JPH03231315A - 磁気軸受の制御装置 - Google Patents
磁気軸受の制御装置Info
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- JPH03231315A JPH03231315A JP2750490A JP2750490A JPH03231315A JP H03231315 A JPH03231315 A JP H03231315A JP 2750490 A JP2750490 A JP 2750490A JP 2750490 A JP2750490 A JP 2750490A JP H03231315 A JPH03231315 A JP H03231315A
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- JP
- Japan
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- magnetic bearing
- filter
- circuit
- voltage control
- driving part
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- Pending
Links
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 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
- F16C32/0444—Details of devices to control the actuation of the electromagnets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Control Of Position Or Direction (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、５自由度制御型磁気軸受の制御装置に関する
ものである。
ものである。
従来の技術
近年、５自由度制御型磁気軸受を用いて敵方ｒｐｍある
いはそれ以上の高速回転を行わせる工作機械主軸が実用
化されているもこれらの主軸に使用される５自由度制御
型磁気軸受は、２個のラジアル磁気軸受と１個のスラス
ト磁気軸受により構成される。第６図従来例構成図に示
すようにラジアル磁気軸受は、一般に、主軸の軸線に直
角なＸＹ平面のＸ軸周およびＹ軸周の２組みの電磁石２
ａ。
いはそれ以上の高速回転を行わせる工作機械主軸が実用
化されているもこれらの主軸に使用される５自由度制御
型磁気軸受は、２個のラジアル磁気軸受と１個のスラス
ト磁気軸受により構成される。第６図従来例構成図に示
すようにラジアル磁気軸受は、一般に、主軸の軸線に直
角なＸＹ平面のＸ軸周およびＹ軸周の２組みの電磁石２
ａ。
２ｂ、３ａ、３ｂとＸ軸位置センサ４ａ、４ｂおよびＹ
軸位置センサ４Ｃとからなる。これらの各位置センサ４
ａ、４ｂ、４ｃでＸ軸方向およびＹ軸方向における主軸
の変位を検出し、一定の位置指令信号との偏差を増幅し
、信号処理を行った後電力増幅することによりＸ軸周お
よびＹ軸用電磁石の電磁力を制御するようになっている
。スラスト磁気軸受は、主軸の軸線をＺとすると、Ｚ軸
用の２個−の電磁石２ｃ、３ｃとＺ軸位置センサとから
なる。位置センサでＺ軸方向における主軸の変位を検出
し、一定の位置指令信号との偏差を増幅し、信号処理を
した後電力増幅することによりＺ軸用電磁石の電磁石を
制御するようになっている。
軸位置センサ４Ｃとからなる。これらの各位置センサ４
ａ、４ｂ、４ｃでＸ軸方向およびＹ軸方向における主軸
の変位を検出し、一定の位置指令信号との偏差を増幅し
、信号処理を行った後電力増幅することによりＸ軸周お
よびＹ軸用電磁石の電磁力を制御するようになっている
。スラスト磁気軸受は、主軸の軸線をＺとすると、Ｚ軸
用の２個−の電磁石２ｃ、３ｃとＺ軸位置センサとから
なる。位置センサでＺ軸方向における主軸の変位を検出
し、一定の位置指令信号との偏差を増幅し、信号処理を
した後電力増幅することによりＺ軸用電磁石の電磁石を
制御するようになっている。
発明が解決しようとする課題
上記のような５自由度制御型磁気軸受の制御装置におい
て、電力増幅部と電磁石からなる磁気軸受の駆動部の周
波数特性は、入力電圧が小さい時には良い特性を示すが
、入力電圧が大きくなるに従い周波数特性が悪化すると
いう非線形特性を持っている。第３図は、入力信号の振
幅の変化による駆動部の周波数特性の変化を表す図であ
る。
て、電力増幅部と電磁石からなる磁気軸受の駆動部の周
波数特性は、入力電圧が小さい時には良い特性を示すが
、入力電圧が大きくなるに従い周波数特性が悪化すると
いう非線形特性を持っている。第３図は、入力信号の振
幅の変化による駆動部の周波数特性の変化を表す図であ
る。
入力信号の振幅の変化により折れ点周波数が変化し、振
幅ａと折れ点周波数ｆの関係は ｆ＝Ｆ（ａ） という関数で表される。柔軟構造を有する磁気軸受系で
は、この非線形特性が磁気軸受系の柔軟性と相互干渉し
て自励振動が発生し、安定な高速回転を達成することが
困難になってしまうという課題を有していた。
幅ａと折れ点周波数ｆの関係は ｆ＝Ｆ（ａ） という関数で表される。柔軟構造を有する磁気軸受系で
は、この非線形特性が磁気軸受系の柔軟性と相互干渉し
て自励振動が発生し、安定な高速回転を達成することが
困難になってしまうという課題を有していた。
本発明は、上記のような課題を解決するための磁気軸受
の制御装置を提供するものである。
の制御装置を提供するものである。
課題を解決するための手段
磁気軸受の制御装置において、制御信号の電力増幅部の
前段に入力信号・の振幅の大小に応じて折れ点周波数が
変化する位相進み回路（電圧制御フィルタ）を設け、駆
動部の周波数特性が一定に保たれるようにしている。
前段に入力信号・の振幅の大小に応じて折れ点周波数が
変化する位相進み回路（電圧制御フィルタ）を設け、駆
動部の周波数特性が一定に保たれるようにしている。
作 用
本発明によれば、磁気軸受の制御装置において信号処理
回路から出力される信号の振幅が変化して駆動部の周波
数特性が変化したとしても、その前段に設けた入力信号
の振幅の大小に応じて折れ点周波数が変化する位相進み
回路（電圧制御フィルタ）により、駆動部で生じた位相
の遅れが相殺され、電圧制御フィルタと駆動部全体とし
ての周波数特性が一定に保たれる。
回路から出力される信号の振幅が変化して駆動部の周波
数特性が変化したとしても、その前段に設けた入力信号
の振幅の大小に応じて折れ点周波数が変化する位相進み
回路（電圧制御フィルタ）により、駆動部で生じた位相
の遅れが相殺され、電圧制御フィルタと駆動部全体とし
ての周波数特性が一定に保たれる。
実施例
本発明の実施例について以下図面を参照しながら説明す
る。
る。
第１図は本発明の実施例における５自由度Ｉ１１御型磁
気軸受の制御装置である。１は主軸、２ａ。
気軸受の制御装置である。１は主軸、２ａ。
２ｂ、３ａ、３ｂはラジアル磁気軸受用電磁石、２ｃ、
３ｃはスラスト磁気軸受用電磁石、４ａ。
３ｃはスラスト磁気軸受用電磁石、４ａ。
４ｂ、４ｃは位置センサ、５は電力増幅回路、６は信号
処理回路、７は比較器、８は入力信号の振幅の大小に応
じて折れ点周波数が変化する位相進み回路（電圧制御フ
ィルタ）である。第２図に電圧制御フィルタの例を示す
。９ ａ ｅ ９ ｂ 、 ９ ｃ 。
処理回路、７は比較器、８は入力信号の振幅の大小に応
じて折れ点周波数が変化する位相進み回路（電圧制御フ
ィルタ）である。第２図に電圧制御フィルタの例を示す
。９ ａ ｅ ９ ｂ 、 ９ ｃ 。
９ｄは抵抗器で、端子Ｃへの制御入力電圧に応じて端子
ａ−ｂ間の抵抗値が変化する。制御入力電圧ａ、と抵抗
値Ｒ１の関係は、 Ｒ，−ｒ （ａ、） ・・・・・・・・・
・・・・・・（１）という関数で表される。
ａ−ｂ間の抵抗値が変化する。制御入力電圧ａ、と抵抗
値Ｒ１の関係は、 Ｒ，−ｒ （ａ、） ・・・・・・・・・
・・・・・・（１）という関数で表される。
１０は振幅値検出器で入力信号の振幅値ａ。に応じて電
圧ａ１が出力される。ａｏとａｌの関係は電圧制御フィ
ルタの伝達関数は で表され、周波数特性は第４図のようになる。折れ点周
波数ｆ、、ｆ２は で表される。ｆ２の値は人力信号の振幅値が小さい時の
駆動部の周波数特性の折れ点周波数と同じ周波数ｆ２に
設定しである。電圧Ｉ１１御フィルタの折れ点周波数ｆ
は、（１） 、 （２） 、 （３）式より、Ｆ（ａ
ｏ） ＝Ｆ（ａ ） となり駆動部の周波数特性の折れ点周波数と同じ値とな
る。従って、電圧制御フィルタ及び駆動部の周波数特性
は、第５図（ａ） 、 （ａ） ’ 、 （ｂ） 、
（ｂ） ’のようになる。その結果、電圧制御フィルタ
と駆動部全体としての周波数特性は、第５図（Ｃ） 、
（Ｃ） ’に示すように入力電圧が小さい時の駆動部
の周波数特性と同じ状態に保たれる。
圧ａ１が出力される。ａｏとａｌの関係は電圧制御フィ
ルタの伝達関数は で表され、周波数特性は第４図のようになる。折れ点周
波数ｆ、、ｆ２は で表される。ｆ２の値は人力信号の振幅値が小さい時の
駆動部の周波数特性の折れ点周波数と同じ周波数ｆ２に
設定しである。電圧Ｉ１１御フィルタの折れ点周波数ｆ
は、（１） 、 （２） 、 （３）式より、Ｆ（ａ
ｏ） ＝Ｆ（ａ ） となり駆動部の周波数特性の折れ点周波数と同じ値とな
る。従って、電圧制御フィルタ及び駆動部の周波数特性
は、第５図（ａ） 、 （ａ） ’ 、 （ｂ） 、
（ｂ） ’のようになる。その結果、電圧制御フィルタ
と駆動部全体としての周波数特性は、第５図（Ｃ） 、
（Ｃ） ’に示すように入力電圧が小さい時の駆動部
の周波数特性と同じ状態に保たれる。
発明の効果
本発明によれば、電圧制御フィルタにより駆動部の周波
数特性が一定に保たれるので、駆動部の周波数特性の非
線形性が無くなり、磁気軸受系の柔軟性との相互干渉も
無（なって自励振動が防止され、安定な高速回転を得る
ことができる。
数特性が一定に保たれるので、駆動部の周波数特性の非
線形性が無くなり、磁気軸受系の柔軟性との相互干渉も
無（なって自励振動が防止され、安定な高速回転を得る
ことができる。
第１図は本発明の実施例における５自由度制御型磁気軸
受の制御装置の構成図、第２図は電圧制御フィルタの構
成図、第３図は入力信号の変化に対する周波数特性の変
化を表す図、第４図は電圧制御フィルタの周波数特性を
表す図、第５図は電圧制御フィルタと駆動部全体として
の周波数特性を表す図、第６図は従来の５自由度制御型
磁気軸受の制御装置の構成図である。 １・・・・・・主軸、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ・・・・
・・ラジアル磁気軸受用電磁石、２ｃ、３ｃ・・・・・
・スラスト磁気軸受用電磁石、４ａ、４ｂ、４ｃ・・・
・・・位置センサ、５・・・・・・電力増幅回路、６・
・・・・・信号処理回路、７・・・・・・比較器、８・
・・・・・電圧制御フィルタ、９ａ。 ９ｂ、９ｃ、９ｄ・・・・・・電圧制御型抵抗器、１０
・・・・・・振幅値検出器。
受の制御装置の構成図、第２図は電圧制御フィルタの構
成図、第３図は入力信号の変化に対する周波数特性の変
化を表す図、第４図は電圧制御フィルタの周波数特性を
表す図、第５図は電圧制御フィルタと駆動部全体として
の周波数特性を表す図、第６図は従来の５自由度制御型
磁気軸受の制御装置の構成図である。 １・・・・・・主軸、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ・・・・
・・ラジアル磁気軸受用電磁石、２ｃ、３ｃ・・・・・
・スラスト磁気軸受用電磁石、４ａ、４ｂ、４ｃ・・・
・・・位置センサ、５・・・・・・電力増幅回路、６・
・・・・・信号処理回路、７・・・・・・比較器、８・
・・・・・電圧制御フィルタ、９ａ。 ９ｂ、９ｃ、９ｄ・・・・・・電圧制御型抵抗器、１０
・・・・・・振幅値検出器。
Claims (1)
- ５自由度制御型磁気軸受の制御装置において、制御信号
の電力増幅部の前段に、折れ点周波数が入力信号の振幅
の大小に応じて変化する位相進み回路（電圧制御フィル
タ）を設け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 |
|---|---|---|---|
| JP2750490A JPH03231315A (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 磁気軸受の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2750490A JPH03231315A (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 磁気軸受の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03231315A true JPH03231315A (ja) | 1991-10-15 |
Family
ID=12222971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2750490A Pending JPH03231315A (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 磁気軸受の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03231315A (ja) |
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 |
| JPS63275814A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-14 | Koyo Seiko Co Ltd | ラジアル磁気軸受の制御装置 |
-
1990
- 1990-02-07 JP JP2750490A patent/JPH03231315A/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 |
| JPS63275814A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-14 | Koyo Seiko Co Ltd | ラジアル磁気軸受の制御装置 |
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