転周波数を検出する回転セン
サ、 ロータのラジアル方向変位を検出する変位センサ、 回転センサの出力であるロータの回転周波数に中心周波
数が設定され、変位センサの出力が入力する帯域消去フ
ィルタ、 回転センサの出力であるロータの回転周波数に中心周波
数が設定され、変位センサの出力が入力する帯域フィル
タ、 帯域フィルタの出力を回転センサの出力で除算する除算
回路、 除算回路の出力と帯域消去フィルタの出力を加算する加
算回路、 および加算回路の出力に基づいて電磁石を制御する制御
回路を備えている磁気軸受の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14141592A JP3331476B2 (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 磁気軸受の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14141592A JP3331476B2 (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 磁気軸受の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05332360A JPH05332360A (ja) | 1993-12-14 |
JP3331476B2 true JP3331476B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=15291476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14141592A Expired - Fee Related JP3331476B2 (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 磁気軸受の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3331476B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4476694B2 (ja) * | 2003-06-25 | 2010-06-09 | 株式会社荏原製作所 | 磁気軸受装置および磁気軸受装置を備えた流体機械 |
CN111024056B (zh) * | 2019-12-19 | 2022-09-16 | 西北工业大学 | 一种高动态输入的mems陀螺带宽扩展闭环控制方法 |
-
1992
- 1992-06-02 JP JP14141592A patent/JP3331476B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05332360A (ja) | 1993-12-14 |
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