JPH01274635A - 磁気軸受用制御回路 - Google Patents
磁気軸受用制御回路Info
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- JPH01274635A JPH01274635A JP10139688A JP10139688A JPH01274635A JP H01274635 A JPH01274635 A JP H01274635A JP 10139688 A JP10139688 A JP 10139688A JP 10139688 A JP10139688 A JP 10139688A JP H01274635 A JPH01274635 A JP H01274635A
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- Japan
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- signal
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- circuit
- load coil
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 101150073536 FET3 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
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- 238000000034 method 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (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、磁気力により回転軸を非接触状態で支持する
磁気軸受用パワー増φ畠器に関するものである。
磁気軸受用パワー増φ畠器に関するものである。
（従来の技術〕
例えばモータなどの回転子を支持する軸受を、機械的に
支持するのではなく、磁気力、通常吸引力を回転軸に作
用させて空間に浮かせて支持する磁気軸受が開発されて
いることは周知である。この磁気軸受の磁気力を制御す
るには、通常作用させる磁気力に対応するパルス幅を与
えたパルス電流を磁気軸受の負荷コイルに与えることに
よって行なっている。
支持するのではなく、磁気力、通常吸引力を回転軸に作
用させて空間に浮かせて支持する磁気軸受が開発されて
いることは周知である。この磁気軸受の磁気力を制御す
るには、通常作用させる磁気力に対応するパルス幅を与
えたパルス電流を磁気軸受の負荷コイルに与えることに
よって行なっている。
即ち、前記制御は、通常は、正規の回転軸位置からの変
位を検出し、該変位検出信号に対応するパルス幅のパル
ス信号に変換し、前記磁気軸受の負荷コイルに与えるよ
うにしている。以下図によって従来のパワー増幅回路に
ついて説明する。
位を検出し、該変位検出信号に対応するパルス幅のパル
ス信号に変換し、前記磁気軸受の負荷コイルに与えるよ
うにしている。以下図によって従来のパワー増幅回路に
ついて説明する。
第２図は従来のパルス幅変調（以下ＰＷＭという）方式
による磁気軸受用パワー増幅器の一例を示す概略の回路
図である。入出力比較回路ｌにおいて、入力信号Ｖｉ
と磁気軸受を駆動する出力に対応して帰還する帰還信号
ｖｂとの比較を行なって出力信号Ｖｏを出力し、Ｐ Ｗ
Ｍ変換回路２において上記出力信号ｖＯに応じたパル
ス幅変換をして電界効果パワートランジスタ（以下ＦＥ
Ｔという）３のゲートＣに入力し、第３図に示すように
ｔ１→ｔｚがオン、ｔｚ→ｔ３がオフｒ ｔｓ→ｔ４
がオン・・・・・・するＦＥＴ３の駆動を行なうことに
より、前記オン時のパルス幅に応じた磁力で回転軸を支
持する。
による磁気軸受用パワー増幅器の一例を示す概略の回路
図である。入出力比較回路ｌにおいて、入力信号Ｖｉ
と磁気軸受を駆動する出力に対応して帰還する帰還信号
ｖｂとの比較を行なって出力信号Ｖｏを出力し、Ｐ Ｗ
Ｍ変換回路２において上記出力信号ｖＯに応じたパル
ス幅変換をして電界効果パワートランジスタ（以下ＦＥ
Ｔという）３のゲートＣに入力し、第３図に示すように
ｔ１→ｔｚがオン、ｔｚ→ｔ３がオフｒ ｔｓ→ｔ４
がオン・・・・・・するＦＥＴ３の駆動を行なうことに
より、前記オン時のパルス幅に応じた磁力で回転軸を支
持する。
例えば、このＦＥＴ３のオン時には、電源Ｖｃｃより電
流ｉｌが磁気軸受の負荷コイル４のＲ＋。
流ｉｌが磁気軸受の負荷コイル４のＲ＋。
ＦＥＴ３のドレインＤおよびソースＳを経て抵抗Ｒ１に
流れ、この抵抗Ｒ８によって発生する電圧Ｖｂ −ｉ＋
・Ｒ２が帰還電圧となって入出力比較回路１に負帰
還し、入力信号Ｖｉと帰還電圧ｖｂとを比較するような
フィードバック増幅回路を構成している。
流れ、この抵抗Ｒ８によって発生する電圧Ｖｂ −ｉ＋
・Ｒ２が帰還電圧となって入出力比較回路１に負帰
還し、入力信号Ｖｉと帰還電圧ｖｂとを比較するような
フィードバック増幅回路を構成している。
［発明が解決しようとする課題］
上記のような構成の従来の磁気軸受用パワー増幅器では
、ＦＥＴ３がオンよりオフに切替わる第３図のＬｘ、Ｌ
４時に、負荷コイル４のインピーダンスによる自己誘導
作用によってＦＥＴ３のための保護ダイオードＤ、の順
方向となるような、矢印の方向の電流が過渡的に流れる
。
、ＦＥＴ３がオンよりオフに切替わる第３図のＬｘ、Ｌ
４時に、負荷コイル４のインピーダンスによる自己誘導
作用によってＦＥＴ３のための保護ダイオードＤ、の順
方向となるような、矢印の方向の電流が過渡的に流れる
。
この自己誘導作用による電流の作用で生じる負荷変動は
フィードバック回路より絶縁されて帰還されないので、
サーボ制御系の安定性を失なわせ、負荷コイル４への出
力が瞬時的に不安定状態となるために、軸受部に不規則
な振動が発生するという問題がある。
フィードバック回路より絶縁されて帰還されないので、
サーボ制御系の安定性を失なわせ、負荷コイル４への出
力が瞬時的に不安定状態となるために、軸受部に不規則
な振動が発生するという問題がある。
本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
もので、ＦＥＴ３がオンよりオフへ移行するときに過渡
的に発生する軸受部の振動を防止できる磁気軸受用パワ
ー増幅器を提供することを目的とする。
もので、ＦＥＴ３がオンよりオフへ移行するときに過渡
的に発生する軸受部の振動を防止できる磁気軸受用パワ
ー増幅器を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明による磁気軸受用パワ
ー増幅器は、入力信号と出力帰還信号とを比較する入出
力比較回路と、この比較回路における比較結果に基づい
てパルス幅変調をする回路と、このパルス幅変調回路よ
りのオン・オフ出力によって駆動するスイッチング素子
と、このスイッチング素子の出力側に接続して検出用抵
抗を直列に設けた負荷コイルと、上記検出用抵抗の端子
間電圧を入力とする増幅手段とを備え、この増幅手段の
出力を上記入出力比較回路に帰還させて上記の出力帰還
信号とするようにしたことを特徴とするものである。
ー増幅器は、入力信号と出力帰還信号とを比較する入出
力比較回路と、この比較回路における比較結果に基づい
てパルス幅変調をする回路と、このパルス幅変調回路よ
りのオン・オフ出力によって駆動するスイッチング素子
と、このスイッチング素子の出力側に接続して検出用抵
抗を直列に設けた負荷コイルと、上記検出用抵抗の端子
間電圧を入力とする増幅手段とを備え、この増幅手段の
出力を上記入出力比較回路に帰還させて上記の出力帰還
信号とするようにしたことを特徴とするものである。
本発明における出力帰還信号は、負荷コイルに直列に設
けた検出抵抗の端子間に生じる電圧値に基づいて入出力
比較回路へ帰還するので、負荷コイルに流れる電流値の
変動を確実に帰還するサーボ制御となり、負荷コイルの
電流がオフ時に生じる自己誘導による瞬時的な電流変動
にも対応して安定な制御系を構成するので、軸受部の不
安定な振動の発生を防止する。
けた検出抵抗の端子間に生じる電圧値に基づいて入出力
比較回路へ帰還するので、負荷コイルに流れる電流値の
変動を確実に帰還するサーボ制御となり、負荷コイルの
電流がオフ時に生じる自己誘導による瞬時的な電流変動
にも対応して安定な制御系を構成するので、軸受部の不
安定な振動の発生を防止する。
以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。第１
図において、符号１，２．３は第２図の従来例で示した
同符号の入出力比較回路。
図において、符号１，２．３は第２図の従来例で示した
同符号の入出力比較回路。
ＰＷＭ変換回路、ＦＥＴのそれぞれと対応した同一また
は相当部分である。負荷コイル４は直列に検出抵抗Ｒｄ
を設け、この検出抵抗ＲｄのＡ端子と差動増幅器５の正
端子と、またＢ端子と負端子とをそれぞれ接続し、差動
増幅器５の出力端は、入出力比較回路ｌの入力端へ帰還
回路にして接続している。
は相当部分である。負荷コイル４は直列に検出抵抗Ｒｄ
を設け、この検出抵抗ＲｄのＡ端子と差動増幅器５の正
端子と、またＢ端子と負端子とをそれぞれ接続し、差動
増幅器５の出力端は、入出力比較回路ｌの入力端へ帰還
回路にして接続している。
次に、上記のように構成されたこの発明によるパワー増
幅器における動作を説明する。入出力比較器ｌにおいて
、入力信号Ｖｉと差動増幅器５の出力である帰還信号ｖ
ｂとを比較して出力信号■０を出力し、この出力信号Ｖ
Ｏに基づいてＰＷＭ変換回路２でパルス幅変換されたオ
ン・オフ信号がＦＥＴ３のゲートＧに入力し、ＦＥＴ３
をオン・オ°フ駆動する。ＦＥＴ３がオン時には電源Ｖ
ｃｃよりの電流１１が検出抵抗Ｒｄ。
幅器における動作を説明する。入出力比較器ｌにおいて
、入力信号Ｖｉと差動増幅器５の出力である帰還信号ｖ
ｂとを比較して出力信号■０を出力し、この出力信号Ｖ
Ｏに基づいてＰＷＭ変換回路２でパルス幅変換されたオ
ン・オフ信号がＦＥＴ３のゲートＧに入力し、ＦＥＴ３
をオン・オ°フ駆動する。ＦＥＴ３がオン時には電源Ｖ
ｃｃよりの電流１１が検出抵抗Ｒｄ。
コイル抵抗Ｒ，，ＦＥＴ３のドレインＤ、ソースＳを経
て流れ、検出電圧Ｖｄ、＝ｉ、−Ｒｄが差動増幅器５に
入力し、その出力ｖｂＩが入出力比較回路に負帰還して
入力信号Ｖｉと比較することになる。
て流れ、検出電圧Ｖｄ、＝ｉ、−Ｒｄが差動増幅器５に
入力し、その出力ｖｂＩが入出力比較回路に負帰還して
入力信号Ｖｉと比較することになる。
ここで、ＦＥＴ３がオンよりオフ状態へ移行すると、従
来例の動作と同様に負荷コイル４のインピーダンスによ
る自己誘導電圧が発生し、保護ダイオードＤＩの順方向
回路となる矢印で示す電流ｉｇが流れ、検出電圧Ｖｄ、
＝ｉ、−Ｒｄが差動増幅器５に入力し、増幅された出力
Ｖｂ！が入出力比較器１に負帰還して入力信号Ｖｉ と
比較するフィードバック制御動作が行なわれる。
来例の動作と同様に負荷コイル４のインピーダンスによ
る自己誘導電圧が発生し、保護ダイオードＤＩの順方向
回路となる矢印で示す電流ｉｇが流れ、検出電圧Ｖｄ、
＝ｉ、−Ｒｄが差動増幅器５に入力し、増幅された出力
Ｖｂ！が入出力比較器１に負帰還して入力信号Ｖｉ と
比較するフィードバック制御動作が行なわれる。
従って、上記の制御系においては、負荷コイル４の負荷
電流の変動を確実に入出力比較回路に帰還させるので、
ＦＥＴ３のオフ時直後の負荷変動による制御系の乱れの
ない、安定した制御動作によって負荷コイル４を駆動す
ることができる。
電流の変動を確実に入出力比較回路に帰還させるので、
ＦＥＴ３のオフ時直後の負荷変動による制御系の乱れの
ない、安定した制御動作によって負荷コイル４を駆動す
ることができる。
なお、上記実施例ではＦＥＴ３をスイッチング素子とし
て構成した例について述べたが、他のトランジスタ等に
よるスイッチング素子を使用して構成してもよく、また
検出電圧を差動増幅器５によって増幅し、これを９Ｌ帰
還するようにしたが、負荷コイル４の負荷変動を確実に
帰還できる他の手段によっても、上記実施例と同様の効
果を奏する。
て構成した例について述べたが、他のトランジスタ等に
よるスイッチング素子を使用して構成してもよく、また
検出電圧を差動増幅器５によって増幅し、これを９Ｌ帰
還するようにしたが、負荷コイル４の負荷変動を確実に
帰還できる他の手段によっても、上記実施例と同様の効
果を奏する。
以上説明したように、本発明によれば制御時における負
荷コイルの負荷変動を確実に帰還できるサーボ制御系に
構成したので、ＦＥＴ等のスイッチング素子のオフ時直
後に生じる過渡的な制御の乱れのない、安定した磁気軸
受の駆動を行なうことができる効果がある。
荷コイルの負荷変動を確実に帰還できるサーボ制御系に
構成したので、ＦＥＴ等のスイッチング素子のオフ時直
後に生じる過渡的な制御の乱れのない、安定した磁気軸
受の駆動を行なうことができる効果がある。
第１図は本発明の一実施例による磁気軸受用パワー増幅
器の回路図、第２図は従来の磁気軸受用パワー増幅器の
一例を示す回路図、第３図はスイッチング素子（ＦＥＴ
）の出力波形例を示す図である。 １・・・入出力比較回路、２・・・パルス幅変ｉＪｌ（
ＰＷＭ）回路、３・・・ＦＥＴ（スイッチング素子）、
４・・・負荷コイル、５・・・差動増幅器（増幅手段）
、Ｒｄ・・・検出用抵抗、Ｖｉ・・・入力信号、ｖｂ・
・・出力帰還信号。 代理人 弁理士 小 川 信 −
器の回路図、第２図は従来の磁気軸受用パワー増幅器の
一例を示す回路図、第３図はスイッチング素子（ＦＥＴ
）の出力波形例を示す図である。 １・・・入出力比較回路、２・・・パルス幅変ｉＪｌ（
ＰＷＭ）回路、３・・・ＦＥＴ（スイッチング素子）、
４・・・負荷コイル、５・・・差動増幅器（増幅手段）
、Ｒｄ・・・検出用抵抗、Ｖｉ・・・入力信号、ｖｂ・
・・出力帰還信号。 代理人 弁理士 小 川 信 −
Claims (1)
- 入力信号と出力帰還信号とを比較する入出力比較回路と
、この比較回路における比較結果に基づいてパルス幅変
調をする回路と、このパルス幅変調回路よりのオン・オ
フ出力によって駆動するスイッチング素子と、このスイ
ッチング素子の出力側に接続して検出用抵抗を直列に設
けた負荷コイルと、上記検出用抵抗の端子間電圧を入力
とする増幅手段とを備え、この増幅手段の出力を上記入
出力比較回路に帰還させて上記の出力帰還信号とするよ
うにしたことを特徴とする磁気軸受用パワー増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63101396A JPH071992B2 (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 磁気軸受用制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63101396A JPH071992B2 (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 磁気軸受用制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01274635A true JPH01274635A (ja) | 1989-11-02 |
| JPH071992B2 JPH071992B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=14299575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63101396A Expired - Lifetime JPH071992B2 (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 磁気軸受用制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071992B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57145307A (en) * | 1981-03-05 | 1982-09-08 | Nippon Denso Co Ltd | Driving apparatus for electromagnetic actuator |
| JPS57167517A (en) * | 1981-04-09 | 1982-10-15 | Toshiba Corp | Magnetic bearing device of flywheel |
| JPS59103019A (ja) * | 1982-12-02 | 1984-06-14 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 磁気軸受の制御回路 |
-
1988
- 1988-04-26 JP JP63101396A patent/JPH071992B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57145307A (en) * | 1981-03-05 | 1982-09-08 | Nippon Denso Co Ltd | Driving apparatus for electromagnetic actuator |
| JPS57167517A (en) * | 1981-04-09 | 1982-10-15 | Toshiba Corp | Magnetic bearing device of flywheel |
| JPS59103019A (ja) * | 1982-12-02 | 1984-06-14 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 磁気軸受の制御回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH071992B2 (ja) | 1995-01-11 |
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