JPH01255715A - 磁気軸受用検出装置 - Google Patents
磁気軸受用検出装置Info
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- JPH01255715A JPH01255715A JP8202488A JP8202488A JPH01255715A JP H01255715 A JPH01255715 A JP H01255715A JP 8202488 A JP8202488 A JP 8202488A JP 8202488 A JP8202488 A JP 8202488A JP H01255715 A JPH01255715 A JP H01255715A
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- detecting
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- detector
- magnetic bearing
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 66
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 29
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F16C32/0446—Determination of the actual position of the moving member, e.g. details of sensors
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- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば真空ポンプの能動型磁気軸受に適用し
て好適な磁気軸受用検出装置に関する。
て好適な磁気軸受用検出装置に関する。
従来、この種の磁気軸受用検出装置は第３図に示すよう
に構成されている。これを同図に基づいて説明すると、
同図において、符号１で示すものは支持筒２およびハウ
ジング３の内部に回転自在に設けられその下端部にロー
タ４を有する回転軸、５および６はこの回転軸１上に設
けられ各々が互いに所定の間隔をもって位置する２つの
検出リング、７および８はこれら両検出リング５．６の
うち上側の検出リング５の径方向に設けられ前記回転軸
１の上端部を介して対向する検出内周面７ａ。
に構成されている。これを同図に基づいて説明すると、
同図において、符号１で示すものは支持筒２およびハウ
ジング３の内部に回転自在に設けられその下端部にロー
タ４を有する回転軸、５および６はこの回転軸１上に設
けられ各々が互いに所定の間隔をもって位置する２つの
検出リング、７および８はこれら両検出リング５．６の
うち上側の検出リング５の径方向に設けられ前記回転軸
１の上端部を介して対向する検出内周面７ａ。
８ａをもつ１組の検出器、９および１０はこれら雨検出
器７，８の下方に取り付けられかつ前記下側の検出リン
グ６の外径方向に設けられ前記回転軸１の下端部を介し
て対向する検出内周面９ａ。
器７，８の下方に取り付けられかつ前記下側の検出リン
グ６の外径方向に設けられ前記回転軸１の下端部を介し
て対向する検出内周面９ａ。
１０ａをもつ１組の検出器である。すなわち、これら雨
検出器９．１０および前記検出器７，８は前記回転軸１
の中心に対して対称の位置に位置付けられており、前記
ロータ４の半径軸方向並進変位と半径軸回りの回転変位
を検出するように構成されている。また、１１〜１４は
前記ロータ４の半径軸方向並進変位と半径方向軸回りの
回転変位を制御する電磁石、１５および１６は前記ロー
タ４０回回転軸方向専用位を制御する電磁石、１７は前
記支持筒２の内周面に取り付けられかつ前記ロータ４の
周囲に設けられたステータ、Ｉ８は前記支持筒２の底面
２ａに設けられ前記ロータ４の回転軸方向並進変位を検
出する検出器である。
検出器９．１０および前記検出器７，８は前記回転軸１
の中心に対して対称の位置に位置付けられており、前記
ロータ４の半径軸方向並進変位と半径軸回りの回転変位
を検出するように構成されている。また、１１〜１４は
前記ロータ４の半径軸方向並進変位と半径方向軸回りの
回転変位を制御する電磁石、１５および１６は前記ロー
タ４０回回転軸方向専用位を制御する電磁石、１７は前
記支持筒２の内周面に取り付けられかつ前記ロータ４の
周囲に設けられたステータ、Ｉ８は前記支持筒２の底面
２ａに設けられ前記ロータ４の回転軸方向並進変位を検
出する検出器である。
このように構成された磁気軸受用検出装置においては、
回転軸１を非接触支持するためにロータ４の半径軸方向
の並進変位ｘ、 ｙ、半径方向軸回りの回転角変位θ
工、θ、および回転軸方向並進変位２の５つの変位を検
出し、これらが所望の値（通常零）となるように電磁石
１１〜１６による吸引力を調整する。
回転軸１を非接触支持するためにロータ４の半径軸方向
の並進変位ｘ、 ｙ、半径方向軸回りの回転角変位θ
工、θ、および回転軸方向並進変位２の５つの変位を検
出し、これらが所望の値（通常零）となるように電磁石
１１〜１６による吸引力を調整する。
次に、従来装置による検出原理を第４図を用いて説明す
る。同図において、検出器７〜１０は各々検出リング５
，６との距離に比例した電位Ｖ、、Ｖ、。
る。同図において、検出器７〜１０は各々検出リング５
，６との距離に比例した電位Ｖ、、Ｖ、。
Ｖ、、Ｖ、を出力するものとすると、検出器７〜１０の
出力を下記に示すように演算してロータ変位に比例した
信号を得ることができる。
出力を下記に示すように演算してロータ変位に比例した
信号を得ることができる。
すなわち、ｖ、 ＝ ｖ、−Ｖｂ ＋ｖ。−Ｖ４■
θｙ−Ｖａ ＋Ｖｂ ＋”ｃ ”ａとなる。
θｙ−Ｖａ ＋Ｖｂ ＋”ｃ ”ａとなる。
ここで、■。および■θ、は各々Ｘ軸方向の並進変位と
Ｙ軸回りの回転変位に比例した信号である。
Ｙ軸回りの回転変位に比例した信号である。
したがって、この種の磁気軸受用検出装置においては、
Ｖ、、Ｖａアが４つの検出器７〜１０の出力によって得
ることができるから、検出器７〜１０の非線形性や温度
変化に伴う出力の変動成分が相殺されることになり、半
径軸方向の並進変位および半径方向軸回りの回転角変位
に対しては精度の高い検出を行うことができる。
Ｖ、、Ｖａアが４つの検出器７〜１０の出力によって得
ることができるから、検出器７〜１０の非線形性や温度
変化に伴う出力の変動成分が相殺されることになり、半
径軸方向の並進変位および半径方向軸回りの回転角変位
に対しては精度の高い検出を行うことができる。
ところが、従来の磁気軸受用検出装置においては、回転
軸１ （ロータ４）の回転軸方向の並進変位２を検出す
る検出器１８が他の検出器７〜１０に依存しない検出機
能を備えており、このため検出器１８の検出特性が他の
検出器７〜１０の検出特性と異なり、高精度の検出能力
を保証することができないという問題があった。また、
回転軸１の上方に負荷を設置する必要上、検出器１８を
回転軸１の下方に配置することになり、専用検出器収納
用ケースの軸方向寸法を大きい寸法に設定する必要が生
じ、装置全体が大型化するという問題もあった。
軸１ （ロータ４）の回転軸方向の並進変位２を検出す
る検出器１８が他の検出器７〜１０に依存しない検出機
能を備えており、このため検出器１８の検出特性が他の
検出器７〜１０の検出特性と異なり、高精度の検出能力
を保証することができないという問題があった。また、
回転軸１の上方に負荷を設置する必要上、検出器１８を
回転軸１の下方に配置することになり、専用検出器収納
用ケースの軸方向寸法を大きい寸法に設定する必要が生
じ、装置全体が大型化するという問題もあった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、回転軸
方向専用の検出器を不要にし、もって高精度の検出能力
を保証することができると共に、装置全体の小型化を図
ることができる磁気軸受用検出装置を提供するものであ
る。
方向専用の検出器を不要にし、もって高精度の検出能力
を保証することができると共に、装置全体の小型化を図
ることができる磁気軸受用検出装置を提供するものであ
る。
本発明に係る磁気軸受用検出装置は、検出リングの検出
外周面を回転軸に対して傾斜するテーバ周面によって形
成し、このテーバ周面に対向するテーバ周面によって検
出器の検出内周面を形成したものである。
外周面を回転軸に対して傾斜するテーバ周面によって形
成し、このテーバ周面に対向するテーバ周面によって検
出器の検出内周面を形成したものである。
本発明においては、検出リングと検出器間の距離が半径
軸方向並進、半径軸回り回転および回転軸方向並進の変
位に応じて変化すると、２つの検出リングと２組の検出
器によって各変位を検出することができる。
軸方向並進、半径軸回り回転および回転軸方向並進の変
位に応じて変化すると、２つの検出リングと２組の検出
器によって各変位を検出することができる。
以下、本発明の構成等を図に示す実施例によって詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明に係る磁気軸受用検出装置を示す断面図
で、同図以下において第３図および第４図と同一の部材
については同一の符号を付し、詳゛細な説明は省略する
。同図において、符号２１および２２で示すものは各々
が互いに所定の間隔をもって位置する２つの検出リング
で、前記回転軸１上に設けられている。これら雨検出リ
ング２Ｌ２２の検出外周面２１ａ、２２ａは、前記回転
軸１の軸線に対して傾斜するテーバ周面によって形成さ
れている。
で、同図以下において第３図および第４図と同一の部材
については同一の符号を付し、詳゛細な説明は省略する
。同図において、符号２１および２２で示すものは各々
が互いに所定の間隔をもって位置する２つの検出リング
で、前記回転軸１上に設けられている。これら雨検出リ
ング２Ｌ２２の検出外周面２１ａ、２２ａは、前記回転
軸１の軸線に対して傾斜するテーバ周面によって形成さ
れている。
２３お」び２４は前記回転＠１の北端部を介して対向す
る検出内周面２３ａ、２４ａをもつ１ｍの検出器で、前
記雨検出リング２Ｌ２２のうち上側の検出リング２１の
径方向に設けられ、かつ前記ハウジング３の内部に固定
されている。そして、これら雨検出器２３．２４の検出
内周面２３ａ、２４ａは、前記検出リング２１の検出外
周面２１ａに対向するテーバ周面によって形成されてい
る。２５および２６は前記回転軸１の下端部を介して対
向する検出内周面２５ａ、 ２６ａをもつ１組の検出器
で、前記雨検出リング２１．２２のうち下側の検出リン
グ２２の径方向に設けられ、かつ前記支持筒２の内部に
固定されている。そして、これら雨検出器２５．２６の
検出内周面２５ａ 、 ２６ａは、前記検出リング２２
の検出外周面２２ａに対向するテーパ周面によって形成
されている。
る検出内周面２３ａ、２４ａをもつ１ｍの検出器で、前
記雨検出リング２Ｌ２２のうち上側の検出リング２１の
径方向に設けられ、かつ前記ハウジング３の内部に固定
されている。そして、これら雨検出器２３．２４の検出
内周面２３ａ、２４ａは、前記検出リング２１の検出外
周面２１ａに対向するテーバ周面によって形成されてい
る。２５および２６は前記回転軸１の下端部を介して対
向する検出内周面２５ａ、 ２６ａをもつ１組の検出器
で、前記雨検出リング２１．２２のうち下側の検出リン
グ２２の径方向に設けられ、かつ前記支持筒２の内部に
固定されている。そして、これら雨検出器２５．２６の
検出内周面２５ａ 、 ２６ａは、前記検出リング２２
の検出外周面２２ａに対向するテーパ周面によって形成
されている。
このように構成された磁気軸受用検出装置においては、
検出リング２１と検出器２３．２４問および検出リング
２２と検出器２５．２６間の距離が半径軸方向並進、半
径軸回り回転および回転軸方向並進の変位に応じて変化
すると、２つの検出リング２１２２と２組の検出器２３
〜２６によって各変位を検出することができる。
検出リング２１と検出器２３．２４問および検出リング
２２と検出器２５．２６間の距離が半径軸方向並進、半
径軸回り回転および回転軸方向並進の変位に応じて変化
すると、２つの検出リング２１２２と２組の検出器２３
〜２６によって各変位を検出することができる。
すなわち、本発明においては、検出器２３〜２６からの
出力を演算することにより、回転軸１の半径軸方向並進
、半径軸回り回転および回転軸方向並進の変位誤差を検
出することができるのである。
出力を演算することにより、回転軸１の半径軸方向並進
、半径軸回り回転および回転軸方向並進の変位誤差を検
出することができるのである。
次に、本発明の検出原理を第２図を用いて説明する。同
図において、検出器２３〜２６は各々検出リング２１．
２２との距離に比例した電位Ｖ、、Ｖ、、Ｖ、。
図において、検出器２３〜２６は各々検出リング２１．
２２との距離に比例した電位Ｖ、、Ｖ、、Ｖ、。
■４を出力するものとすると、検出器２３〜２６の出力
を下記に示すように演算してロータ変位に比例した信号
を得ることができる。
を下記に示すように演算してロータ変位に比例した信号
を得ることができる。
すなわち、ＶＸ ＝ Ｖ、 Ｖｂ ”ｖｃ Ｖａ
Ｖθ、＝−Ｖ、＋Ｖ、＋Ｖ、 −Ｖ。
Ｖθ、＝−Ｖ、＋Ｖ、＋Ｖ、 −Ｖ。
Ｖ、 ＝ Ｖ、 十Ｖ、−Ｖ、−Ｖ。
となる。
ここで、Ｖ、、Ｖθ、および■２は、各々Ｘ軸方向の並
進変位、Ｙ軸回りの回転変位９回転軸方向の並進変位に
比例した信号である。
進変位、Ｙ軸回りの回転変位９回転軸方向の並進変位に
比例した信号である。
したがって、本発明においては、ＶＸ、Ｖθアおよび■
２が４つの検出器２３〜２６の出力によって得ることが
できるから、検出器２３〜２６の非線形性や温度変化に
伴う出力の変動成分が相殺されることになる。
２が４つの検出器２３〜２６の出力によって得ることが
できるから、検出器２３〜２６の非線形性や温度変化に
伴う出力の変動成分が相殺されることになる。
以上説明したように本発明によれば、検出リングの外周
面を回転軸に対して傾斜するテーパ周面によって形成し
、このテーパ周面に対向するテーパ周面によって検出器
の検出内周面を形成したので、検出リングと検出器間の
距離が半径軸方向並進、半径軸回り回転および回転軸方
向並進の変位に応じて変化すると、２つの検出リングと
２組の検出器によって各変位を検出することができる。
面を回転軸に対して傾斜するテーパ周面によって形成し
、このテーパ周面に対向するテーパ周面によって検出器
の検出内周面を形成したので、検出リングと検出器間の
距離が半径軸方向並進、半径軸回り回転および回転軸方
向並進の変位に応じて変化すると、２つの検出リングと
２組の検出器によって各変位を検出することができる。
したがって、従来必要とした回転軸方向専用の検出器が
不要になるから、高精度の検出能力を保証することがで
きる。また、回転軸方向専用の検出器が不要になること
は、専用検出器収納用ケースの軸方向寸法を短縮するこ
とができるから、装置の小型化を図ることもできる。
不要になるから、高精度の検出能力を保証することがで
きる。また、回転軸方向専用の検出器が不要になること
は、専用検出器収納用ケースの軸方向寸法を短縮するこ
とができるから、装置の小型化を図ることもできる。
第１図は本発明に係る磁気軸受用検出装置を示す断面図
、第２図は同じく本発明の検出原理を説明するためのブ
ロック図、第３図は従来の磁気軸受用検出装置を示す断
面図、第４図はその検出原理を説明するためのブロック
図である。 １・・・・回転軸、２１．２２・・・・検出リング、２
１ａ、２２ａ・・・・検出外周面、２３〜２６・・・・
検出器、２３ａ〜２６ａ・・・・検出内周面。 代 理 人 大岩増雄 第１図 ２１，２２；捜上すシ７” ２３ａへ２６０；擾
瓜Ｒ２周ω２１ａ、２２ａ ：於土外同命 第２図 第３図 第４図
、第２図は同じく本発明の検出原理を説明するためのブ
ロック図、第３図は従来の磁気軸受用検出装置を示す断
面図、第４図はその検出原理を説明するためのブロック
図である。 １・・・・回転軸、２１．２２・・・・検出リング、２
１ａ、２２ａ・・・・検出外周面、２３〜２６・・・・
検出器、２３ａ〜２６ａ・・・・検出内周面。 代 理 人 大岩増雄 第１図 ２１，２２；捜上すシ７” ２３ａへ２６０；擾
瓜Ｒ２周ω２１ａ、２２ａ ：於土外同命 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 回転軸上に設けられ各々が互いに所定の間隔をもって位
置する２つの検出リングと、これら両検出リングの径方
向に設けられ前記回転軸を介して対向する検出内周面を
もつ２組の検出器とを備えた磁気軸受用検出装置におい
て、前記検出リングの検出外周面を前記回転軸に対して
傾斜するテーパ周面によって形成し、このテーパ周面に
対向するテーパ周面によって前記検出器の検出内周面を
形成したことを特徴とする磁気軸受用検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8202488A JPH01255715A (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 磁気軸受用検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8202488A JPH01255715A (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 磁気軸受用検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01255715A true JPH01255715A (ja) | 1989-10-12 |
Family
ID=13762960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8202488A Pending JPH01255715A (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 磁気軸受用検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01255715A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0568184A1 (en) * | 1992-04-15 | 1993-11-03 | Tanken Seiko Kabushiki Kaisha | System for monitoring behaviour of rotary body |
| JP2006214528A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Jtekt Corp | 磁気軸受装置の変位検出装置 |
| JP2007278381A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気軸受装置 |
| WO2013185939A1 (en) * | 2012-06-12 | 2013-12-19 | Abb Research Ltd. | Magnetic bearing assembly and arrangement of position sensors for a magnetic bearing assembly |
-
1988
- 1988-04-01 JP JP8202488A patent/JPH01255715A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0568184A1 (en) * | 1992-04-15 | 1993-11-03 | Tanken Seiko Kabushiki Kaisha | System for monitoring behaviour of rotary body |
| JP2006214528A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Jtekt Corp | 磁気軸受装置の変位検出装置 |
| JP2007278381A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気軸受装置 |
| WO2013185939A1 (en) * | 2012-06-12 | 2013-12-19 | Abb Research Ltd. | Magnetic bearing assembly and arrangement of position sensors for a magnetic bearing assembly |
| US9853525B2 (en) | 2012-06-12 | 2017-12-26 | Abb Research Ltd. | Magnetic bearing assembly and arrangement of position sensors for a magnetic bearing assembly |
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