JPH0155804B2 - - Google Patents

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JPH0155804B2
JPH0155804B2 JP60012577A JP1257785A JPH0155804B2 JP H0155804 B2 JPH0155804 B2 JP H0155804B2 JP 60012577 A JP60012577 A JP 60012577A JP 1257785 A JP1257785 A JP 1257785A JP H0155804 B2 JPH0155804 B2 JP H0155804B2
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JP
Japan
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phase
rotating shaft
permanent magnet
stator
iron core
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JP60012577A
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English (en)
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JPS61180019A (ja
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Nagahiko Nagasaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd
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Priority to US07/076,591 priority patent/US4794290A/en
Publication of JPH0155804B2 publication Critical patent/JPH0155804B2/ja
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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
    • F16C32/0459—Details of the magnetic circuit
    • F16C32/0461—Details of the magnetic circuit of stationary parts of the magnetic circuit
    • F16C32/0465—Details of the magnetic circuit of stationary parts of the magnetic circuit with permanent magnets provided in the magnetic circuit of the electromagnets
    • 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
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    • F16C32/0406—Magnetic bearings
    • F16C32/044—Active magnetic bearings
    • F16C32/0474—Active magnetic bearings for rotary movement
    • F16C32/048—Active magnetic bearings for rotary movement with active support of two degrees of freedom, e.g. radial magnetic bearings

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、永久磁石を用いそれに電磁石を重畳
させた円筒状の磁気軸受に関する。
（従来技術と問題点） 従来、磁気軸受の構造は、軸の周辺３個所また
は４個所に電磁石を集中的に配置し、これを励磁
して軸を空中に浮上させ支持するものであり、バ
イアス電流を重畳させて吸引力・電流特性を線形
化することが必要で、このため電磁石の寸法が大
きくなる欠点があつた。
また、永久磁石を利用して小形化を計ろうとし
ても永久磁石とその磁気が複雑で大きくなるため
困難であつた。
たとえば、特開昭58−184319公報に開示されて
いるような、１組の電磁石巻線をほどこした、電
磁石鉄心間に軸方向着磁した永久磁石を間挿した
ものはあるが、軸方向寸法が大きくなり、かつ磁
路長が長くなりマシンサイズが大きかつた。
〔発明の目的〕
ここにおいて本発明は、永久磁石を適用して磁
気軸受の小形化、高剛性化、省エネ化を計り、構
造も簡単にし、形状を旧軸受に近づけて、使い易
い磁気軸受を提供することを、その目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、 回転軸を取囲む円筒状の固定子を設け、この固
定子は内周面に６個または４個の溝をそなえた積
層鉄心に３相または２相の励磁巻線を巻装し、回
転軸に対向する空〓面には６極または４極に着磁
された薄肉の永久磁石を貼付するとともに、 各相の励磁巻線に電流を流すと、一方の永久磁
石のつくる磁界を強め、これと180゜の位置にある
他方の永久磁石のつくる磁界を弱めるように接続
し、 これら各相の励磁巻線の電流を制御するように
構成された磁気軸受である。
（実施例） 本発明は、ステロモータ（Stero motor）や一
突極インダクタマシン等で考えられる電磁構造の
うち、固定側を電磁石とし、回転側に磁性体から
なる軸を用いて、軸偏心を電磁力で復元制御させ
る構想である。
本発明者は昭和58年10月21日に『永久磁石を用
いた電磁駆動装置』（特願昭58−197038号）を提
案出願している。
本発明は、原理的には上記提案の出願と軌を同
じくする発明であるが、電機子巻線を１層の多層
集中巻とすることにより、磁気軸受として理想的
な構成を得る手段である。
本発明の一実施例における断面を表わす正面図
を第１図に示す。
回転軸１を取囲む円筒状の固定子２は、モータ
コアのように、内周面に６個（または４個）の溝
４を設けた積層鉄心３に３相または２相の励磁巻
線５を巻装し、さらに軸１表面に対向する空〓面
には６極（または４極）に着磁された溝肉の永久
磁石６を貼付けた構造とする。
第２図は、この励磁巻線の接続法を表わす図で
ある。
巻線Ａ〜A′をＵ相、巻線Ｂ〜B′をＶ相、巻線
Ｃ〜C′をＷ相とし、・印は巻線の巻き始めを示す。
各相励磁巻線Ｕ，Ｖ，Ｗは、電流を流すと、 一方の永久磁石６のつくる磁界を強め、これと
180゜の位置にある他方の永久磁石６を弱めるよう
に接続されている。
Ｕ，Ｖ，Ｗを励磁すると、第３図のように磁界
の強い点が移動する。
ただし、＋印は＋極性の電流、−印は−極性の電
流を表わし、〇印は磁界を強め合い、〇印は磁界
は最も強く、×印は磁界を弱め合い、×印は磁界は
最も弱いというそれぞれの状態を示す。
この起磁力の強い点が軸１を吸引する。
Ｕ，Ｖ，Ｗの巻線励磁電流を３相正弦波状に位
相を連続にずらしてやれば、この軸１の吸引点も
連続的に移動する。
また、励磁電流の振幅に比例して吸引力が変わ
る。
本発明の他の実施例における正断面図を第４図
に表わし、その励磁巻線の接続図を第５図に示
す。
すべての図面において同一符号は同一もしくは
相当部分を表わす。
その動作原理は、さきの一実施例の場合に準じ
る。
さらに、本発明の別の実施例として次の手段が
考えられる。
(ア) 永久磁石６の代わりに、これと同じ極数の単
相励磁巻線を巻装した所謂インダクタレゾルバ
を設け、このレゾルバによつて軸１の軸心の固
定子２に対する偏心の方向と量を検出し、この
偏心をなくすように固定子２に巻回した３相ま
たは２相巻線５を励磁して、軸１を電磁力で吸
引制御する磁気軸受。
(イ) 永久磁石６の代わりに別の電磁コイルを巻回
し、直流で励磁する構造の磁気軸受。
(ウ) 永久磁石６の位置を励磁巻線５よりもヨーク
側に設けても、同じ特性が得られる。
(エ) 軸１の表面に積層鉄心や、電気的固有抵抗の
大きい磁性材をはめ込み、渦電流による損失の
発生を防ぎ、また渦電流による磁束立上りの遅
れ、応答性の劣化を防ぐようにした磁気軸受。
〔発明の効果〕
かくして本発明によれば、３相または２相の励
磁巻線をほどこした６個または４個の溝をそなえ
た一体ものの積層鉄心の回転軸に対向する電磁極
表面に薄肉永久磁石を貼付し、永久磁石の作る磁
界に電磁巻線の作る磁界を重畳し、電磁吸引力を
制御するようにしてあるので、 通常の直流ブラモレスモータの如く単純な構造
でかつ最短の磁路長を実現でき、消費アンペアタ
ーンの少ない小形・高剛性の能動制御形磁気軸受
を実現出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の正断面図、第２図
はその励磁巻線の接続図、第３図は励磁巻線の各
相に電流を流したときの各磁極の作用を説明する
図、第４図は本発明の他の実施例の正断面図、第
５図は励磁巻線接続図である。 １……回転軸、２……固定子、３……積層鉄
心、４……溝、５……励磁巻線、６……永久磁
石。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 回転軸を取囲む円筒状の固定子を設け、この
    固定子は、内周面に６個または４個の整数倍の溝
    を備えた積層鉄心で形成し、 この積層鉄心に３相または２相の励磁巻線を巻
    装し、 回転軸に対向する空〓面には６極または４極の
    整数倍に着磁された永久磁石を貼付するととも
    に、 各相の励磁巻線は電流を流すと、一方の永久磁
    石のつくる磁界を強め、これと180゜の位置にある
    他方の永久磁石のつくる磁界を弱めるように接続
    され、 これらの各相の励磁巻線の電流を制御し、回転
    軸を磁気浮上させるように構成されたことを特徴
    とする磁気軸受。 ２ 回転軸を取囲む円筒状の固定子を設け、この
    固定子は、内周面に６個または４個の整数倍の溝
    を備えた積層鉄心で形成し、 その積層鉄心に３相または２相の励磁巻線を巻
    装し、 回転軸に対向する空〓面には６極または４極の
    整数倍の極数の単相励磁コイルを巻回したインダ
    クタレゾルバを設けるとともに、 このインダグタレゾルバによつて回転軸の軸心
    の固定子に対する偏心の方向と量を検出し、 その偏心をなくすように固定子の３相まはた２
    相の励磁巻線を励磁し、 回転軸を電磁力で吸引制御する ことを特徴とする磁気軸受。
JP60012577A 1985-01-28 1985-01-28 磁気軸受 Granted JPS61180019A (ja)

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JP60012577A JPS61180019A (ja) 1985-01-28 1985-01-28 磁気軸受
US07/076,591 US4794290A (en) 1985-01-28 1987-07-23 Structure of active type magnetic bearing

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JPS61180019A JPS61180019A (ja) 1986-08-12
JPH0155804B2 true JPH0155804B2 (ja) 1989-11-27

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