JPH0221025A - 磁気軸受の制御装置 - Google Patents
磁気軸受の制御装置Info
- Publication number
- JPH0221025A JPH0221025A JP16934188A JP16934188A JPH0221025A JP H0221025 A JPH0221025 A JP H0221025A JP 16934188 A JP16934188 A JP 16934188A JP 16934188 A JP16934188 A JP 16934188A JP H0221025 A JPH0221025 A JP H0221025A
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- Japan
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- circuit
- rotary shaft
- pass filter
- rotating shaft
- magnetic bearing
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- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 17
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (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、磁気軸受の制御装置の改良に関する。
（従来の技術）
従来、分子ターボポンプの回転軸あるいは精密工作機械
の主軸のようにいわゆる超高速回転する回転軸の軸受と
して磁気軸受が用いられている。
の主軸のようにいわゆる超高速回転する回転軸の軸受と
して磁気軸受が用いられている。
この磁気軸受は一対の電磁石間に回転軸を磁力により浮
上保持されている。また、その浮上位置の調整は位置セ
ンサにより検出し、その検出信号を基に電磁石の励磁電
流をフィードバック制御して行われている。
上保持されている。また、その浮上位置の調整は位置セ
ンサにより検出し、その検出信号を基に電磁石の励磁電
流をフィードバック制御して行われている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記従来の磁気軸受の制御装置にあって
は、位置センサの検出信号を基にフィードバック制御す
るように構成されているが、回転軸の固有振動数を考慮
して制御していないために制御不能に陥ることがあった
。
は、位置センサの検出信号を基にフィードバック制御す
るように構成されているが、回転軸の固有振動数を考慮
して制御していないために制御不能に陥ることがあった
。
すなわち、回転軸はその固有振動数により所定の回転数
に達したときに共振現象を呈する。第４図には回転軸の
周波数特性、いわゆるスティフネスの一例が示されてい
る。この図から明らかなように所定の回転数ｆ。以上に
なるとその回転軸固有の複数の共振点を示すことを示し
ており、回転軸がこの共振点の周波数で回転されると、
その回転軸は振動し制御不能になるとともに、異常音を
発生しついには回転不能に陥ってしまう。
に達したときに共振現象を呈する。第４図には回転軸の
周波数特性、いわゆるスティフネスの一例が示されてい
る。この図から明らかなように所定の回転数ｆ。以上に
なるとその回転軸固有の複数の共振点を示すことを示し
ており、回転軸がこの共振点の周波数で回転されると、
その回転軸は振動し制御不能になるとともに、異常音を
発生しついには回転不能に陥ってしまう。
このような制御不能を回避するために制御回路にローパ
スフィルタを設けて高周波を除去した後、ノツチフィル
タで所定の周波数のゲインを低下させて共振点近傍の制
御力を弱める方法も考え゛られるが、所望の周波数帯域
でゲインを低下させる安定したノツチフィルタを簡単に
得ることは困難で、またこのようなノツチフィルタを得
ようとすると回路が複雑化し高価になり実用的でないと
いう不都合がある。
スフィルタを設けて高周波を除去した後、ノツチフィル
タで所定の周波数のゲインを低下させて共振点近傍の制
御力を弱める方法も考え゛られるが、所望の周波数帯域
でゲインを低下させる安定したノツチフィルタを簡単に
得ることは困難で、またこのようなノツチフィルタを得
ようとすると回路が複雑化し高価になり実用的でないと
いう不都合がある。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は、制御回路にＷＩ即な回路を付加するだけで共
振現象を防止することを目的として鋭意研究の結果なさ
れたもので、その構成は回転軸を浮上保持する電磁石と
、前記回転軸の半径方向の位置を検出するセンサと、該
センサの出力信号を処理する位置検出回路と、該検出回
路の位置検出信号を処理する補償回路と、該補償回路の
出力信号で前記電磁石の励磁電流を制御する電磁駆動回
路とを具備し、前記回転軸を所定位置に浮上保持するよ
うにした磁気軸受の制御装置において、前記補償回路と
電磁駆動回路との間に二次以上のローパスフィルタと比
例回路とを並列に接続するとともにこれらからの出力信
号を加算する加算回路を介在させたことを特徴とするも
のである。
振現象を防止することを目的として鋭意研究の結果なさ
れたもので、その構成は回転軸を浮上保持する電磁石と
、前記回転軸の半径方向の位置を検出するセンサと、該
センサの出力信号を処理する位置検出回路と、該検出回
路の位置検出信号を処理する補償回路と、該補償回路の
出力信号で前記電磁石の励磁電流を制御する電磁駆動回
路とを具備し、前記回転軸を所定位置に浮上保持するよ
うにした磁気軸受の制御装置において、前記補償回路と
電磁駆動回路との間に二次以上のローパスフィルタと比
例回路とを並列に接続するとともにこれらからの出力信
号を加算する加算回路を介在させたことを特徴とするも
のである。
（作用）
本発明は、補償回路からの信号が二次以上のローパスフ
ィルタおよび比例回路で並列処理されたのち加算され、
共振点以上ではゲ、インが低下し、電磁石の励磁電流の
制御力が弱められるように作用する。
ィルタおよび比例回路で並列処理されたのち加算され、
共振点以上ではゲ、インが低下し、電磁石の励磁電流の
制御力が弱められるように作用する。
（実施例）
以下、図示の実施例に基づいて説明する。
第１図は本発明装置の一実施例を示すブロック図であっ
て、１は磁気軸受本体であり、その概略は第２図に示さ
れている。すなわち、回転軸１０は所定間隔離れて対向
して設けられた電磁石１１ａ、１１ｂ間に設けられ、こ
れら電磁石１１ａ。
て、１は磁気軸受本体であり、その概略は第２図に示さ
れている。すなわち、回転軸１０は所定間隔離れて対向
して設けられた電磁石１１ａ、１１ｂ間に設けられ、こ
れら電磁石１１ａ。
１１ｂに巻回された励磁コイル１２ａ、１２ｂにより発
生する磁力で浮上保持され、さらに図示しない回転ｉ構
により回転されている。
生する磁力で浮上保持され、さらに図示しない回転ｉ構
により回転されている。
２は位置検出回路であって、回転軸１０の半径方向に所
定間隔離れて設けられた一対のセンサ１３ａ、１３ｂか
らの検出信号を入力して回転軸１０の位置を検出してい
る。このセンサ１３ａ、１３ｂは周知のインダクタンス
型センサであって、位置検出回路２ではこれら両センサ
１３ａ、１３ｂをブリッジ回路の構成要素とし、回転軸
１０の変位に対応した検出信号が補償口＃１３へ送出さ
れている。
定間隔離れて設けられた一対のセンサ１３ａ、１３ｂか
らの検出信号を入力して回転軸１０の位置を検出してい
る。このセンサ１３ａ、１３ｂは周知のインダクタンス
型センサであって、位置検出回路２ではこれら両センサ
１３ａ、１３ｂをブリッジ回路の構成要素とし、回転軸
１０の変位に対応した検出信号が補償口＃１３へ送出さ
れている。
補償回路３は従来の制御回路に該当するものであって、
図示しない基準位置信号発生器からの基準位置信号と位
置検出回路２がらの検出信号とを比較回路により比較し
て比較信号を得るとともに、この比較信号が発振しない
ように信号処理回路で信号処理されている。
図示しない基準位置信号発生器からの基準位置信号と位
置検出回路２がらの検出信号とを比較回路により比較し
て比較信号を得るとともに、この比較信号が発振しない
ように信号処理回路で信号処理されている。
信号処理回＃Ｉ３からの出力、すなわち比較信号′は二
次ローパスフィルタ４および比例回路５へ送出された後
、これらからの出力信号は加算回路６で加算された後電
磁駆動回路７へ送出される。
次ローパスフィルタ４および比例回路５へ送出された後
、これらからの出力信号は加算回路６で加算された後電
磁駆動回路７へ送出される。
二次ローパスフィルタ４は、その周波数特性が所定周波
数でそのゲ、インが立上った後急激に減少する特性を有
するとともに、−力比例回路５は比例増幅器から構成さ
れて一定のゲインを有する特性を有している。従って二
次ローパスフィルタ４と比例回！！！Ｉｉ５の信号が加
算回路６で加算された後の周波数特性、すなわちその伝
達関数は第３図に示すように表わされる。なお、この伝
達関数は回転軸１０の固有振動数である周波数ｆｏでゲ
、インが低下するように二次ローパスフィルタが調整さ
れている。
数でそのゲ、インが立上った後急激に減少する特性を有
するとともに、−力比例回路５は比例増幅器から構成さ
れて一定のゲインを有する特性を有している。従って二
次ローパスフィルタ４と比例回！！！Ｉｉ５の信号が加
算回路６で加算された後の周波数特性、すなわちその伝
達関数は第３図に示すように表わされる。なお、この伝
達関数は回転軸１０の固有振動数である周波数ｆｏでゲ
、インが低下するように二次ローパスフィルタが調整さ
れている。
電磁駆動回路７は従来と同様に比較信号に応じて励磁コ
イル１２ａ、１２ｂへ励磁電流を供給するように構成さ
れている。従って、励磁電流制御は第３図の伝達関数か
ら明らかなように、回転軸１０の固有振動数ｆｏ以上で
はゲインが低下するため、その制御割合は低下し、回転
軸１０の共振を効果的に防止することができる。
イル１２ａ、１２ｂへ励磁電流を供給するように構成さ
れている。従って、励磁電流制御は第３図の伝達関数か
ら明らかなように、回転軸１０の固有振動数ｆｏ以上で
はゲインが低下するため、その制御割合は低下し、回転
軸１０の共振を効果的に防止することができる。
また、電磁石駆動回路７がスイッチングレギエレータか
ら構成されて電圧制御される場合は、二次ローパスフィ
ルタ４で高周波ノイズが除去されるため、回転軸の異常
振動のない効果的な制御を行うことができる。このため
本特許請求の範囲の励磁電流の制御というときはこのよ
うに電圧制御も含むと理解しなければならない。
ら構成されて電圧制御される場合は、二次ローパスフィ
ルタ４で高周波ノイズが除去されるため、回転軸の異常
振動のない効果的な制御を行うことができる。このため
本特許請求の範囲の励磁電流の制御というときはこのよ
うに電圧制御も含むと理解しなければならない。
なお、上述した実施例ではローパスフィルタを二次ロー
パスフィルタとしたがこれの代わりに三次またはそれ以
上のローパスフィルタを用いるようにしても良い。
パスフィルタとしたがこれの代わりに三次またはそれ以
上のローパスフィルタを用いるようにしても良い。
（効果）
本発明は、上述のように制御回路に二次以上のローパス
フィルタと比例回路を並列に接続して処理した後加算す
るように構成したので、回転軸の共振点以上の励磁電流
制御力を弱め、発振のない円滑な回転軸制御ができる効
果がある。
フィルタと比例回路を並列に接続して処理した後加算す
るように構成したので、回転軸の共振点以上の励磁電流
制御力を弱め、発振のない円滑な回転軸制御ができる効
果がある。
第１図は本発明装置の一例を示すブロック図、第２図は
磁気軸受本体の該略図、第３図は加算回路の伝達関数を
示すグラフおよび第４図は回転軸の周波数特性を示すグ
ラフである。 １・・・磁気軸受本体 ２・・・位置検出回路 ３・・・補償回路 ４・・・二次ローパスフィルタ ５・・・比例回路 ６・・・加算回路 ７・・・電磁駆動回路 １０・・・回転軸 １１ａ、 １１ｂ−電磁石 １３ａ、１３ｂ・−センサ
磁気軸受本体の該略図、第３図は加算回路の伝達関数を
示すグラフおよび第４図は回転軸の周波数特性を示すグ
ラフである。 １・・・磁気軸受本体 ２・・・位置検出回路 ３・・・補償回路 ４・・・二次ローパスフィルタ ５・・・比例回路 ６・・・加算回路 ７・・・電磁駆動回路 １０・・・回転軸 １１ａ、 １１ｂ−電磁石 １３ａ、１３ｂ・−センサ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、回転軸を浮上保持する電磁石と、前記回転軸の半径
方向の位置を検出するセンサと、該センサの出力信号を
処理する位置検出回路と、該検出回路の位置検出信号を
処理する補償回路と、該補償回路の出力信号で前記電磁
石の励磁電流を制御する電磁駆動回路とを具備し、前記
回転軸を所定位置に浮上保持するようにした磁気軸受の
制御装置において、 前記補償回路と電磁駆動回路との間に二次以上のローパ
スフィルタと比例回路とを並列に接続するとともにこれ
らからの出力信号を加算する加算回路を介在させたこと
を特徴とする磁気軸受の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16934188A JPH0221025A (ja) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | 磁気軸受の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16934188A JPH0221025A (ja) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | 磁気軸受の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0221025A true JPH0221025A (ja) | 1990-01-24 |
Family
ID=15884764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16934188A Pending JPH0221025A (ja) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | 磁気軸受の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0221025A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016031369A (ja) * | 2014-07-28 | 2016-03-07 | エスカエフ・マニュティック・メシャトロニク | アクティブ磁気軸受の改良された位置検出装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62258221A (ja) * | 1986-05-02 | 1987-11-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 磁気軸受の制御方式 |
| JPS63140639A (ja) * | 1986-12-03 | 1988-06-13 | Seiko Seiki Co Ltd | 磁気軸受制御装置 |
-
1988
- 1988-07-07 JP JP16934188A patent/JPH0221025A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62258221A (ja) * | 1986-05-02 | 1987-11-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 磁気軸受の制御方式 |
| JPS63140639A (ja) * | 1986-12-03 | 1988-06-13 | Seiko Seiki Co Ltd | 磁気軸受制御装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016031369A (ja) * | 2014-07-28 | 2016-03-07 | エスカエフ・マニュティック・メシャトロニク | アクティブ磁気軸受の改良された位置検出装置 |
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