JP3624271B2

JP3624271B2 - Magnetic bearing device

Info

Publication number: JP3624271B2
Application number: JP05116396A
Authority: JP
Inventors: 厚久保; 康博行竹
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1996-03-08
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2016-03-08
Also published as: JPH09242754A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえばターボ分子ポンプなどに用いられる磁気軸受装置、さらに詳しくは、外部電源からの給電停止時に回生電力を発生させる発電機として作用する電動機により回転駆動される回転体を磁気軸受により磁気浮上させて保持する磁気軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
たとえばターボ分子ポンプに使用される磁気軸受装置として、回転体をラジアル方向に非接触支持する２組のラジアル磁気軸受と、回転体をアキシアル方向に非接触支持する１組のアキシアル磁気軸受と、回転体を回転駆動する電動機と、電動機および磁気軸受を制御する磁気軸受制御装置と、磁気軸受による支持がなくなったときに回転体を機械的に支持する保護軸受（タッチダウン軸受）を備えたものが知られている。各磁気軸受は、回転体を磁気吸引して所定の位置に保持する複数の電磁石を備えている。電動機は、通常は、外部電源からの電力により回転体を駆動し、外部電源からの給電停止時には、回生電力を発生する発電機として作用するようになっている。磁気軸受制御装置は、直流電源装置、電磁石制御手段、電動機駆動手段、運転モード切換え手段を備えている。直流電源装置は、外部電源からの交流電力を直流電力に変換して電磁石制御手段に供給するためのものである。電磁石制御手段は、位置センサにより検出された回転体のラジアル方向およびアキシアル方向の位置に基づいて各磁気軸受の電磁石を制御するものであり、このように電磁石が制御されることにより、回転体が所定の位置に磁気浮上させられる。電動機駆動手段は、通常は、外部電流からの電力によって電動機を駆動し、外部電源からの給電停止時には、電動機からの回生電力を電磁石制御手段に出力する。運転モード切換え手段は、外部電源の電圧値が所定の給電停止検出電圧値より低下したことを検出することにより、上記外部電源からの給電が停止したことを検出し、この検出結果に基づいて上記電磁石制御手段および上記電動機駆動手段の運転モードを通常運転モードと回生運転モードに切換えるものである。給電停止検出電圧値は、外部電源の定格電圧値と直流電源装置の動作が可能な最低の電圧値である動作可能最低電圧値との間の所定の値に設定されている。なお、この動作可能最低電圧値は、外部電圧による電磁石制御手段の動作が可能である最低の電圧値と等しい。通常運転モードは、外部電源からの電力により電磁石制御手段および電動機駆動手段を駆動するモードであり、回生運転モードは、電動機駆動手段からの回生電力により磁気軸受制御手段を駆動するモードである。通常は、すなわち外部電源からの給電が停止していない間は、切換え手段により通常運転モードに切換えられ、このモードの運転が続けられる。そして、電磁石制御手段および電動機が外部電源からの電力により駆動されて、回転体が所定の位置に保持されるとともに、回転駆動される。停電などにより外部電源からの給電が停止して、これが切換え手段により検出されると、すぐに回生運転モードに切換えられ、このモードの運転が行われる。そして、電動機駆動手段からの回生電力により電磁石制御手段が駆動され、外部電源からの給電が停止しても、しばらくの間は、磁気軸受で回転体が非接触支持され、回転体がある程度減速した時点で、磁気軸受による支持がなくなって、回転体は保護軸受で機械的に支持され、さらに減速して、やがて停止する。
【０００３】
ところで、電動機駆動手段から供給される回生電力は、外部電源から直流電源装置を通して供給される電力に比べて質が劣る。そして、上記の従来の磁気軸受装置では、外部電源の電圧値が給電停止検出電圧値まで低下して給電停止が検出されると、すぐに回生運転モードの運転に切換えられて、後は質の劣る回生電力によって電磁石制御手段が制御されるので、回転体が十分に減速するまで磁気軸受で回転体を非接触支持することができず、回転体が比較的高い速度で保護軸受に受けられることがある。そうすると、保護軸受が衝撃力を受け、摩耗が大きく、寿命が短くなる。
【０００４】
この発明の目的は、上記の問題を解決し、外部電源からの給電が停止したときにも、磁気軸受にできるだけ長く良質の電力を供給できる磁気軸受装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明による磁気軸受装置は、磁気軸受により回転体を磁気浮上させて所定の位置に保持し、外部電源からの給電停止時に回生電力を発生させる発電機として作用する電動機により上記回転体を駆動し、上記外部電源の電圧値が定格電圧値と上記磁気軸受の動作が可能な最低の電圧値である動作可能最低電圧値との間の所定の給電停止検出電圧値より低下したことを検出することにより、上記外部電源からの給電が停止したことを検出し、通常は、上記外部電源からの電力により上記電動機および上記磁気軸受を駆動する通常運転モードの運転を行い、上記外部電源からの給電が停止したときに、上記電動機からの回生電力により上記磁気軸受を駆動する回生運転モードの運転に切換えるようになされている磁気軸受装置において、上記外部電源からの給電が停止したことを検出した後、上記外部電源の電圧値が上記給電停止検出電圧値と上記動作可能最低電圧値との間の所定の切換え電圧値まで低下したときに、上記回生運転モードの運転に切換えるようになされていることを特徴とするものである。
【０００６】
この発明による磁気軸受装置は、また、回転体を磁気浮上させる複数の電磁石を有する磁気軸受と、上記回転体を所定の位置に保持するように上記電磁石を制御する電磁石制御手段と、外部電源からの電力により上記回転体を駆動し上記外部電源からの給電停止時に回生電力を発生する発電機として作用する電動機と、上記外部電源からの電力を直流電力に変換して上記電磁石制御手段に供給する直流電源装置と、通常は上記外部電源からの電力により上記電動機を駆動し、上記外部電源からの給電停止時に上記電動機からの回生電力を出力する電動機駆動手段と、上記外部電源の電圧値が定格電圧値と上記直流電源装置の動作が可能な最低の電圧値である動作可能最低電圧値との間の所定の給電停止検出電圧値より低下したことを検出することにより、上記外部電源からの給電が停止したことを検出し、この検出結果に基づいて上記電磁石制御手段および上記電動機駆動手段の運転モードを切換える切換え手段とを備え、通常は、上記外部電源からの電力により上記電磁石制御手段および上記電動機駆動手段を駆動する通常運転モードの運転を行い、上記外部電源からの給電が停止したときに、上記電動機からの回生電力により上記磁気軸受を駆動する回生運転モードの運転に切換えるようになされている磁気軸受装置において、上記切換え手段が、上記外部電源からの給電が停止したことを検出した後、上記外部電源の電圧値が上記給電停止検出電圧値と上記動作可能最低電圧値との間の所定の切換え電圧値まで低下したときに、上記回生運転モードの運転に切換えるようになされていることを特徴とするものである。
【０００７】
停電などで外部電源からの給電が停止する場合、外部電源電圧値Ｖｓは図４（ａ）に示すように変化する。同図において、Ｖｒは外部電源の定格電圧値、Ｖａは給電停止検出電圧値、Ｖｂは切換え電圧値、Ｖｃは動作可能最低電圧値である。
【０００８】
従来の磁気軸受装置では、外部電源電圧値Ｖｓが給電停止検出電圧値Ｖａ以下に低下した時点ｔ２において給電停止が検出されると、すぐに回生運転モードの運転に切換えられて、電動機からの回生電力により磁気軸受が駆動され、前記のようにして回転体が停止させられる。
【０００９】
これに対し、この発明による磁気軸受装置では、時点ｔ２において給電停止が検出されても、すぐには回生運転モードの運転には切換えられず、外部電源電圧値Ｖｓが切換え電圧値Ｖｂに低下するまでは、外部電源からの電力により磁気軸受が駆動される。そして、外部電源電圧値Ｖｓが切換え電圧値Ｖｂまで低下した時点ｔ３において、回生運転モードの運転に切換えられ、電動機からの回生電力により磁気軸受が駆動されて、前記のようにして回転体が停止させられる。切換え電圧値Ｖｂは給電停止検出電圧値Ｖａと動作可能最低電圧値Ｖｃの中間の値であるから、外部電源電圧値Ｖｓが切換え電圧値Ｖｂに低下するまでは、外部電源からの電力によって磁気軸受を駆動することができる。そして、外部電源電圧値Ｖｓが切換え電圧値Ｖｂに低下するまでは、外部電源からの良質の電力を磁気軸受に供給することができ、その後、回生運転モードの運転に切換えて回転体を停止させるので、磁気軸受にできるだけ長く良質の電力を供給して、回転体が十分に減速してからこれを保護軸受で受けることができる。このため、停止時に保護軸受が受ける衝撃力や摩耗が小さくなり、保護軸受の寿命が長くなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
【００１１】
図１は磁気軸受装置の機械的構成の主要部の１例を概略的に示し、図２はその電気的構成の主要部の１例を概略的に示している。
【００１２】
図１に示すように、ケーシング（１）の内部に軸状の回転体（２）が鉛直に配置されている。回転体（２）は、ケーシング（１）に設けられたアキシアル磁気軸受（３）および上下２組のラジアル磁気軸受（４）（５）により非接触支持され、内蔵型高周波電動機（６）により高速回転させられる。ケーシング（１）の上下２箇所に、磁気軸受（３）（４）（５）による支持がなくなったときに回転体（２）を受けるための保護軸受（７）（８）が設けられている。保護軸受（７）（８）は、たとえばアンギュラ玉軸受により構成されている。
【００１３】
アキシアル磁気軸受（３）は、回転体（２）をアキシアル方向（上下方向）に支持するためのものであり、回転体（２）の中間部のフランジ部（２ａ）を上下両側から挟むように配置された１対の環状の電磁石（アキシアル電磁石）（３ａ）を備えている。上下のアキシアル電磁石（３ａ）は、フランジ部（２ａ）を磁力により吸引して回転体（２）をアキシアル方向に非接触支持する。ケーシング（１）に、回転体（２）のアキシアル方向の位置を検出するためのアキシアル位置センサ（９）が設けられている。
【００１４】
ラジアル磁気軸受（４）（５）は、回転体（２）をラジアル方向（水平方向）に支持するためのものである。上側のラジアル方向磁気軸受（４）は、回転体（２）を互いに直交する２つのラジアル方向の両側から挟むように配置された２対の電磁石（ラジアル電磁石）（４ａ）を備えている。下側のラジアル磁気軸受（５）も、同様の２対のラジアル電磁石（５ａ）を備えている。ラジアル電磁石（４ａ）（５ａ）は、回転体（２）を磁力により吸引してこれをラジアル方向に非接触支持する。上側のラジアル電磁石（４ａ）の近傍に、回転体（２）の上部の互いに直交する２つのラジアル方向の位置を検出するための２対のラジアル位置センサ（１０）が設けられている。下側のラジアル電磁石（５ａ）の近傍にも、回転体（２）の下部の互いに直交する２つのラジアル方向の位置を検出するための２対のラジアル位置センサ（１１）が設けられている。
【００１５】
電動機（６）は、回転体（２）に設けられたロータ部（６ａ）と、その周囲のケーシング（１）に設けられたステータ部（６ｂ）とを備えている。この電動機（６）は、通常はたとえば２００Ｖの交流電源である外部電源（１２）（図２参照）からの電力によって駆動され、外部電源（１２）からの給電停止時には回生電力を発生する発電機として作用するものである。
【００１６】
図２に示すように、磁気軸受装置には、電動機（６）を制御するとともに、位置センサ（９）（１０）（１１）の出力に基づいて電磁石（３ａ）（４ａ）（５ａ）を制御する磁気軸受制御装置（１３）が設けられている。制御装置（１３）は、直流電源装置（１４）、電磁石制御手段（１５）、電動機駆動手段としてのインバータ装置（１６）、切換えスイッチ（１８）および切換え手段（１９）を備えている。電磁石制御手段（１５）および切換え手段（１８）の主要部はマイクロコンピュータにより構成してもよい。
【００１７】
直流電源装置（１４）は、外部電源（１２）からの交流電力を直流電力に変換して電磁石制御手段（１５）に供給するためのものである。電磁石制御手段（１５）は、位置センサ（９）（１０）（１１）の出力に基づいて、回転体（２）を所定の位置に保持するように電磁石（３ａ）（４ａ）（５ａ）を制御するものである。インバータ装置（１６）は、通常は、外部電源（１２）からの電力により電動機（６）を駆動し、外部電源からの給電停止時には、電動機（６）からの回生電力を直流電力として出力するものである。切換えスイッチ（１８）は、電磁石制御手段（１５）を外部電源（１２）側（直流電源装置（１４）側）とインバータ装置（１６）側に切換えるためのものであり、スイッチ（１８）の共通端子は電磁石制御手段（１５）の入力端子に、一方の切換え端子は直流電源装置（１４）の出力端子に、他方の切換え端子はインバータ装置（１６）の直流回生電力出力端子にそれぞれ接続されている。切換え手段（１９）は、外部電源（１２）の電圧値Ｖｓを常時監視し、これに基づいて、電磁石制御手段（１５）および電動機駆動手段（１６）の運転モードを通常運転モードと回生運転モードに切換えるものである。通常運転モードは、外部電源（１２）からの電力により電磁石制御手段（１５）および電動機駆動手段（１６）を駆動するモードであり、回生運転モードは、電動機駆動手段（１６）からの回生電力により磁気軸受制御手段（１５）を駆動するモードである。切換え手段（１９）は、通常運転モードではスイッチ（１８）を外部電源（１２）側に切換え、回生運転モードではスイッチ（１８）をインバータ装置（１６）側に切換える。
【００１８】
図４は、停電時の外部電源電圧値Ｖｓの変化の例を示している。同図（ａ）は比較的長時間継続して給電が停止する停電の場合、同図（ｂ）および（ｃ）は給電が瞬間的に停止してすぐに復旧する瞬時停電の場合を示している。また、同図において、Ｖｒは外部電源の定格電圧値、Ｖａは給電停止検出電圧値、Ｖｂは切換え電圧値、Ｖｃは動作可能最低電圧値である。定格電圧値Ｖｒは、たとえば２００Ｖである。動作可能最低電圧値Ｖｃは、直流電源装置（１４）の動作、すなわちその出力による磁気軸受（３）（４）（５）の動作が可能な最低の電圧値であり、たとえば１２０Ｖである。給電停止検出電圧値Ｖａは、外部電源（１２）からの給電が停止したことを検出するためのしきい値であり、定格電圧値Ｖｒと動作可能最低電圧値Ｖｃの中間の値、たとえば１７０Ｖに設定されている。切換え電圧値Ｖｂは、運転モードを切換えるためのしきい値であり、たとえば１５０Ｖに設定されている。なお、これらの電圧値Ｖｒ、Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃは、外部から設定を変えられるようにしてもよい。
【００１９】
次に、図３のフローチャートを参照して、磁気軸受装置運転中の切換え手段（１９）の動作の１例について説明する。
【００２０】
切換え手段（１９）は、運転中、外部電源電圧値Ｖｓを常時監視しており、外部電源電圧値Ｖｓが定格電圧値Ｖｒ未満であるかどうかを調べる（ステップ１）。これが定格電圧値Ｖｒ未満でなければ、ステップ２に進んで、インバータ装置（１６）およびスイッチ（１８）を通常運転モードにし、ステップ１に戻る。ステップ１において外部電源電圧値Ｖｓが定格電圧値Ｖｒ未満であれば、ステップ３に進み、外部電源電圧値Ｖｓが給電停止検出電圧値Ｖａ以下であるかどうかを調べる。これが給電停止検出電圧値Ｖａ以下でなければ、前述のステップ２に進み、給電停止検出電圧値Ｖａ以下であれば、ステップ４に進んで、インバータ装置（１６）を回生運転モードにし、ステップ５に進む。ステップ５では、外部電源電圧値Ｖｓが切換え電圧値Ｖｂ以下であるかどうかを調べ、切換え電圧値Ｖｂ以下でなければ、ステップ６に進んで、スイッチ（１８）を通常運転モードにし、ステップ３に戻る。ステップ５において、外部電源電圧値Ｖｓが切換え電圧値Ｖｂ以下であれば、ステップ７に進んで、スイッチ（１８）を回生運転モードにし、ステップ５に戻る。
【００２１】
通常は、外部電源電圧値Ｖｓが定格電圧値Ｖｒ以上であるから、ステップ１と２が繰返され、インバータ装置（１６）が外部電源（１２）からの電力により電動機（６）を駆動する通常運転モードに保持されるとともに、スイッチ（１８）が外部電源（１２）側の通常運転モードに保持され、通常運転モードの運転が行われる。そして、電磁石制御手段（１５）および電動機（６）が外部電源（１２）からの電力により駆動され、回転体（２）が磁気軸受（３）（４）（５）により所定の位置に保持されるとともに、電動機（６）により回転駆動される。
【００２２】
図４（ａ）に示すような長時間の停電が発生して、外部電源（１２）からの給電が停止した場合、まず、外部電源電圧値Ｖｓが定格電圧値Ｖｒ未満になった時点ｔ１において、ステップ１からステップ３に進むが、外部電源電圧値Ｖｓが給電停止検出電圧値Ｖａ以下になるまでは、ステップ２、１および３が繰返され、通常運転モードの運転が続けられる。そして、外部電源電圧値Ｖｓが給電停止検出電圧値Ｖａ以下になった時点ｔ２において、ステップ３からステップ４に進み、インバータ装置（１６）だけが回生運転モードに切換えられて、電動機（６）からの回生電力がインバータ装置（１６）からスイッチ（１８）に出力されるようになる。しかし、外部電源電圧値Ｖｓが切換え電圧値Ｖｂ以下になるまでは、ステップ６、３、４および５が繰返されて、スイッチ（１８）が外部電源（１２）側の通常運転モードに保持され、外部電源（１２）からの電力による電磁石制御手段（１５）の運転が続けられる。そして、外部電源電圧値Ｖｓが切換え電圧値Ｖｂ以下になった時点ｔ３において、ステップ５からステップ７に進み、スイッチ（１８）がインバータ装置（１６）側の回生運転モードに切換えられて、磁気軸受装置の運転が回生運転モードの運転に切換えられる。そして、以後は、ステップ７および５が繰返されて、回生運転モードの運転が続けられる。そうすると、インバータ装置（１６）からの直流回生電力により電磁石制御手段（１５）が駆動され、外部電源（１２）からの給電が停止しても、しばらくの間は、磁気軸受（３）（４）（５）で回転体（２）が非接触支持され、回転体（２）がある程度減速した時点で、磁気軸受（３）（４）（５）による支持がなくなって、回転体（２）は保護軸受（７）（８）で機械的に支持され、さらに減速して、やがて停止する。つまり、図４（ａ）のような長時間の停電の場合は、外部電源電圧値Ｖｓが給電停止検出電圧値Ｖａまで低下して給電停止が検出された後も、外部電源電圧値Ｖｓが切換え電圧値Ｖｂに低下するまでは、外部電源（１２）からの電力によって電磁石制御手段（１５）が駆動され、外部電源電圧値Ｖｓが切換え電圧値Ｖｂまで低下した時点において、回生運転モードの運転に切換えられ、インバータ装置（１６）からの回生電力によって電磁石制御手段（１５）が駆動されるようになる。
【００２３】
図４（ｂ）に示すような瞬時停電の場合、時点ｔ２までの動作は上記の図４（ａ）の場合と同じである。時点ｔ２において外部電源電圧値Ｖｓが給電停止電圧値Ｖａまで低下すると、図４（ａ）の場合と同様、ステップ３からステップ４に進んで、インバータ装置（１５）が回生運転モードに切換えられ、ステップ６、３、４および５が繰返されて、外部電源（１２）からの電力による電磁石制御手段（１５）の駆動が続けられるが、停電が復旧して外部電源電圧値Ｖｓが給電停止検出電圧値Ｖａより上昇した時点ｔ４において、ステップ３からステップ２に進んで、インバータ装置（１６）も通常運転モードに切換えられ、磁気軸受装置の運転が外部電源（１２）からの電力による通常運転モードの運転に切換えられる。そして、ステップ２、１および３が繰返された後、外部電源電圧値Ｖｓが定格電圧値Ｖｒ以上に上昇した時点ｔ５において、ステップ１からステップ２に進み、以後は、ステップ２および１が繰返されて、通常運転モードの運転が続けられる。つまり、図４（ｂ）のような瞬時停電の場合、外部電源電圧値Ｖｓが給電停止検出電圧Ｖａ以下に低下している間も含めて、外部電源（１２）からの電力による電磁石制御手段（１５）の駆動が続けられ、回生運転モードに切換えられることはない。
【００２４】
図４（ｃ）に示すような瞬時停電の場合、時点ｔ３までの動作は上記の図４（ａ）の場合と同じである。時点ｔ３において外部電源電圧値Ｖｓが切換え電圧値Ｖｂまで低下すると、図４（ａ）の場合と同様、ステップ５からステップ７に進んで、スイッチ（１８）も回生運転モードに切換えられ、ステップ７および５が繰返されて、電動機（６）からの回生電力による電磁石制御手段（１５）の駆動が続けられるが、停電が復旧して外部電源電圧値Ｖｓが切換え電圧値Ｖｂより上昇した時点ｔ６において、ステップ５からステップ６に進んで、スイッチ（１８）が通常運転モードに切換えられ、外部電源（１２）からの電力による電磁石制御手段（１５）の駆動に切換えられる。そして、以後は、図４（ｂ）の時点ｔ４およびｔ５におけるのと同様、外部電源電圧Ｖｓが給電停止検出電圧値Ｖａより上昇した時点ｔ７において、インバータ装置（１６）も通常運転モードに切換えられて、通常運転モードの運転に切換えられ、外部電源電圧値Ｖｓが定格電圧値Ｖｒ以上に上昇した時点ｔ８以降も、通常運転モードの運転が続けられる。つまり、図４（ｃ）のような瞬時停電の場合、外部電源電圧値Ｖｓが切換え電圧値Ｖｂ以下に低下している間は、回生運転モードの運転に切換えられるが、停電が復旧すると、通常運転モードの運転に戻されて、これが続けられる。
【００２５】
図４（ａ）のような長時間の停電の場合は、もちろん、上記のように回生運転モードの運転に切換えて回転体を停止させる必要がある。これに対し、同図（ｂ）あるいは（ｃ）のような瞬時停電の場合は、短時間で給電が復旧するので、すぐに回生運転モードの運転に切換えて回転体を停止させなくても問題はない。ところが、従来の磁気軸受装置では、前述のように、外部電源電圧値が給電停止検出電圧値まで低下して給電停止が検出された時点ですぐに回生運転モードの運転に切換えられるため、瞬時停電のたびに回転体が停止してしまう。回転体が停止すると、これを再起動する必要があり、瞬時停電であっても、その都度、回転体の再起動が必要であり、面倒である。また、回生運転モードの運転を行って回転体を停止させると回転体はある程度の速度で回転している状態で保護軸受で支持されるため、保護軸受が衝撃力を受け、摩耗が発生する。したがって、従来のように瞬時停電のたびに回転体を停止させていると、保護軸受の寿命が短くなる。これに対し、上記の磁気軸受装置では、瞬時停電の場合には、回転体を停止させずに運転を継続することができ、瞬時停電のたびに面倒な回転体の再起動を行う必要がなく、保護軸受の寿命も長くなる。
【００２６】
磁気軸受装置の各部の構成は、上記の実施形態のものに限らず、適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を示す磁気軸受装置の主要部の概略縦断面図である。
【図２】磁気軸受装置の電気的構成の１例を示す概略構成図である。
【図３】運転中の切換え手段の動作の１例を示すフローチャートである。
【図４】停電時の外部電源電圧値の変化の例を示すグラフである。
【符号の説明】
（２）回転体
（３）アキシアル磁気軸受
（４）（５）ラジアル磁気軸受
（３ａ）アキシアル電磁石
（４ａ）（５ａ）ラジアル電磁石
（６）電動機
（１２）外部電源
（１４）直流電源装置
（１５）電磁石制御手段
（１６）インバータ装置（電動機駆動手段）
（１８）切換えスイッチ
（１９）切換え手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic bearing device used in, for example, a turbo molecular pump, and more specifically, a rotating body that is rotationally driven by a motor that acts as a generator that generates regenerative power when power supply from an external power supply is stopped. The present invention relates to a magnetic bearing device that is floated and held.
[0002]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
For example, as a magnetic bearing device used for a turbo molecular pump, two sets of radial magnetic bearings that support a rotating body in a non-contact manner in the radial direction, a pair of axial magnetic bearings that support the rotating body in a non-contact manner in an axial direction, and a rotation An electric motor that rotates the body, a magnetic bearing control device that controls the electric motor and the magnetic bearing, and a protective bearing (touch-down bearing) that mechanically supports the rotating body when the support by the magnetic bearing is lost Are known. Each magnetic bearing includes a plurality of electromagnets that magnetically attract the rotating body and hold it in a predetermined position. The electric motor normally drives a rotating body with electric power from an external power supply, and acts as a generator that generates regenerative electric power when power supply from the external power supply is stopped. The magnetic bearing control device includes a DC power supply device, electromagnet control means, electric motor drive means, and operation mode switching means. The DC power supply device converts AC power from an external power source into DC power and supplies it to the electromagnet control means. The electromagnet control means controls the electromagnets of the magnetic bearings based on the radial and axial positions of the rotating body detected by the position sensor. By controlling the electromagnet in this way, the rotating body is Magnetically levitated at a predetermined position. The motor driving means normally drives the motor with electric power from an external current, and outputs regenerative power from the motor to the electromagnet control means when power supply from the external power supply is stopped. The operation mode switching means detects that the power supply from the external power supply is stopped by detecting that the voltage value of the external power supply is lower than a predetermined power supply stop detection voltage value, and based on the detection result, The operation mode of the electromagnet control means and the motor drive means is switched between the normal operation mode and the regenerative operation mode. The power supply stop detection voltage value is set to a predetermined value between the rated voltage value of the external power supply and the operable minimum voltage value that is the minimum voltage value at which the DC power supply can operate. The lowest operable voltage value is equal to the lowest voltage value at which the electromagnet control means can be operated by an external voltage. The normal operation mode is a mode in which the electromagnet control means and the electric motor drive means are driven by electric power from an external power source, and the regenerative operation mode is a mode in which the magnetic bearing control means is driven by regenerative electric power from the electric motor drive means. Normally, that is, while the power supply from the external power supply is not stopped, the switching means switches to the normal operation mode and the operation in this mode is continued. The electromagnet control means and the electric motor are driven by the electric power from the external power source, and the rotating body is held at a predetermined position and is rotated. When the power supply from the external power supply is stopped due to a power failure or the like and this is detected by the switching means, the mode is immediately switched to the regenerative operation mode, and the operation in this mode is performed. And even if the electromagnet control means is driven by the regenerative electric power from the motor driving means and the power supply from the external power supply is stopped, the rotating body is supported in a non-contact manner by the magnetic bearing for a while, and the rotating body decelerates to some extent. At that time, the support by the magnetic bearing is lost, the rotating body is mechanically supported by the protective bearing, further decelerates, and eventually stops.
[0003]
By the way, the quality of the regenerative power supplied from the motor driving means is inferior to the power supplied from the external power supply through the DC power supply device. In the above-described conventional magnetic bearing device, when the voltage value of the external power source decreases to the power supply stop detection voltage value and the power supply stop is detected, the operation is immediately switched to the regenerative operation mode. Since the electromagnet control means is controlled by inferior regenerative power, the rotating body cannot be supported in a non-contact manner by the magnetic bearing until the rotating body is sufficiently decelerated, and the rotating body can be received by the protective bearing at a relatively high speed. There is. If it does so, a protection bearing will receive impact force, abrasion will be large, and lifetime will be shortened.
[0004]
An object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a magnetic bearing device that can supply high-quality power to a magnetic bearing as long as possible even when power supply from an external power supply is stopped.
[0005]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In the magnetic bearing device according to the present invention, the rotating body is magnetically levitated by the magnetic bearing and held at a predetermined position, and the rotating body is driven by an electric motor that acts as a generator that generates regenerative power when power supply from an external power supply is stopped. Detecting that the voltage value of the external power source is lower than a predetermined power supply stop detection voltage value between the rated voltage value and the minimum operable voltage value that is the lowest voltage value at which the magnetic bearing can operate. Thus, it is detected that the power supply from the external power supply is stopped, and normally, the electric motor and the magnetic bearing are driven by the electric power from the external power supply, and the electric power supply from the external power supply is performed. In the magnetic bearing device configured to switch to the operation in the regenerative operation mode in which the magnetic bearing is driven by the regenerative electric power from the electric motor when stopped. After detecting that the power supply from the power supply is stopped, the regeneration is performed when the voltage value of the external power supply decreases to a predetermined switching voltage value between the power supply stop detection voltage value and the operable minimum voltage value. The operation mode is switched to the operation mode.
[0006]
The magnetic bearing device according to the present invention also includes a magnetic bearing having a plurality of electromagnets for magnetically levitating the rotating body, electromagnet control means for controlling the electromagnet so as to hold the rotating body at a predetermined position, and an external power source. An electric motor that acts as a generator that drives the rotating body with the electric power to generate regenerative power when power supply from the external power supply is stopped, and converts the electric power from the external power supply into direct current power and supplies it to the electromagnet control means DC power supply device, motor drive means for driving the motor with power from the external power supply, and outputting regenerative power from the motor when power supply from the external power supply is stopped, and the voltage value of the external power supply is rated It is detected that the voltage is lower than a predetermined power supply stop detection voltage value between the voltage value and the minimum operable voltage value that is the lowest voltage value at which the DC power supply device can operate. And a switching means for switching the operation mode of the electromagnet control means and the electric motor drive means based on the detection result, and usually from the external power supply. The regenerative operation of driving the magnetic bearing with the regenerative power from the motor when the electromagnet control means and the electric motor drive means are driven by the electric power, and when the power supply from the external power supply is stopped. In the magnetic bearing device configured to switch to mode operation, after the switching means detects that the power supply from the external power supply has stopped, the voltage value of the external power supply becomes the power supply stop detection voltage value and the power supply stop detection voltage value. When the voltage drops to a predetermined switching voltage value between the minimum operable voltage value, the operation is switched to the regenerative operation mode. And it is characterized in that they are.
[0007]
When power supply from the external power supply is stopped due to a power failure or the like, the external power supply voltage value Vs changes as shown in FIG. In the figure, Vr is the rated voltage value of the external power supply, Va is the power supply stop detection voltage value, Vb is the switching voltage value, and Vc is the lowest operable voltage value.
[0008]
In the conventional magnetic bearing device, when the power supply stop is detected at the time t2 when the external power supply voltage value Vs drops below the power supply stop detection voltage value Va, the operation is immediately switched to the operation in the regenerative operation mode. The magnetic bearing is driven by the electric power, and the rotating body is stopped as described above.
[0009]
On the other hand, in the magnetic bearing device according to the present invention, even if the power supply stop is detected at time t2, the operation is not immediately switched to the regenerative operation mode, and the external power supply voltage value Vs is reduced to the switching voltage value Vb. Until then, the magnetic bearing is driven by the electric power from the external power source. At time t3 when the external power supply voltage value Vs drops to the switching voltage value Vb, the operation is switched to the regenerative operation mode, the magnetic bearing is driven by the regenerative power from the motor, and the rotating body is stopped as described above. Be made. Since the switching voltage value Vb is an intermediate value between the power supply stop detection voltage value Va and the operable minimum voltage value Vc, until the external power supply voltage value Vs drops to the switching voltage value Vb, the magnetic bearing is driven by the electric power from the external power supply. Can be driven. Until the external power supply voltage value Vs drops to the switching voltage value Vb, good quality power from the external power supply can be supplied to the magnetic bearing, and then the operation is switched to the regenerative operation mode to stop the rotating body. Therefore, good quality electric power can be supplied to the magnetic bearing for as long as possible, and this can be received by the protective bearing after the rotating body has sufficiently slowed down. For this reason, the impact force and wear received by the protective bearing during stoppage are reduced, and the life of the protective bearing is extended.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 schematically shows an example of the main part of the mechanical configuration of the magnetic bearing device, and FIG. 2 schematically shows an example of the main part of the electrical configuration.
[0012]
As shown in FIG. 1, a shaft-like rotating body (2) is vertically arranged inside the casing (1). The rotating body (2) is supported in a non-contact manner by an axial magnetic bearing (3) provided in the casing (1) and two sets of upper and lower radial magnetic bearings (4) and (5), and is fastened by a built-in high-frequency motor (6). Rotated. Protective bearings (7) and (8) for receiving the rotating body (2) when the support by the magnetic bearings (3), (4), and (5) is lost are provided at two locations above and below the casing (1). . The protective bearings (7) and (8) are constituted by angular ball bearings, for example.
[0013]
The axial magnetic bearing (3) is for supporting the rotating body (2) in the axial direction (vertical direction), and sandwiches the flange portion (2a) of the intermediate part of the rotating body (2) from both the upper and lower sides. A pair of annular electromagnets (axial electromagnets) (3a) is provided. The upper and lower axial electromagnets (3a) attract the flange portion (2a) by magnetic force and support the rotating body (2) in a non-contact manner in the axial direction. The casing (1) is provided with an axial position sensor (9) for detecting the position of the rotating body (2) in the axial direction.
[0014]
The radial magnetic bearings (4) and (5) are for supporting the rotating body (2) in the radial direction (horizontal direction). The upper radial magnetic bearing (4) includes two pairs of electromagnets (radial electromagnets) (4a) disposed so as to sandwich the rotating body (2) from both sides in two radial directions orthogonal to each other. The lower radial magnetic bearing (5) is also provided with two similar pairs of radial electromagnets (5a). The radial electromagnets (4a) and (5a) attract the rotating body (2) by magnetic force and support it non-contacting in the radial direction. In the vicinity of the upper radial electromagnet (4a), two pairs of radial position sensors (10) are provided for detecting the positions of the upper part of the rotating body (2) perpendicular to each other in the radial direction. Also in the vicinity of the lower radial electromagnet (5a), two pairs of radial position sensors (11) are provided for detecting the positions in the lower part of the rotating body (2) that are orthogonal to each other in the radial direction.
[0015]
The electric motor (6) includes a rotor portion (6a) provided on the rotating body (2) and a stator portion (6b) provided on the surrounding casing (1). The electric motor (6) is a generator that is driven by electric power from an external power source (12) (see FIG. 2), which is usually a 200V AC power source, for example, and generates regenerative power when power supply from the external power source (12) is stopped. It acts as.
[0016]
As shown in FIG. 2, the magnetic bearing device controls the electric motor (6) and controls the electromagnets (3a), (4a), and (5a) based on the outputs of the position sensors (9), (10), and (11). A magnetic bearing control device (13) is provided. The control device (13) includes a DC power supply device (14), an electromagnet control means (15), an inverter device (16) as an electric motor drive means, a changeover switch (18) and a changeover means (19). The main parts of the electromagnet control means (15) and the switching means (18) may be constituted by a microcomputer.
[0017]
The DC power supply (14) is for converting AC power from the external power supply (12) into DC power and supplying it to the electromagnet control means (15). The electromagnet control means (15) controls the electromagnets (3a), (4a) and (5a) so as to hold the rotating body (2) in a predetermined position based on the outputs of the position sensors (9), (10) and (11). It is something to control. The inverter device (16) normally drives the electric motor (6) with electric power from the external power source (12), and outputs regenerative electric power from the electric motor (6) as DC power when power supply from the external power source is stopped. It is. The changeover switch (18) is for switching the electromagnet control means (15) between the external power supply (12) side (DC power supply (14) side) and the inverter device (16) side, and is common to the switch (18). The terminal is connected to the input terminal of the electromagnet control means (15), one switching terminal is connected to the output terminal of the DC power supply (14), and the other switching terminal is connected to the DC regenerative power output terminal of the inverter device (16). Yes. The switching means (19) constantly monitors the voltage value Vs of the external power source (12), and based on this, the operation modes of the electromagnet control means (15) and the motor drive means (16) are changed to the normal operation mode and the regenerative operation mode. To switch to. The normal operation mode is a mode in which the electromagnet control means (15) and the electric motor drive means (16) are driven by electric power from the external power source (12), and the regenerative operation mode is based on the regenerative electric power from the electric motor drive means (16). In this mode, the magnetic bearing control means (15) is driven. The switching means (19) switches the switch (18) to the external power source (12) side in the normal operation mode, and switches the switch (18) to the inverter device (16) side in the regenerative operation mode.
[0018]
FIG. 4 shows an example of a change in the external power supply voltage value Vs during a power failure. Fig. (A) shows the case of a power failure where power supply stops for a relatively long time, and Figs. (B) and (c) show the case of an instantaneous power failure where power supply stops instantaneously and recovers immediately. Yes. In the figure, Vr is a rated voltage value of the external power supply, Va is a power supply stop detection voltage value, Vb is a switching voltage value, and Vc is a minimum operable voltage value. The rated voltage value Vr is, for example, 200V. The minimum operable voltage value Vc is the lowest voltage value at which the operation of the DC power supply (14), that is, the operation of the magnetic bearings (3), (4), and (5) by its output, for example, 120V. The power supply stop detection voltage value Va is a threshold value for detecting that power supply from the external power source (12) is stopped, and is an intermediate value between the rated voltage value Vr and the operable minimum voltage value Vc, for example, 170V. Is set. The switching voltage value Vb is a threshold value for switching the operation mode, and is set to 150 V, for example. Note that these voltage values Vr, Va, Vb, Vc may be set from the outside.
[0019]
Next, an example of the operation of the switching means (19) during operation of the magnetic bearing device will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0020]
The switching means (19) constantly monitors the external power supply voltage value Vs during operation, and checks whether the external power supply voltage value Vs is less than the rated voltage value Vr (step 1). If this is not less than the rated voltage value Vr, the process proceeds to step 2, the inverter device (16) and the switch (18) are set in the normal operation mode, and the process returns to step 1. If the external power supply voltage value Vs is less than the rated voltage value Vr in step 1, the process proceeds to step 3 to check whether the external power supply voltage value Vs is equal to or less than the power supply stop detection voltage value Va. If this is not less than or equal to the power supply stop detection voltage value Va, the process proceeds to step 2 described above. If it is less than or equal to the power supply stop detection voltage value Va, the process proceeds to step 4 to set the inverter device (16) to the regenerative operation mode. move on. In step 5, it is checked whether or not the external power supply voltage value Vs is equal to or less than the switching voltage value Vb. If not, the process proceeds to step 6 to set the switch (18) to the normal operation mode, and to step 3 Return. If the external power supply voltage value Vs is equal to or less than the switching voltage value Vb in step 5, the process proceeds to step 7, the switch (18) is set in the regenerative operation mode, and the process returns to step 5.
[0021]
Usually, since the external power supply voltage value Vs is equal to or higher than the rated voltage value Vr, steps 1 and 2 are repeated, and the inverter device (16) drives the electric motor (6) with electric power from the external power supply (12). While being held in the mode, the switch (18) is held in the normal operation mode on the external power source (12) side, and the operation in the normal operation mode is performed. The electromagnet control means (15) and the electric motor (6) are driven by the electric power from the external power source (12), and the rotating body (2) is held at a predetermined position by the magnetic bearings (3), (4), and (5). And rotated by an electric motor (6).
[0022]
When a power failure from the external power source (12) is stopped due to a long-time power failure as shown in FIG. 4 (a), first, at time t1 when the external power source voltage value Vs becomes less than the rated voltage value Vr. From Step 1 to Step 3, Steps 2, 1 and 3 are repeated until the external power supply voltage value Vs becomes equal to or less than the power supply stop detection voltage value Va, and the operation in the normal operation mode is continued. Then, at time t2 when the external power supply voltage value Vs becomes equal to or less than the power supply stop detection voltage value Va, the process proceeds from step 3 to step 4, and only the inverter device (16) is switched to the regenerative operation mode, and the electric motor (6) The regenerative power is output from the inverter device (16) to the switch (18). However, until the external power supply voltage value Vs becomes equal to or lower than the switching voltage value Vb, steps 6, 3, 4 and 5 are repeated, and the switch (18) is held in the normal operation mode on the external power supply (12) side. The operation of the electromagnet control means (15) with electric power from the external power source (12) is continued. Then, at time t3 when the external power supply voltage value Vs becomes equal to or lower than the switching voltage value Vb, the process proceeds from step 5 to step 7, the switch (18) is switched to the regenerative operation mode on the inverter device (16) side, and the magnetic bearing The operation of the device is switched to the operation in the regenerative operation mode. Thereafter, steps 7 and 5 are repeated, and the operation in the regenerative operation mode is continued. Then, even if the electromagnet control means (15) is driven by the DC regenerative electric power from the inverter device (16) and the power supply from the external power source (12) is stopped, the magnetic bearings (3) (4) for a while. (5) When the rotating body (2) is supported in a non-contact manner and the rotating body (2) is decelerated to some extent, the support by the magnetic bearings (3), (4) and (5) is lost, and the rotating body (2) becomes It is mechanically supported by the protective bearings (7) and (8), further decelerates, and eventually stops. That is, in the case of a power failure for a long time as shown in FIG. 4A, the external power supply voltage value Vs is switched even after the external power supply voltage value Vs is reduced to the power supply stop detection voltage value Va and the power supply stop is detected. Until the voltage value Vb decreases, the electromagnet control means (15) is driven by the electric power from the external power supply (12), and when the external power supply voltage value Vs decreases to the switching voltage value Vb, the operation in the regenerative operation mode is performed. The electromagnet control means (15) is driven by the regenerative power from the inverter device (16).
[0023]
In the case of an instantaneous power failure as shown in FIG. 4 (b), the operation up to time t2 is the same as that in FIG. 4 (a). When the external power supply voltage value Vs drops to the power supply stop voltage value Va at time t2, the process proceeds from step 3 to step 4 as in the case of FIG. 4A, and the inverter device (15) is switched to the regenerative operation mode. Steps 6, 3, 4 and 5 are repeated, and the drive of the electromagnet control means (15) by the power from the external power supply (12) is continued. However, the power failure is restored and the external power supply voltage value Vs becomes the power supply stop detection voltage. At time t4 when the value Va rises from the value Va, the process proceeds from step 3 to step 2, the inverter device (16) is also switched to the normal operation mode, and the operation of the magnetic bearing device is performed in the normal operation mode by the electric power from the external power source (12). Switch to driving. Then, after steps 2, 1 and 3 are repeated, at time t5 when external power supply voltage value Vs rises above rated voltage value Vr, step 1 is followed by step 2, and thereafter steps 2 and 1 are repeated. Thus, the operation in the normal operation mode is continued. That is, in the case of an instantaneous power failure as shown in FIG. 4B, the electromagnet control means (using the electric power from the external power source (12) including the time when the external power supply voltage value Vs is lowered to the power supply stop detection voltage Va or less. The drive of 15) is continued, and the regenerative operation mode is not switched.
[0024]
In the case of an instantaneous power failure as shown in FIG. 4 (c), the operation up to time t3 is the same as that in FIG. 4 (a). When the external power supply voltage value Vs drops to the switching voltage value Vb at time t3, the process proceeds from step 5 to step 7 as in FIG. 4A, and the switch (18) is also switched to the regenerative operation mode. And 5 are repeated, and the drive of the electromagnet control means (15) by the regenerative power from the electric motor (6) is continued, but at the time t6 when the power failure is recovered and the external power supply voltage value Vs rises above the switching voltage value Vb. From step 5 to step 6, the switch (18) is switched to the normal operation mode and switched to drive of the electromagnet control means (15) by electric power from the external power source (12). Thereafter, the inverter device (16) is also switched to the normal operation mode at the time point t7 when the external power supply voltage Vs rises above the power supply stop detection voltage value Va, similarly to the time points t4 and t5 in FIG. 4 (b). Thus, the operation in the normal operation mode is continued and the operation in the normal operation mode is continued after time t8 when the external power supply voltage value Vs rises to the rated voltage value Vr or more. That is, in the case of an instantaneous power failure as shown in FIG. 4C, the operation is switched to the regenerative operation mode while the external power supply voltage value Vs drops below the switching voltage value Vb. This is continued by returning to the operation mode.
[0025]
In the case of a power outage for a long time as shown in FIG. 4 (a), of course, it is necessary to stop the rotating body by switching to the regenerative operation mode as described above. On the other hand, in the case of an instantaneous power failure such as (b) or (c) in the figure, the power supply is restored in a short time, so there is no problem even if the rotor is not stopped by switching to the regenerative operation mode immediately. There is no. However, in the conventional magnetic bearing device, as described above, since the external power supply voltage value decreases to the power supply stop detection voltage value and the power supply stop is detected, the operation is immediately switched to the regenerative operation mode. The rotating body stops every time. When the rotating body stops, it is necessary to restart it, and even if there is an instantaneous power failure, it is necessary to restart the rotating body each time, which is troublesome. Further, when the rotating body is stopped by performing the operation in the regenerative operation mode, the rotating body is supported by the protective bearing in a state of rotating at a certain speed, so that the protective bearing receives an impact force and wear occurs. Therefore, if the rotating body is stopped every momentary power failure as in the prior art, the life of the protective bearing is shortened. On the other hand, in the magnetic bearing device described above, in the event of an instantaneous power failure, the operation can be continued without stopping the rotating body, and there is no need to troublesomely restart the rotating body each time an instantaneous power failure occurs. Also, the life of the protective bearing is prolonged.
[0026]
The configuration of each part of the magnetic bearing device is not limited to that of the above embodiment, and can be changed as appropriate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a main part of a magnetic bearing device showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of an electrical configuration of a magnetic bearing device.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of switching means during operation.
FIG. 4 is a graph showing an example of a change in an external power supply voltage value during a power failure.
[Explanation of symbols]
(2) Rotating body (3) Axial magnetic bearing (4) (5) Radial magnetic bearing (3a) Axial electromagnet (4a) (5a) Radial electromagnet (6) Electric motor (12) External power supply (14) DC power supply (15 ) Electromagnet control means (16) Inverter device (motor drive means)
(18) Changeover switch (19) Switching means

Claims

The rotating body is magnetically levitated by a magnetic bearing and held at a predetermined position, and the rotating body is driven by an electric motor that acts as a generator that generates regenerative power when power supply from an external power supply is stopped. The power supply from the external power supply is detected by detecting that the voltage falls below a predetermined power supply stop detection voltage value between the rated voltage value and the minimum operable voltage value that is the lowest voltage value at which the magnetic bearing can operate. Normally, the electric motor and the magnetic bearing are driven by the electric power from the external power source, and the normal operation mode is operated. When the power supply from the external power source is stopped, the electric motor In a magnetic bearing device adapted to switch to operation in a regenerative operation mode in which the magnetic bearing is driven by regenerative power of
After detecting that the power supply from the external power supply has stopped, when the voltage value of the external power supply drops to a predetermined switching voltage value between the power supply stop detection voltage value and the operable minimum voltage value, A magnetic bearing device configured to switch to the operation in the regenerative operation mode.

A magnetic bearing having a plurality of electromagnets for magnetically levitating the rotating body; electromagnet control means for controlling the electromagnet so as to hold the rotating body in a predetermined position; and driving the rotating body with electric power from an external power source. An electric motor that acts as a generator that generates regenerative power when power supply from an external power supply is stopped, a DC power supply device that converts electric power from the external power supply into DC power and supplies the DC power to the electromagnet control means, and usually the external power supply Motor driving means for driving the electric motor with electric power from the output and outputting regenerative electric power from the electric motor when power supply from the external power supply is stopped, and the voltage value of the external power supply is the rated voltage value and the operation of the DC power supply device is By detecting that the voltage is lower than a predetermined power supply stop detection voltage value between the operable minimum voltage value that is the lowest possible voltage value, power supply from the external power source is performed. And switching means for switching the operation mode of the electromagnet control means and the electric motor driving means based on the detection result. Usually, the electromagnet control means and the electric motor are driven by electric power from the external power source. The operation is performed in the normal operation mode for driving the driving means, and when the power supply from the external power supply is stopped, the operation is switched to the operation in the regenerative operation mode in which the magnetic bearing is driven by the regenerative power from the electric motor. In the magnetic bearing device,
After the switching means detects that the power supply from the external power supply is stopped, the voltage value of the external power supply reaches a predetermined switching voltage value between the power supply stop detection voltage value and the operable minimum voltage value. A magnetic bearing device that is adapted to switch to the operation of the regenerative operation mode when the voltage drops.