JPH02102918A - 磁気軸受装置 - Google Patents
磁気軸受装置Info
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- JPH02102918A JPH02102918A JP63254620A JP25462088A JPH02102918A JP H02102918 A JPH02102918 A JP H02102918A JP 63254620 A JP63254620 A JP 63254620A JP 25462088 A JP25462088 A JP 25462088A JP H02102918 A JPH02102918 A JP H02102918A
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- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
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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
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- 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
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
- F04D19/048—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps comprising magnetic bearings
-
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- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/051—Axial thrust balancing
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- F16C32/0448—Determination of the actual position of the moving member, e.g. details of sensors by using the electromagnet itself as sensor, e.g. sensorless magnetic bearings
-
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は磁気軸受装置に関するものであって、この発
明の目的は、制御電流による制御特性を向上し得ると共
に、アーマチャーディスクの変位による不平衡バネ定数
を小さくでき、しかも構造簡素な磁気軸受装置を提供す
ることにある。
明の目的は、制御電流による制御特性を向上し得ると共
に、アーマチャーディスクの変位による不平衡バネ定数
を小さくでき、しかも構造簡素な磁気軸受装置を提供す
ることにある。
以下にこの発明の磁気軸受装置の具体的な実施例につい
て、図面を参照しつつ詳細に説明する。
て、図面を参照しつつ詳細に説明する。
第1図において、lは回転主軸であって、この回転主軸
lにはアーマチャーディスク2が、一体回転可能に取着
されている。このアーマチャーディスク2を挟んで、軸
方向の両側の位置には、対の軸受要素3.3が配置され
ている。各軸受要素3は、永久磁石4の両磁極面に一対
の磁極片5.6を取着した構造のもので、各磁極片5.
6はアーマチャーディスク2と平行に延びる部分と、こ
の部分からアーマチャーディスク2に近接する位置まで
延びる先端部分とを有している。そして上記一対の磁極
片5.6間の位置において、上記永久磁石4よりも先端
側に制御コイル7が配置され、この制御itコイル7よ
りもさらに先端側にセンサーコイル8が配置されている
。なおこのセンサーコイル8は、上記制御コイル7と同
方向に巻かれているものとする。
lにはアーマチャーディスク2が、一体回転可能に取着
されている。このアーマチャーディスク2を挟んで、軸
方向の両側の位置には、対の軸受要素3.3が配置され
ている。各軸受要素3は、永久磁石4の両磁極面に一対
の磁極片5.6を取着した構造のもので、各磁極片5.
6はアーマチャーディスク2と平行に延びる部分と、こ
の部分からアーマチャーディスク2に近接する位置まで
延びる先端部分とを有している。そして上記一対の磁極
片5.6間の位置において、上記永久磁石4よりも先端
側に制御コイル7が配置され、この制御itコイル7よ
りもさらに先端側にセンサーコイル8が配置されている
。なおこのセンサーコイル8は、上記制御コイル7と同
方向に巻かれているものとする。
上記磁気軸受装置においては、磁極片5.6の先端側に
第1及び第2空隙11,12が、また磁極片5.6の基
端側に漏れ磁路13がそれぞれ形成されることになるが
、その等価回路を第2図に示す。同図において、EOは
永久磁石4の起磁力、ROは永久磁石4の内部磁気抵抗
、RLは漏れ磁束用磁気抵抗、R1は第1空隙11用磁
気抵抗、R2は第2空隙用磁気抵抗をそれぞれ示してい
る。
第1及び第2空隙11,12が、また磁極片5.6の基
端側に漏れ磁路13がそれぞれ形成されることになるが
、その等価回路を第2図に示す。同図において、EOは
永久磁石4の起磁力、ROは永久磁石4の内部磁気抵抗
、RLは漏れ磁束用磁気抵抗、R1は第1空隙11用磁
気抵抗、R2は第2空隙用磁気抵抗をそれぞれ示してい
る。
上記においてアーマチャーディスク2の変位による不平
衡バネ定数は、 1 / E 1 + (RO/(1+RO/R1)(R
1+R2) ) 1に比例する。
衡バネ定数は、 1 / E 1 + (RO/(1+RO/R1)(R
1+R2) ) 1に比例する。
また制御力は、
EO・Nl/R
R= (R1+R2)”(1+RO/RL) +2RQ
(R1+R2)十RO”/(1+R2/RL) に比例する。したがって RL=RO(R1+R2)/ (RO−(R1+R2)
)= RO/ (a −1) 〔ただし、RO=a (R1+ R2) )の時に最大
となる。
(R1+R2)十RO”/(1+R2/RL) に比例する。したがって RL=RO(R1+R2)/ (RO−(R1+R2)
)= RO/ (a −1) 〔ただし、RO=a (R1+ R2) )の時に最大
となる。
以上のように、永久磁石4のNS極面間隔を長くしl、
内部磁気抵抗ROを大きくシ(例えば、上記磁極片5.
6を軟磁性体にて構成する)、制御コイル7の磁路の磁
気抵抗を、永久磁石4の漏れ磁路を作ることによって最
適化し、また永久磁石4よりも先端側に制御コイル7を
配置することによって、制御電流による制御特性を向上
し得ると共に、アーマチャーディスクの変位による不平
衡バネ定数を小さくでき、しかもその構成を簡素化する
ことが可能となる。
内部磁気抵抗ROを大きくシ(例えば、上記磁極片5.
6を軟磁性体にて構成する)、制御コイル7の磁路の磁
気抵抗を、永久磁石4の漏れ磁路を作ることによって最
適化し、また永久磁石4よりも先端側に制御コイル7を
配置することによって、制御電流による制御特性を向上
し得ると共に、アーマチャーディスクの変位による不平
衡バネ定数を小さくでき、しかもその構成を簡素化する
ことが可能となる。
第3図には変位検出センサーの変位検出原理図を示す。
この場合の変位検出センサーは、センサーコイル8とア
ーマチャーディスク2(磁性体)とで構成されており、
コイル8には高周波(略50KHz )電流を流しであ
る。コイル8とアーマチャーディスク2との距離が変化
すると、コイル8のインダクタンスが変化し、コイル8
に印加しである高周波が振幅変調されることになるため
、この変調骨を変位として検出するのである。検出回路
は2個のインピーダンスzo、zoと、2個のセンサー
コイルL1、L2でブリッジを構成して変化分を差動検
出した後、検波回路で変位信号を取り出すようにしてい
る。
ーマチャーディスク2(磁性体)とで構成されており、
コイル8には高周波(略50KHz )電流を流しであ
る。コイル8とアーマチャーディスク2との距離が変化
すると、コイル8のインダクタンスが変化し、コイル8
に印加しである高周波が振幅変調されることになるため
、この変調骨を変位として検出するのである。検出回路
は2個のインピーダンスzo、zoと、2個のセンサー
コイルL1、L2でブリッジを構成して変化分を差動検
出した後、検波回路で変位信号を取り出すようにしてい
る。
制御コイル7とセンサーコイル8とを複合させたときの
ノイズに関しては、吸引力を強める方の制御コイル7は
強い磁界を発生させるが、センサーコイル8とアーマチ
ャーディスク2との距離が離れているため、サンサーコ
イル8のインダクタンスの変化分はある値とはなるもの
の、極端には大きくならない。一方、吸引力を弱める側
の制御コイル7は、発生する磁界は弱いが、センサーコ
イル8とアーマチャーディスク2との距離が短(、サン
サーコイル8のインダクタンスの変化分は上記の「ある
値」と略同じ値になる。したがって、このように差動検
出方式を採用すれば、上記変化分は互いにキャンセルさ
れ、変位成分としては検出されず、精度の良い変位検出
をなし得ることになる。
ノイズに関しては、吸引力を強める方の制御コイル7は
強い磁界を発生させるが、センサーコイル8とアーマチ
ャーディスク2との距離が離れているため、サンサーコ
イル8のインダクタンスの変化分はある値とはなるもの
の、極端には大きくならない。一方、吸引力を弱める側
の制御コイル7は、発生する磁界は弱いが、センサーコ
イル8とアーマチャーディスク2との距離が短(、サン
サーコイル8のインダクタンスの変化分は上記の「ある
値」と略同じ値になる。したがって、このように差動検
出方式を採用すれば、上記変化分は互いにキャンセルさ
れ、変位成分としては検出されず、精度の良い変位検出
をなし得ることになる。
いまここで、
Ll、L2:センサコイルのインダクタンスzOニブリ
ッジの基準インピーダンス μ:空隙の透磁率 S:磁心の断面積 N:コイルの巻数 xO:平衡点でのセンサターゲットの距離x:xOから
の変位 −:コイル印加電圧ν0の角周波数 とそれぞれすると、ブリッジの出力電圧■は、■=ν0
(j匈L2−j軸Ll) / 2 (jwL1+j賀L
2)=VO(L2−Ll) /2 (L1+L2)とな
る。
ッジの基準インピーダンス μ:空隙の透磁率 S:磁心の断面積 N:コイルの巻数 xO:平衡点でのセンサターゲットの距離x:xOから
の変位 −:コイル印加電圧ν0の角周波数 とそれぞれすると、ブリッジの出力電圧■は、■=ν0
(j匈L2−j軸Ll) / 2 (jwL1+j賀L
2)=VO(L2−Ll) /2 (L1+L2)とな
る。
そこで
L1=μSN”/2 (に0−X)
=a/(xo−x)
L2= u SN”/ 2 (xO+ x )= a
/ (xO+ x ) と仮定すると、 V=−VO・x / 2 XO となり、したがって変位に比例した電気信号を得ること
が可能となる。なお■は、数10KHzの高周波電圧で
あり、その振幅が変位に比例することから、検波によっ
て高周波成分を除去することにより変位信号の出力が可
能となる。
/ (xO+ x ) と仮定すると、 V=−VO・x / 2 XO となり、したがって変位に比例した電気信号を得ること
が可能となる。なお■は、数10KHzの高周波電圧で
あり、その振幅が変位に比例することから、検波によっ
て高周波成分を除去することにより変位信号の出力が可
能となる。
以上のように上記した軸方向変位検出機構によれば、セ
ンサーコイル8の磁路を、制御コイル7の磁路と共通に
しであることから、省スペースを図ることが可能となる
。また上記のような差動検出機構を採用すれば、アーマ
チャーディスク2が両軸受要素3.3の中央に位置する
ときにセンサー出力が零となるため、個々の構造体によ
るバラツキを低減し得るし、また変位に対してリニアニ
なセンサー出力を得ることが可能となる。
ンサーコイル8の磁路を、制御コイル7の磁路と共通に
しであることから、省スペースを図ることが可能となる
。また上記のような差動検出機構を採用すれば、アーマ
チャーディスク2が両軸受要素3.3の中央に位置する
ときにセンサー出力が零となるため、個々の構造体によ
るバラツキを低減し得るし、また変位に対してリニアニ
なセンサー出力を得ることが可能となる。
この発明の磁気軸受装置は上記のように構成されたもの
であり、そのためこの発明の磁気軸受装置においては、
制御電流による制御特性を向上し得ると共に、アーマチ
ャーディスクの変位による不平衡バネ定数を小さくでき
、しかもその構成を簡素化することが可能となる。
であり、そのためこの発明の磁気軸受装置においては、
制御電流による制御特性を向上し得ると共に、アーマチ
ャーディスクの変位による不平衡バネ定数を小さくでき
、しかもその構成を簡素化することが可能となる。
第1図はこの発明の磁気軸受装置の一実施例を示す縦断
面図、第2図は上記装置の等価回路図、第3図は変位検
出センサーの作動原理図である。 1・・・回転主軸、2・・・アーマチャーディスク、3
・・・軸受要素、4・・・永久磁石、5.6・・・磁極
片、7・・・制御コイル、8・・・センサーコイル。
面図、第2図は上記装置の等価回路図、第3図は変位検
出センサーの作動原理図である。 1・・・回転主軸、2・・・アーマチャーディスク、3
・・・軸受要素、4・・・永久磁石、5.6・・・磁極
片、7・・・制御コイル、8・・・センサーコイル。
Claims (1)
- 1、回転主軸に取着されたアーマチャーディスクの軸方
向両側に一対の軸受要素を配置して成り、上記各軸受要
素は、永久磁石の両磁極面に一対の磁極片を取着すると
共に、この磁極片の先端側を上記アーマチャーディスク
に近接して配置し、さらに上記永久磁石よりも先端側の
位置において、上記磁極片間に制御用コイルを配置して
成る磁気軸受装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63254620A JP3041342B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 磁気軸受装置 |
EP89118608A EP0362882B1 (en) | 1988-10-07 | 1989-10-06 | Magnetic bearing device |
DE68912491T DE68912491T2 (de) | 1988-10-07 | 1989-10-06 | Magnetlager. |
KR1019890014498A KR0157967B1 (ko) | 1988-10-07 | 1989-10-07 | 마그네틱 베어링 장치 |
US07/560,456 US5068558A (en) | 1988-10-07 | 1990-07-27 | Magnetic bearing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63254620A JP3041342B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 磁気軸受装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02102918A true JPH02102918A (ja) | 1990-04-16 |
JP3041342B2 JP3041342B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=17267563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63254620A Expired - Fee Related JP3041342B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 磁気軸受装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5068558A (ja) |
EP (1) | EP0362882B1 (ja) |
JP (1) | JP3041342B2 (ja) |
KR (1) | KR0157967B1 (ja) |
DE (1) | DE68912491T2 (ja) |
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FR2729722B1 (fr) * | 1995-01-20 | 1997-04-18 | Aerospatiale | Palier magnetique a actionneur incorporant son capteur |
GB9603966D0 (en) * | 1996-02-24 | 1996-04-24 | Glacier Metal Co Ltd | Rotor arrangement including axial displacement rate transducer |
US6008558A (en) * | 1998-09-17 | 1999-12-28 | Sundstrand Corporation | L-shaped magnetic thrust bearing |
FR2785734A1 (fr) | 1998-11-05 | 2000-05-12 | Aerospatiale | Dispositif magnetique pour corps tournant et ensemble mecanique le comportant |
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KR100666317B1 (ko) * | 1999-12-15 | 2007-01-09 | 삼성전자주식회사 | 구동 신호 인가시점 결정모듈, 이를 포함한 액정표시패널어셈블리 및 액정표시패널 어셈블리의 구동 방법 |
JP2001352114A (ja) * | 2000-06-08 | 2001-12-21 | Ebara Corp | エキシマレーザ装置用磁気軸受装置 |
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US6686657B1 (en) | 2000-11-07 | 2004-02-03 | Eaglestone Partners I, Llc | Interposer for improved handling of semiconductor wafers and method of use of same |
US6524885B2 (en) * | 2000-12-15 | 2003-02-25 | Eaglestone Partners I, Llc | Method, apparatus and system for building an interposer onto a semiconductor wafer using laser techniques |
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