JPH0314084B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0314084B2 JPH0314084B2 JP57193223A JP19322382A JPH0314084B2 JP H0314084 B2 JPH0314084 B2 JP H0314084B2 JP 57193223 A JP57193223 A JP 57193223A JP 19322382 A JP19322382 A JP 19322382A JP H0314084 B2 JPH0314084 B2 JP H0314084B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- equivalent
- electromagnet
- rotating body
- coil
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 12
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 5
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 4
- 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 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 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
- F16C32/0459—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
- 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
- F16C32/048—Active magnetic bearings for rotary movement with active support of two degrees of freedom, e.g. radial magnetic bearings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、磁気軸受に用いる径方向電磁石に関
するものである。
するものである。
従来から用いられている径方向電磁石を第1図
に示す。この図は、磁気軸受の径方向電磁石の回
転体回転軸に垂直な断面図である。1で示す部分
が回転体部であり、2で示す部分が固定子部であ
る。A1方向が+Y制御軸方向、A′1方向が−Y制
御軸方向、B1方向が+X制御軸方向、B′1方向が
−X制御方向である。ここでたとえば、回転体部
1がA1方向に移動した場合、コイルC′1に流す電
流を増加させ、コイルC1に流す電流を減少させ
て、回転体部1を中心に引き戻す。逆に回転体部
1がA′1方向に移動した場合は、コイルC1に流す
電流を増加させ、コイルC′1に流す電流を減少さ
せて、回転体部1を中心に引き戻す。B1,B′1方
向への移動に対しても同様にコイルC2,C′2に流
す電流を増減させて回転体部1を中心に引き戻
す。
に示す。この図は、磁気軸受の径方向電磁石の回
転体回転軸に垂直な断面図である。1で示す部分
が回転体部であり、2で示す部分が固定子部であ
る。A1方向が+Y制御軸方向、A′1方向が−Y制
御軸方向、B1方向が+X制御軸方向、B′1方向が
−X制御方向である。ここでたとえば、回転体部
1がA1方向に移動した場合、コイルC′1に流す電
流を増加させ、コイルC1に流す電流を減少させ
て、回転体部1を中心に引き戻す。逆に回転体部
1がA′1方向に移動した場合は、コイルC1に流す
電流を増加させ、コイルC′1に流す電流を減少さ
せて、回転体部1を中心に引き戻す。B1,B′1方
向への移動に対しても同様にコイルC2,C′2に流
す電流を増減させて回転体部1を中心に引き戻
す。
このような従来の径方向用電磁石では、たとえ
ば重力方向Gが第1図に示すようにB′1方向とA′1
方向の間にあるような場合、平衡状態において、
どうしても定常的にコイルC1,C2に電流を流さ
なければならないので、発熱、消費電力が大きく
なるという問題がある。また磁気軸受のバネ定数
を大きくしようとすると、コイルC1,C′1,C2,
C′2すべてにバイアス電流を流す必要があり、そ
の場合においては、更に発熱、消費電力が増大す
る。
ば重力方向Gが第1図に示すようにB′1方向とA′1
方向の間にあるような場合、平衡状態において、
どうしても定常的にコイルC1,C2に電流を流さ
なければならないので、発熱、消費電力が大きく
なるという問題がある。また磁気軸受のバネ定数
を大きくしようとすると、コイルC1,C′1,C2,
C′2すべてにバイアス電流を流す必要があり、そ
の場合においては、更に発熱、消費電力が増大す
る。
本発明は、上記欠点を考慮して発熱、消費電力
の低減をめざしたものである。第2図は、その構
造例の回転体回転軸に垂直な断面図である。図中
の記号は、第1図と同様である。
の低減をめざしたものである。第2図は、その構
造例の回転体回転軸に垂直な断面図である。図中
の記号は、第1図と同様である。
第2図に従つてその構造と原理を説明する。3
固定子側電磁石で4個の同形の部品から構成され
ている。この4個の部品を4の固定子側電磁石固
定部に圧入等の方法により固定し、固定子側電磁
石3の位置決めをする。こうする事により、従来
第1図に示すように電磁石の固定側が一体ででき
ているため、コイルを直接それに巻きにくかつた
のが、容易に直接コイルを巻く事が可能になると
いう副次的効果もでてくる。5は永久磁石で、こ
れによつてバイアスカ(磁束)を発生させる。6
は、バイアスカ(磁束)調整用可変磁気抵抗部で
あり、可動軟磁性体7を3の固定子側電磁石に近
づけたり、遠ざけたりできるような構造になつて
いる。
固定子側電磁石で4個の同形の部品から構成され
ている。この4個の部品を4の固定子側電磁石固
定部に圧入等の方法により固定し、固定子側電磁
石3の位置決めをする。こうする事により、従来
第1図に示すように電磁石の固定側が一体ででき
ているため、コイルを直接それに巻きにくかつた
のが、容易に直接コイルを巻く事が可能になると
いう副次的効果もでてくる。5は永久磁石で、こ
れによつてバイアスカ(磁束)を発生させる。6
は、バイアスカ(磁束)調整用可変磁気抵抗部で
あり、可動軟磁性体7を3の固定子側電磁石に近
づけたり、遠ざけたりできるような構造になつて
いる。
簡単のためにB1方向に関係する部分に限定し
て等価磁気回路第3図を用いて、その動作原理を
説明する。
て等価磁気回路第3図を用いて、その動作原理を
説明する。
第3図において永久磁石5の等価起磁力を
Em、その等価内部磁気抵抗をrm、バイアスカ
(磁束)調整用可変磁気抵抗部6の等価可変磁気
抵抗をRv、コイルC2の等価可変起磁力をEv、回
転体部1と固定子側電磁石3との空隙g1,g2を合
計した等価磁気抵抗をRg,空隙g1,g2を流れる
磁束に対応するRgを流れる等価電流をIgで表現
する。
Em、その等価内部磁気抵抗をrm、バイアスカ
(磁束)調整用可変磁気抵抗部6の等価可変磁気
抵抗をRv、コイルC2の等価可変起磁力をEv、回
転体部1と固定子側電磁石3との空隙g1,g2を合
計した等価磁気抵抗をRg,空隙g1,g2を流れる
磁束に対応するRgを流れる等価電流をIgで表現
する。
この等価磁気回路より、空隙g1,g2を通る磁束
に比例する等価電流Igを求めると(1)式のようにな
る。
に比例する等価電流Igを求めると(1)式のようにな
る。
Ig=1/Rg+rm/1+rm/Rv(Ev+Em
(1−rm/rm+Rv)) −(1)
Rvが零と無限大の時のIgを求めると(2),(3)式
のようになる。
のようになる。
lim
Rv→∝Ig=1/Rg+rm(Ev+Em) −(2)
lim
Rv→OIg=Ev/Rg −(3)
今、コイルC2に電流を流していない時、即ち
Evが零の時を考えると、式(1),(2)、(3)よりRvを
零から無限大まで変化されるとIgは零からEm/
Rg+rmまで変化する。従つて、バイアスカ(磁
束)調整用可変磁気抵抗部6の可動軟磁性体7を
固定子側電磁石3に近づけたり、遠ざけたりする
事で、等価可変磁気抵抗Rvを増減し、任意にIg、
即ちバイアスカ(磁束)を調節する事ができる。
そして制御の方は、従来と同様にコイルC2に流
す電流を増減させて、等価可変起磁力Evを変化
させ、そうする事によつて空隙g1,g2を通る磁束
(Igに比例)を変化させて、回転体部1を吸引す
る力を調節して行なう。A1,A′1,B′1方向も同
様である。従つて、平衡状態において、回転体重
量やその他電磁石製造上のバラツキによつて生じ
る設定すべきバイアスカ(磁束)のバラツキは、
可変磁気抵抗部6を適当に調節する事で対応でき
るので、コイルへの定常電流をほとんど零にする
事が可能となる。即ち、この方式の径方向電磁石
にすれば、定常コイル電流による発熱、消費電力
をほとんど零にする事ができる。
Evが零の時を考えると、式(1),(2)、(3)よりRvを
零から無限大まで変化されるとIgは零からEm/
Rg+rmまで変化する。従つて、バイアスカ(磁
束)調整用可変磁気抵抗部6の可動軟磁性体7を
固定子側電磁石3に近づけたり、遠ざけたりする
事で、等価可変磁気抵抗Rvを増減し、任意にIg、
即ちバイアスカ(磁束)を調節する事ができる。
そして制御の方は、従来と同様にコイルC2に流
す電流を増減させて、等価可変起磁力Evを変化
させ、そうする事によつて空隙g1,g2を通る磁束
(Igに比例)を変化させて、回転体部1を吸引す
る力を調節して行なう。A1,A′1,B′1方向も同
様である。従つて、平衡状態において、回転体重
量やその他電磁石製造上のバラツキによつて生じ
る設定すべきバイアスカ(磁束)のバラツキは、
可変磁気抵抗部6を適当に調節する事で対応でき
るので、コイルへの定常電流をほとんど零にする
事が可能となる。即ち、この方式の径方向電磁石
にすれば、定常コイル電流による発熱、消費電力
をほとんど零にする事ができる。
第1図は、従来の径方向電磁石の回転体回転軸
に垂直な断面図、第2図は、本発明の径方向電磁
石の回転体回転軸に垂直な断面図、第3図は、
B1方向に関係する部分の等価磁気回路である。 1……回転体部、2……固定子部、3……固定
子側電磁石、4……固定子側電磁石固定部、5…
…永久磁石、6……バイアスカ(磁束)調整用可
変磁気抵抗部、7……可動軟磁性体、A1……+
Y制御軸方向、A′1……−Y制御軸方向、B1……
+X制御軸方向、B′1……X制御軸方向、C1,
C′1,C2,C′2……コイル、g1,g2……回転体部と
固定子側電磁石間の空隙、G……重力方向、Em
……等価起磁力、rm……等価内部磁気抵抗、Rv
……等価可変磁気抵抗、Ev……等価可変起磁力、
Rg……等価磁気抵抗、Ig……等価電流。
に垂直な断面図、第2図は、本発明の径方向電磁
石の回転体回転軸に垂直な断面図、第3図は、
B1方向に関係する部分の等価磁気回路である。 1……回転体部、2……固定子部、3……固定
子側電磁石、4……固定子側電磁石固定部、5…
…永久磁石、6……バイアスカ(磁束)調整用可
変磁気抵抗部、7……可動軟磁性体、A1……+
Y制御軸方向、A′1……−Y制御軸方向、B1……
+X制御軸方向、B′1……X制御軸方向、C1,
C′1,C2,C′2……コイル、g1,g2……回転体部と
固定子側電磁石間の空隙、G……重力方向、Em
……等価起磁力、rm……等価内部磁気抵抗、Rv
……等価可変磁気抵抗、Ev……等価可変起磁力、
Rg……等価磁気抵抗、Ig……等価電流。
Claims (1)
- 1 磁気軸受に用いられ、バイアス磁束を発生す
るための永久磁石を有する径方向電磁石におい
て、前記電磁石の磁気回路内に、前記永久磁石に
よるバイアス磁束を調整するための可変磁気抵抗
部を有することを特徴とする磁気軸受用低消費電
力径方向電磁石。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57193223A JPS5983829A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 磁気軸受用低消費電力径方向電磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57193223A JPS5983829A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 磁気軸受用低消費電力径方向電磁石 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5983829A JPS5983829A (ja) | 1984-05-15 |
JPH0314084B2 true JPH0314084B2 (ja) | 1991-02-26 |
Family
ID=16304359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57193223A Granted JPS5983829A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 磁気軸受用低消費電力径方向電磁石 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5983829A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0830496B2 (ja) * | 1986-02-07 | 1996-03-27 | 株式会社日立製作所 | 磁気軸受 |
JP4786297B2 (ja) | 2005-10-28 | 2011-10-05 | 株式会社イワキ | ハイブリッド型磁気軸受 |
JP5074350B2 (ja) * | 2008-10-29 | 2012-11-14 | 公益財団法人大分県産業創造機構 | 磁気軸受 |
JP2021143640A (ja) * | 2020-03-12 | 2021-09-24 | Ntn株式会社 | 低温流体用ポンプおよび低温流体移送装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5754718A (en) * | 1980-09-17 | 1982-04-01 | Natl Aerospace Lab | Method of avoiding resonance of rotor supported by mangetic bearing |
JPS5765416A (en) * | 1980-10-09 | 1982-04-21 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Control circuit system for magnetic bearing |
-
1982
- 1982-11-02 JP JP57193223A patent/JPS5983829A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5754718A (en) * | 1980-09-17 | 1982-04-01 | Natl Aerospace Lab | Method of avoiding resonance of rotor supported by mangetic bearing |
JPS5765416A (en) * | 1980-10-09 | 1982-04-21 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Control circuit system for magnetic bearing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5983829A (ja) | 1984-05-15 |
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