JPH02151239A - 磁気軸受装置 - Google Patents
磁気軸受装置Info
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- JPH02151239A JPH02151239A JP30566588A JP30566588A JPH02151239A JP H02151239 A JPH02151239 A JP H02151239A JP 30566588 A JP30566588 A JP 30566588A JP 30566588 A JP30566588 A JP 30566588A JP H02151239 A JPH02151239 A JP H02151239A
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- rotating body
- magnetic bearing
- magnetic
- displacement sensor
- bearing device
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 abstract description 2
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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
- F16C32/0474—Active magnetic bearings for rotary movement
- F16C32/0485—Active magnetic bearings for rotary movement with active support of three degrees of freedom
-
- 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
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〕
本発明は回転体が比較的軽量なターボ機械等の磁気軸受
装置に関し、回転体を受動型磁気軸受装置と能動型磁気
軸受装置で支承する磁気軸受装置に関するものである。
装置に関し、回転体を受動型磁気軸受装置と能動型磁気
軸受装置で支承する磁気軸受装置に関するものである。
第３図は、従来の磁気軸受装置で支持したスピンドルの
構造を示す側断面図であり、第４図は第３図のＩ−Ｉ線
矢視断面図、第５図は第３図の■−■線矢視断面２図で
ある。
構造を示す側断面図であり、第４図は第３図のＩ−Ｉ線
矢視断面図、第５図は第３図の■−■線矢視断面２図で
ある。
第３図において、回転軸３１はケーシング３７の中央部
に配設された電動機固定子３８と電動機回転子３９を具
備する電動機Ｃによって駆動され、該回転軸３１は上記
電動機Ｃの両側に配設された２個のラジアル磁気軸受Ａ
、Ａとその一方のラジアル磁気軸受Ａに隣接したスラス
ト磁気軸受Ｂとによって支承されている。
に配設された電動機固定子３８と電動機回転子３９を具
備する電動機Ｃによって駆動され、該回転軸３１は上記
電動機Ｃの両側に配設された２個のラジアル磁気軸受Ａ
、Ａとその一方のラジアル磁気軸受Ａに隣接したスラス
ト磁気軸受Ｂとによって支承されている。
前記ラジアル磁気軸受Ａは、固定子フィル３５を備えた
ラジアル軸受固定子３３と回転軸３１に取付けられたラ
ジアル軸受ヨーク３４と半径方向変位センサー３６とか
ら構成されており、前記スラスト磁気軸受Ｂは、固定子
コイル４２を備えたスラスト軸受固定子４１と回転軸３
１に取付けられたスラスト軸受ヨーク４０とから構成さ
れている。また、図中符号３２は非常時周転がり軸受で
ある。
ラジアル軸受固定子３３と回転軸３１に取付けられたラ
ジアル軸受ヨーク３４と半径方向変位センサー３６とか
ら構成されており、前記スラスト磁気軸受Ｂは、固定子
コイル４２を備えたスラスト軸受固定子４１と回転軸３
１に取付けられたスラスト軸受ヨーク４０とから構成さ
れている。また、図中符号３２は非常時周転がり軸受で
ある。
従来の固定子磁極の配置及び変位センサーの配置は第４
図及び第５図に示すようになっており、磁気吸引力の方
向は、Ｘ方向とＹ方向の直交する２方向となり、この２
軸方向の回転軸３１の位置を第５図のようにＸ方向とＹ
方向に配設された変位センサー３６ａ、３６ｂとし、該
検出信号をもとに制御する。回転軸３１のＸ方向の制御
は、Ｘ方向の変位センサー３６ａの出力に基づき、固定
子コイル３５Ａ又は固定子コイル３５Ｂに所定の電流を
通電して、ラジアル軸受固定子３３をラジアル軸受ヨー
ク３４の間に発生する磁気吸引力によって行なう。
図及び第５図に示すようになっており、磁気吸引力の方
向は、Ｘ方向とＹ方向の直交する２方向となり、この２
軸方向の回転軸３１の位置を第５図のようにＸ方向とＹ
方向に配設された変位センサー３６ａ、３６ｂとし、該
検出信号をもとに制御する。回転軸３１のＸ方向の制御
は、Ｘ方向の変位センサー３６ａの出力に基づき、固定
子コイル３５Ａ又は固定子コイル３５Ｂに所定の電流を
通電して、ラジアル軸受固定子３３をラジアル軸受ヨー
ク３４の間に発生する磁気吸引力によって行なう。
第６図及び第７図は、それぞれ所定の電流を固定子コイ
ルに通電するための制御回路を示す回路図である。
ルに通電するための制御回路を示す回路図である。
第６図の制御回路では、バイアス用を源５３゛からの電
流と同時に半径方向の変位センサー３６からの出力を位
相補償回路５１に導き電力増幅器５３により生じる制御
電流を固定子コイル３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ，３５Ｄに
流す。
流と同時に半径方向の変位センサー３６からの出力を位
相補償回路５１に導き電力増幅器５３により生じる制御
電流を固定子コイル３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ，３５Ｄに
流す。
第７図の制御回路では、半径方向の半径方向変位センサ
ー３６からの信号を位相補償回路５１に導き、その出力
及び反転した出力に一定の電圧Ｖ、を加算し、その出力
を更に直線検波回路５２ａ、５２ｃを通して片′准源の
電力増幅器５３ａ、５３ｃに入力し固定子コイル３５Ａ
、３５Ｃに流す所定の電流を得ている。
ー３６からの信号を位相補償回路５１に導き、その出力
及び反転した出力に一定の電圧Ｖ、を加算し、その出力
を更に直線検波回路５２ａ、５２ｃを通して片′准源の
電力増幅器５３ａ、５３ｃに入力し固定子コイル３５Ａ
、３５Ｃに流す所定の電流を得ている。
しかしながら上記従来の磁気軸受装置は、その構造が複
雑であり小型の回転機械に適用する場合固定磁極の小型
化には限界があり、またその製作も困難となる。また、
電磁コイルや変位センサーの形状や配線を考えると、ケ
ーシングの機械的剛性は低下し、回転体を安定に支承す
ることが困難となる。また、小型の回転体の支承には大
きな制御力を必要としないので、制御軸を５軸とする上
記従来の磁気軸受装置は制御力が大き過ぎ不適切となる
。
雑であり小型の回転機械に適用する場合固定磁極の小型
化には限界があり、またその製作も困難となる。また、
電磁コイルや変位センサーの形状や配線を考えると、ケ
ーシングの機械的剛性は低下し、回転体を安定に支承す
ることが困難となる。また、小型の回転体の支承には大
きな制御力を必要としないので、制御軸を５軸とする上
記従来の磁気軸受装置は制御力が大き過ぎ不適切となる
。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、受動型磁気
軸受と能動型磁気軸受の組合せにより、比較的小型軽量
の回転体を、一つの固定磁極により安定に支承する小型
の磁気軸受装置を提供することにある。
軸受と能動型磁気軸受の組合せにより、比較的小型軽量
の回転体を、一つの固定磁極により安定に支承する小型
の磁気軸受装置を提供することにある。
上記課題を解決するため本発明は磁気軸受装置を、一対
以上の永久磁石の反発作用を利用し回転体に半径方向と
軸方向に塵気反発力を与える受動型磁気軸受装置と、該
回転体先端を円錐状に形成し該円錐側面に沿って均一の
空隙を設けて配置された第１．第２．第３及び第４の固
定磁極子を有するケーシングに固設した固定磁極と、該
固定磁極のそれぞれの固定磁極子に巻線された第１．第
２、第３及び第４の電磁コイルと、回転体とケーシング
の相対的半径方向位置Ｘ、Ｙと軸方向位置Ｚを検出する
変位センサーと、該変位センサー群の出力信号を補償回
路により補償した侶号Ｓ工。
以上の永久磁石の反発作用を利用し回転体に半径方向と
軸方向に塵気反発力を与える受動型磁気軸受装置と、該
回転体先端を円錐状に形成し該円錐側面に沿って均一の
空隙を設けて配置された第１．第２．第３及び第４の固
定磁極子を有するケーシングに固設した固定磁極と、該
固定磁極のそれぞれの固定磁極子に巻線された第１．第
２、第３及び第４の電磁コイルと、回転体とケーシング
の相対的半径方向位置Ｘ、Ｙと軸方向位置Ｚを検出する
変位センサーと、該変位センサー群の出力信号を補償回
路により補償した侶号Ｓ工。
ＳＹ、Ｓ、に基づき電磁コイル群に供給する電流１１＋
Ｉ！、Ｉ３．Ｉ−を加減する制御装置と具備し、回転
体の半径方向位置及び軸方向位置の両者を同時に能動的
に回転体の円錐部分で制御する能動型磁気軸受装置を具
備することを特徴とする。
Ｉ！、Ｉ３．Ｉ−を加減する制御装置と具備し、回転
体の半径方向位置及び軸方向位置の両者を同時に能動的
に回転体の円錐部分で制御する能動型磁気軸受装置を具
備することを特徴とする。
上記のように構成された磁気軸受装置において、軸方向
の支承については、受動型磁気軸受装置では永久磁石の
反発力が回転体に作用し、一方能動型磁気軸受部では固
定磁極に配設された電磁コイルに電流を供給するこによ
り、回転体の円錐部側面に垂直な磁気吸引力が発生し、
該磁気吸引力の軸方向の分力が前記反発力と反対方向に
作用することにより行なう。また、該軸方向分力を回転
体とケーシングの軸方向の相対変位を検出する変位セン
サーの出力に基づき、制御回路により制御して、回転体
を軸方向の所定の位置に安定に支承する。次に半径方向
については、受動型磁気軸受装置では、永久磁石の反発
力発生作用により、回転体を受動的に支承し、受動型磁
気軸受部では上記の現象から回転体の円錐部側面に垂直
に発生する磁気吸引力の半径方向分力を回転体とケーシ
ングの半径方向の相対変位を検出する変位センサー出力
に基づき制御回路により制御して、回転体を半径方向の
所定の位置に安定に支承する。
の支承については、受動型磁気軸受装置では永久磁石の
反発力が回転体に作用し、一方能動型磁気軸受部では固
定磁極に配設された電磁コイルに電流を供給するこによ
り、回転体の円錐部側面に垂直な磁気吸引力が発生し、
該磁気吸引力の軸方向の分力が前記反発力と反対方向に
作用することにより行なう。また、該軸方向分力を回転
体とケーシングの軸方向の相対変位を検出する変位セン
サーの出力に基づき、制御回路により制御して、回転体
を軸方向の所定の位置に安定に支承する。次に半径方向
については、受動型磁気軸受装置では、永久磁石の反発
力発生作用により、回転体を受動的に支承し、受動型磁
気軸受部では上記の現象から回転体の円錐部側面に垂直
に発生する磁気吸引力の半径方向分力を回転体とケーシ
ングの半径方向の相対変位を検出する変位センサー出力
に基づき制御回路により制御して、回転体を半径方向の
所定の位置に安定に支承する。
以下、本発明の位置実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明に係る磁気軸受装置の概略構成を示す図
で、同図（ａ）はＡ−Ａ線断面矢視図、同図（ｂ）は側
断面図である。
で、同図（ａ）はＡ−Ａ線断面矢視図、同図（ｂ）は側
断面図である。
磁気軸受装置は、図示するように、受動型磁気軸受部Ｍ
Ａと能動型磁気軸受部ＭＢとを具備する構成である。
Ａと能動型磁気軸受部ＭＢとを具備する構成である。
受動型磁気軸受部ＭＡは、回転体１にその軸方向２と角
度θ、を設けて固設された環状の永久磁石７と、ケーシ
ング２に回転体１の軸方向２と同じく角度θ、を設けて
固設された環状の永久磁石８を具備する。永久磁石７と
永久磁石８の対向する面は同極性に設定するので、該永
久磁石７と永久磁石８の間に磁気反発力Ｆｐが発生する
。該磁気反発力Ｆ、は永久磁石７と永久磁石８の対向す
る磁極面に垂直に発生するため、回転体１に働く軸方向
２の磁気反発力（磁気浮上刃）Ｆ、２は、Ｆｐｚ−Ｆｐ
Ｓ ｉ ｎθ。
度θ、を設けて固設された環状の永久磁石７と、ケーシ
ング２に回転体１の軸方向２と同じく角度θ、を設けて
固設された環状の永久磁石８を具備する。永久磁石７と
永久磁石８の対向する面は同極性に設定するので、該永
久磁石７と永久磁石８の間に磁気反発力Ｆｐが発生する
。該磁気反発力Ｆ、は永久磁石７と永久磁石８の対向す
る磁極面に垂直に発生するため、回転体１に働く軸方向
２の磁気反発力（磁気浮上刃）Ｆ、２は、Ｆｐｚ−Ｆｐ
Ｓ ｉ ｎθ。
となる。また半径方向には、
Ｆｐ＊＝ＦｐＣＯＳθ。
の磁気反発力が作用し、回転体１を受動的に支承する。
従って、角度θ、を適正に選択することで、受動型磁気
軸受部ＭＡの軸方向と半径方向の受動的軸受剛性を適正
に設定することができる。
軸受部ＭＡの軸方向と半径方向の受動的軸受剛性を適正
に設定することができる。
能動型磁気軸受部ＭＢは、回転体１の軸端部に軸方向２
と角度θえを有する円錐部が形成され、該円錐部側面と
均一な空隙をおいて、配置された第１、第２．第３．第
４の固定磁極子３ａ、３ｂ。
と角度θえを有する円錐部が形成され、該円錐部側面と
均一な空隙をおいて、配置された第１、第２．第３．第
４の固定磁極子３ａ、３ｂ。
３ｃ、３ｄを有するケーシング２に固設された固定磁極
３と、該固定磁極子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄそれぞれに
巻線された第１．第２．第３．第４のコイル４ａ、４ｂ
、４ｃ、４ｄと、ケーシング２と回転体１との半径方向
Ｘ、Ｙ及び軸方向２の相対変位を検出する変位センサー
５．．５Ｙ及び５２とを具備する。
３と、該固定磁極子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄそれぞれに
巻線された第１．第２．第３．第４のコイル４ａ、４ｂ
、４ｃ、４ｄと、ケーシング２と回転体１との半径方向
Ｘ、Ｙ及び軸方向２の相対変位を検出する変位センサー
５．．５Ｙ及び５２とを具備する。
上記構成の能動型磁気軸受部ＭＢにおいて、コイル４ａ
、４ｂ、４ｃ、４ｄに電流１．．１．、Ｉ８．■４を下
式の如く供給する。
、４ｂ、４ｃ、４ｄに電流１．．１．、Ｉ８．■４を下
式の如く供給する。
Ｉｒ＝ｃ、、＋Ｃ１，ＳＸ＋Ｃｌ５Ｚ
■、千Ｃ６ａ＋Ｃ１ａＳ工＋Ｃ＊５ｚ
Ｉｓ＝Ｃａｂ＋Ｃ＋ｂＳｖ＋ＣｚＳｚ
Ｉａ”Ｃａｂ＋ＣＩｂ５ｔ＋ＣｔＳｚ
但し、Ｃｏｔ ｌ Ｃ１ｂ＋ ｃ、、、Ｃｕｒ Ｃｚ
はそれぞれ定数であり、Ｓｔ、 Ｓｖ、 Ｓｚは後述す
る補償回路９□、 ９Ｙ、 ９１（第２図参照）からの
出力信号である。
はそれぞれ定数であり、Ｓｔ、 Ｓｖ、 Ｓｚは後述す
る補償回路９□、 ９Ｙ、 ９１（第２図参照）からの
出力信号である。
これにより回転体１の円錐部側面に磁気吸引力ＦＡが発
生する。その際前記受動型磁気軸受部ＭＡで述べたと同
様に、回転体１に作用する軸方向２の磁気吸引力ＦＡＺ
は、 ＦＡＺ＝ＦＡｓｉ ｎθＡ となる。また半径方向には、 ＦＡ友″′ＦＡＣＯ８θ。
生する。その際前記受動型磁気軸受部ＭＡで述べたと同
様に、回転体１に作用する軸方向２の磁気吸引力ＦＡＺ
は、 ＦＡＺ＝ＦＡｓｉ ｎθＡ となる。また半径方向には、 ＦＡ友″′ＦＡＣＯ８θ。
磁気吸引力が作用する。従って、この磁気吸引力ＦＡ２
．ＦＡ、を適正に制御すれば、回転体１を能動的に安定
に支承することができる。ここで、軸方向２の磁気吸引
力ＦＡＸは上記軸方向２の力ＦＰＺと反対に作用する。
．ＦＡ、を適正に制御すれば、回転体１を能動的に安定
に支承することができる。ここで、軸方向２の磁気吸引
力ＦＡＸは上記軸方向２の力ＦＰＺと反対に作用する。
第２図は能動型磁気軸受部ＭＢの制御部の構成を示す図
である。まずＹ方向の制御については、回転体１とケー
シング２のＹ方向の相対変位を検出する変位センサー５
ｙ出力を回転体１のＹ方向位置を設定する信号Ｖ Ｙ
ｌ ＃ ｒと比較し、補償回路９ｙに導き、該補償回路
９ｙの正及び負の出力信号Ｓ１をそれぞれ電力増幅器６
ａ、６ｂに導く。
である。まずＹ方向の制御については、回転体１とケー
シング２のＹ方向の相対変位を検出する変位センサー５
ｙ出力を回転体１のＹ方向位置を設定する信号Ｖ Ｙ
ｌ ＃ ｒと比較し、補償回路９ｙに導き、該補償回路
９ｙの正及び負の出力信号Ｓ１をそれぞれ電力増幅器６
ａ、６ｂに導く。
該電力増幅器６ａ、６ｂは回転体１を中心に対向して配
設された、！磁コイル４ａ、４ｂに電流１１、工、を供
給する。ここで■。、Ｖ、、は電磁フィル４ａ、４ｂに
バイアス電流を与えるための信号である。
設された、！磁コイル４ａ、４ｂに電流１１、工、を供
給する。ここで■。、Ｖ、、は電磁フィル４ａ、４ｂに
バイアス電流を与えるための信号である。
Ｘ方向の制御についてはＹ方向と同様、変位センサー５
ｘの出力を回転体１のＸ方向位置を設定する信号Ｖ ｚ
ｌ ＠ ｔと比較し、補償回路９ｘに導き、該補償回
路９ｘの正及び負の出力信号Ｓｘをそれぞれ電力増幅器
６ｃ、６ｄに導く、該電力増幅器６ｃ、６ｄは回転体１
を中心に対向した配設された、電磁コイル４ｃ、４ｄに
電流Ｉｎ、Ｉ４を供給する。ここでＶ、、、Ｖ。は１滋
コイル４ｃ、４ｄにバイアス電流を与えるための信号で
ある。
ｘの出力を回転体１のＸ方向位置を設定する信号Ｖ ｚ
ｌ ＠ ｔと比較し、補償回路９ｘに導き、該補償回
路９ｘの正及び負の出力信号Ｓｘをそれぞれ電力増幅器
６ｃ、６ｄに導く、該電力増幅器６ｃ、６ｄは回転体１
を中心に対向した配設された、電磁コイル４ｃ、４ｄに
電流Ｉｎ、Ｉ４を供給する。ここでＶ、、、Ｖ。は１滋
コイル４ｃ、４ｄにバイアス電流を与えるための信号で
ある。
軸方向Ｚの制御については、回転体１とケーシング２の
２方向の相対変位を検出する変位センサー５ｚの出力信
号を回転体１のＸ方向位置を設定する信号Ｖ Ｚ ｖ
ｅ ｒと比較し、補償回路９ｚに導く。該補償回路９ｚ
の出力信号Ｓ２はバイアス電流設定器１０に導き、上記
電磁コイル４ａ、４１）、４ｃ、４ｄにバイアス電流を
与えるための信号ｖ、Ａ、ｖ、、、ｖ、、、ｖ、、を制
御する。
２方向の相対変位を検出する変位センサー５ｚの出力信
号を回転体１のＸ方向位置を設定する信号Ｖ Ｚ ｖ
ｅ ｒと比較し、補償回路９ｚに導く。該補償回路９ｚ
の出力信号Ｓ２はバイアス電流設定器１０に導き、上記
電磁コイル４ａ、４１）、４ｃ、４ｄにバイアス電流を
与えるための信号ｖ、Ａ、ｖ、、、ｖ、、、ｖ、、を制
御する。
いま、回転体１が軸中心から〜Ｙ方向に変位すれば、回
転体１は変位センサー５ｙに接近する。
転体１は変位センサー５ｙに接近する。
該変位センサー５ｙの出力は増加して、信号ＶＹ１、ｒ
と比較された信号は正となり、補償回路９ｙの出力信号
によって電力増幅器６ａは電磁コイル４ａに供給する電
流Ｉ＋を増加し、電力増幅器６ｂは′ｒＩｔ磁コイル４
ｂに供給する電流■、を減少させ、回転体１に作用する
Ｙ方向の磁気吸引力ＦＡＩＩが発生し回転体１を軸中心
に引き戻す。回転体１が＋Ｙ方向に変位した場合は逆の
現象が発生する。また、Ｘ方向についても同様である。
と比較された信号は正となり、補償回路９ｙの出力信号
によって電力増幅器６ａは電磁コイル４ａに供給する電
流Ｉ＋を増加し、電力増幅器６ｂは′ｒＩｔ磁コイル４
ｂに供給する電流■、を減少させ、回転体１に作用する
Ｙ方向の磁気吸引力ＦＡＩＩが発生し回転体１を軸中心
に引き戻す。回転体１が＋Ｙ方向に変位した場合は逆の
現象が発生する。また、Ｘ方向についても同様である。
従って、回転体１は半径方向について、軸中心に安定に
支承される。回転体１が＋ＺＸ方向変位すれば、変位セ
ンサー５ｚの出力が増加し、各バイアス信号Ｖ ８Ａ
Ｉ Ｖ ＢＲＴ Ｖ Ｉｌｃ ＋ Ｖ ｍｏカＲ少１．
−’ｒ、上記電磁コイル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄはバイ
アス電流り、Ｉｔ、Ｉｓ、Ｂは一様に減少し、＋２方向
の磁気吸引力ＦＡＸが減少して、受動型磁気軸受部ＭＡ
で発生する軸方向分力ｐｐｚにより、信号Ｖ２゜、ｒで
設定した軸方向設定位置に押し戻される。この現象は回
転体１が一２方向に変位した場合は逆に発生する。従っ
て、回転体１はＸ方向についても安定して支承されるこ
とになる。
支承される。回転体１が＋ＺＸ方向変位すれば、変位セ
ンサー５ｚの出力が増加し、各バイアス信号Ｖ ８Ａ
Ｉ Ｖ ＢＲＴ Ｖ Ｉｌｃ ＋ Ｖ ｍｏカＲ少１．
−’ｒ、上記電磁コイル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄはバイ
アス電流り、Ｉｔ、Ｉｓ、Ｂは一様に減少し、＋２方向
の磁気吸引力ＦＡＸが減少して、受動型磁気軸受部ＭＡ
で発生する軸方向分力ｐｐｚにより、信号Ｖ２゜、ｒで
設定した軸方向設定位置に押し戻される。この現象は回
転体１が一２方向に変位した場合は逆に発生する。従っ
て、回転体１はＸ方向についても安定して支承されるこ
とになる。
以上説明したように本発明によれば、磁気軸受装置を、
一対以上の永久磁石の反発作用を利用し回：云体に半径
方向と軸方向に磁気反発力を与える受動型悪気軸受装置
と、回転体の半径方向位置及び軸方向位置の両者を同時
に能動的に回転体の円錐部分で制御する能動型磁気軸受
装置を具備する構成とするので、下記のような優れた効
果が得られる。
一対以上の永久磁石の反発作用を利用し回：云体に半径
方向と軸方向に磁気反発力を与える受動型悪気軸受装置
と、回転体の半径方向位置及び軸方向位置の両者を同時
に能動的に回転体の円錐部分で制御する能動型磁気軸受
装置を具備する構成とするので、下記のような優れた効
果が得られる。
（１）磁気軸受装置の小型化が可能と共に、小型の回転
機械への組み込みが可能となる。
機械への組み込みが可能となる。
（２）制御軸を従来の５軸から３軸に減じ、制御装置の
電力増幅器を従来の５個から２個に減じることができ、
価格を大幅に低減できると共に、装置全体を小型にでき
、且つ故障個所を減じることができる。
電力増幅器を従来の５個から２個に減じることができ、
価格を大幅に低減できると共に、装置全体を小型にでき
、且つ故障個所を減じることができる。
第１図は本発明に係る磁気軸受装置の概略構成を示す図
で、同図（ａ）はＡ−Ａ線断面矢視図、同図（ｂ）は側
断面図、第２図は能動型磁気軸受部ＭＢの制御部の構成
を示す図、第３図は従来の磁気軸受装置で支持したスピ
ンドルの構造を示ず側断面図、第４図は第３図のＩ−Ｉ
線矢視断面図、第５図は第３図のＩＩ−Ｉｔ線矢視断面
図、第６図及び第７図はそれぞれ制御回路を示す回路図
である。 図中、１・・・・回転体、２・・・・ケーシング、３ａ
、３ｂ、３ｃ、３ｄ・・・・固定磁極子、３・・・・固
定磁極、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ−・電磁コイル、５ｘ
、５ｙ、５ｚ・・・・変位センサー ６ａ。 ６ｂ、６ｃ、６ｄ・・・・電力増幅器、７・・・・永久
磁石、８・・・・永久磁石、９ｘ、９ｙ、９ｚ・・・・
補償回路、１０・・・・バイアス電流設定器。 第７図
で、同図（ａ）はＡ−Ａ線断面矢視図、同図（ｂ）は側
断面図、第２図は能動型磁気軸受部ＭＢの制御部の構成
を示す図、第３図は従来の磁気軸受装置で支持したスピ
ンドルの構造を示ず側断面図、第４図は第３図のＩ−Ｉ
線矢視断面図、第５図は第３図のＩＩ−Ｉｔ線矢視断面
図、第６図及び第７図はそれぞれ制御回路を示す回路図
である。 図中、１・・・・回転体、２・・・・ケーシング、３ａ
、３ｂ、３ｃ、３ｄ・・・・固定磁極子、３・・・・固
定磁極、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ−・電磁コイル、５ｘ
、５ｙ、５ｚ・・・・変位センサー ６ａ。 ６ｂ、６ｃ、６ｄ・・・・電力増幅器、７・・・・永久
磁石、８・・・・永久磁石、９ｘ、９ｙ、９ｚ・・・・
補償回路、１０・・・・バイアス電流設定器。 第７図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一対以上の永久磁石の反発作用を利用し回転体に半径方
向と軸方向に磁気反発力を与える受動型磁気軸受装置と
、該回転体先端を円錐状に形成し該円錐側面に沿って均
一の空隙を設けて配置された第１、第２、第３及び第４
の固定磁極子を有するケーシングに固設した固定磁極と
、該固定磁極のそれぞれの固定磁極子に巻線された第１
、第２、第３及び第４の電磁コイルと、前記回転体とケ
ーシングの相対的半径方向位置Ｘ、Ｙと軸方向位置Ｚを
検出する変位センサーと、該変位センサー群の出力信号
を補償回路により補償した信号Ｓ＿Ｘ、Ｓ＿Ｙ、Ｓ＿Ｚ
に基づき前記電磁コイル群に供給する電流Ｉ＿１、Ｉ＿
２、Ｉ＿３、Ｉ＿４を下式の如く加減する制御装置とを
具備し、前記回転体の半径方向位置及び軸方向位置の両
者を同時に能動的に該回転体の円錐部分で制御する能動
型磁気軸受装置を具備することを特徴とする磁気軸受装
置。 Ｉ＿１＝Ｃ＿０＿ａ＋Ｃ＿１＿ａＳ＿Ｘ＋Ｃ＿２Ｓ＿Ｚ
Ｉ＿２＝Ｃ＿０＿ａ＋Ｃ＿１＿ａＳ＿Ｘ＋Ｃ＿２Ｓ＿Ｚ
Ｉ＿３＝Ｃ＿０＿ｂ＋Ｃ＿１＿ｂＳ＿Ｙ＋Ｃ＿２Ｓ＿Ｚ
Ｉ＿４＝Ｃ＿０＿ｂ＋Ｃ＿１＿ｂＳ＿Ｙ＋Ｃ＿２Ｓ＿Ｚ
但し、Ｃ＿０＿ａ、Ｃ＿０＿ｂ、Ｃ＿１＿ａ、Ｃ＿１＿
ｂ、Ｃ＿２はそれぞれ定数である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30566588A JPH02151239A (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30566588A JPH02151239A (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 磁気軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02151239A true JPH02151239A (ja) | 1990-06-11 |
Family
ID=17947875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30566588A Pending JPH02151239A (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02151239A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009054562A1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-04-30 | Korea Institute Of Science And Technology | Airfoil-magnetic hybrid bearing and a control system thereof |
| CN107327487A (zh) * | 2017-08-29 | 2017-11-07 | 南京磁谷科技有限公司 | 一种倾斜磁极磁轴承的u形磁极结构 |
-
1988
- 1988-12-01 JP JP30566588A patent/JPH02151239A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009054562A1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-04-30 | Korea Institute Of Science And Technology | Airfoil-magnetic hybrid bearing and a control system thereof |
| US8772992B2 (en) | 2007-10-23 | 2014-07-08 | Korea Institute Of Science And Technology | Airfoil-magnetic hybrid bearing and a control system thereof |
| CN107327487A (zh) * | 2017-08-29 | 2017-11-07 | 南京磁谷科技有限公司 | 一种倾斜磁极磁轴承的u形磁极结构 |
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