JPH03234913A - ラジアル磁気軸受の制御装置 - Google Patents
ラジアル磁気軸受の制御装置Info
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- JPH03234913A JPH03234913A JP2987690A JP2987690A JPH03234913A JP H03234913 A JPH03234913 A JP H03234913A JP 2987690 A JP2987690 A JP 2987690A JP 2987690 A JP2987690 A JP 2987690A JP H03234913 A JPH03234913 A JP H03234913A
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- JP
- Japan
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- gain
- rotational speed
- rotating body
- electromagnet
- magnetic bearing
- Prior art date
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 10
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- 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
この発明は、ラジアル磁気軸受の制御装置に関する。
従来の技術および発明の課題
ラジアル磁気軸受の制御装置として、回転体の半径方向
の位置を検出する位置センサの出力にもとづいてラジア
ル磁気軸受の電磁石を制御するものが知られている。
の位置を検出する位置センサの出力にもとづいてラジア
ル磁気軸受の電磁石を制御するものが知られている。
ところが、このような従来の制御装置では、制御回路の
ゲインが一定であるため、次に説明するように、高速に
なると、電磁石が回転体に及ぼす力が大きくなって、制
御系全体のゲインが大きくなった形になり、発振が生じ
ることがある。
ゲインが一定であるため、次に説明するように、高速に
なると、電磁石が回転体に及ぼす力が大きくなって、制
御系全体のゲインが大きくなった形になり、発振が生じ
ることがある。
第４図に示すように、回転体の回転速度Ｎが大きくなる
と、遠心力によって回転体が膨張し、回転体の半径方向
の位置が一定であっても、回転体と電磁石とのギャップ
δが減少する。このギャップδの減少量Δδは、回転速
度Ｎの２乗に比例する。一方、電磁石が回転体に及ぼす
力Ｆは、電磁石に流れる電流Ｉの２乗に比例して、ギャ
ップδの２乗に反比例し、その比例定数が制御回路のゲ
インＫになる。また、回転体の半径方向の位置が一定で
あれば電流Ｉは一定であリ、前述のようにゲインにも一
定である。そして、電流ＩとゲインＫが一定であるとす
ると、第５図に示すように、回転速度Ｎが大きくなるに
つれて、ギャップが小ざくなることにより、力Ｆが急激
に増加し、発振が生じやすくなる。
と、遠心力によって回転体が膨張し、回転体の半径方向
の位置が一定であっても、回転体と電磁石とのギャップ
δが減少する。このギャップδの減少量Δδは、回転速
度Ｎの２乗に比例する。一方、電磁石が回転体に及ぼす
力Ｆは、電磁石に流れる電流Ｉの２乗に比例して、ギャ
ップδの２乗に反比例し、その比例定数が制御回路のゲ
インＫになる。また、回転体の半径方向の位置が一定で
あれば電流Ｉは一定であリ、前述のようにゲインにも一
定である。そして、電流ＩとゲインＫが一定であるとす
ると、第５図に示すように、回転速度Ｎが大きくなるに
つれて、ギャップが小ざくなることにより、力Ｆが急激
に増加し、発振が生じやすくなる。
ラジアル磁気軸受の制御装置においては、通常、制御回
路のゲインを高めると、軸受剛性は向上するが、高めす
ぎると、自励発振し、制御不能となる。そこで、剛性向
上のため、発振が生じない領域でできるだけゲインを高
くとるようにしている。ところが、上記のように高速回
転にともなってギャップが減少することにより、制御系
全体のゲインが大きくなったことになり、発振が生じや
すくなる。
路のゲインを高めると、軸受剛性は向上するが、高めす
ぎると、自励発振し、制御不能となる。そこで、剛性向
上のため、発振が生じない領域でできるだけゲインを高
くとるようにしている。ところが、上記のように高速回
転にともなってギャップが減少することにより、制御系
全体のゲインが大きくなったことになり、発振が生じや
すくなる。
逆に、制御回路のゲインを低くすると、高速回転時でも
発振は生じにくくなるが、とくに低速回転時の軸受剛性
が低くなる。
発振は生じにくくなるが、とくに低速回転時の軸受剛性
が低くなる。
この発明の目的は、上記の問題を解決し、軸受剛性が高
く、かつ発振の生じにくいラジアル磁気軸受の制御装置
を提供することにある。
く、かつ発振の生じにくいラジアル磁気軸受の制御装置
を提供することにある。
課題を解決するための手段
この発明によるラジアル磁気軸受の制御装置は、
回転体の半径方向の位置を検出する位置センサの出力に
もとづいてラジアル磁気軸受の電磁石を制御する。装置
であって、 所定の基準ゲインから回転体の回転速度に応じた量だけ
ゲインを減少させるゲイン調整回路を備えていることを
特徴とするものである。
もとづいてラジアル磁気軸受の電磁石を制御する。装置
であって、 所定の基準ゲインから回転体の回転速度に応じた量だけ
ゲインを減少させるゲイン調整回路を備えていることを
特徴とするものである。
好ましくは、ゲイン調整回路が、基準ゲインから回転体
の回転速度の２乗に比例する量だけゲインを減少させる
ものである。
の回転速度の２乗に比例する量だけゲインを減少させる
ものである。
作 用
所定の基準ゲインから回転体の回転速度に応じた量だけ
ゲインが減少するので、回転速度が大きくなるにつれて
ゲインが小さくなる。したがって、回転速度が大きくな
って、回転体と電磁石とのギャップが小さくなっても、
電磁石が回転体に及ぼす力の増加は、ゲインが減少する
分だけ小さくなり、回転速度の変化すなわちギャップの
変化による力の変化が小さくなる。このため、高速回転
時でも発振が生じに＜＜、低速回転時に軸受剛性が低下
することもない。
ゲインが減少するので、回転速度が大きくなるにつれて
ゲインが小さくなる。したがって、回転速度が大きくな
って、回転体と電磁石とのギャップが小さくなっても、
電磁石が回転体に及ぼす力の増加は、ゲインが減少する
分だけ小さくなり、回転速度の変化すなわちギャップの
変化による力の変化が小さくなる。このため、高速回転
時でも発振が生じに＜＜、低速回転時に軸受剛性が低下
することもない。
実 施 例
以下、第１図〜第３図を参照して、この発明の詳細な説
明する。
明する。
第１図はラジアル磁気軸受の制御装置の主要部を示して
いる。
いる。
この制御装置は、回転体（図示路）の半径方向の位置を
検出する位置センサ（１）の出力にもとづいてＰＩＤ制
御回路（２）により電力増幅器（３）を介してラジアル
磁気軸受の電磁石（４）を制御するものである。位置セ
ンサ（１）とＰＩＤ制御回路（２）の間に増幅器（５）
が設けられ、ＰＩＤ制御回路（２）と電力増幅器（３）
の間にゲイン調整回路（６）が設けられている。制御装
置は、また、回転体の回転速度を検出する回転センサ（
７）および回転センサ（７）の出力すなわち回転体の回
転速度Ｎの２乗に比例する信号をゲイン調整回路（６）
に出力する演算回路（８）を備えている。
検出する位置センサ（１）の出力にもとづいてＰＩＤ制
御回路（２）により電力増幅器（３）を介してラジアル
磁気軸受の電磁石（４）を制御するものである。位置セ
ンサ（１）とＰＩＤ制御回路（２）の間に増幅器（５）
が設けられ、ＰＩＤ制御回路（２）と電力増幅器（３）
の間にゲイン調整回路（６）が設けられている。制御装
置は、また、回転体の回転速度を検出する回転センサ（
７）および回転センサ（７）の出力すなわち回転体の回
転速度Ｎの２乗に比例する信号をゲイン調整回路（６）
に出力する演算回路（８）を備えている。
ＰＩＤ制御回路（２）は、位置センサ（１）の出力を処
理して、これに応じた電磁石（４）の制御信号を出力す
る。ゲイン調整回路（６）は、第２図に示すように、所
定の基準ゲインＫＯから回転数Ｎに応じた量だけゲイン
を減少させる。たとえば、ゲインにの減少量ΔにはＮ２
に比例する。
理して、これに応じた電磁石（４）の制御信号を出力す
る。ゲイン調整回路（６）は、第２図に示すように、所
定の基準ゲインＫＯから回転数Ｎに応じた量だけゲイン
を減少させる。たとえば、ゲインにの減少量ΔにはＮ２
に比例する。
このため、回転速度Ｎが大きくなって、回転体と電磁石
（４）とのギャップが小さくなっても、電磁石（４）が
回転体に及ぼす力Ｆの増加は、ゲインＫが減少する分だ
け小さくなり、第３図に示すように、力Ｆはほぼ一定に
なる。したがって、回転速度Ｎが大きくなっても発振が
生じに＜＜、低速回転時でも軸受剛性が低下することが
ない。
（４）とのギャップが小さくなっても、電磁石（４）が
回転体に及ぼす力Ｆの増加は、ゲインＫが減少する分だ
け小さくなり、第３図に示すように、力Ｆはほぼ一定に
なる。したがって、回転速度Ｎが大きくなっても発振が
生じに＜＜、低速回転時でも軸受剛性が低下することが
ない。
発明の効果
この発明のラジアル磁気軸受の制御装置によれば、上述
のように、軸受剛性が高く、しかも発振が生じにくいと
いう効果が奏される。
のように、軸受剛性が高く、しかも発振が生じにくいと
いう効果が奏される。
第１図はこの発明の実施例を示すラジアル磁気軸受の制
御装置の電気ブロック図、第２図は第１図の制御装置に
おける回転体の回転速度に対するゲインの関係を示すグ
ラフ、第３図は第１図の制御装置における回転体の回転
速度に対する電磁石が回転体に及ぼす力の関係を示すグ
ラフ、第４図は従来の制御装置における回転体の回転速
度に対する回転体と電磁石のギャップの関係を示すグラ
フ、第５図は従来の制御装置における回転体の回転速度
に対する電磁石が回転体に及ぼす力の関係を示すグラフ
である。 （＋１・・・位置センサ、（４）・・・電磁石、（６）
・・・ゲイン調整回路、（７）・・・回転センサ。 以 上 回転速度Ｎ 第４図 回転速度Ｎ 第５図
御装置の電気ブロック図、第２図は第１図の制御装置に
おける回転体の回転速度に対するゲインの関係を示すグ
ラフ、第３図は第１図の制御装置における回転体の回転
速度に対する電磁石が回転体に及ぼす力の関係を示すグ
ラフ、第４図は従来の制御装置における回転体の回転速
度に対する回転体と電磁石のギャップの関係を示すグラ
フ、第５図は従来の制御装置における回転体の回転速度
に対する電磁石が回転体に及ぼす力の関係を示すグラフ
である。 （＋１・・・位置センサ、（４）・・・電磁石、（６）
・・・ゲイン調整回路、（７）・・・回転センサ。 以 上 回転速度Ｎ 第４図 回転速度Ｎ 第５図
Claims (2)
- （１）回転体の半径方向の位置を検出する位置センサの
出力にもとづいてラジアル磁気軸受の電磁石を制御する
装置であって、 所定の基準ゲインから回転体の回転速度に応じた量だけ
ゲインを減少させるゲイン調整回路を備えていることを
特徴とするラジアル磁気軸受の制御装置。 - （２）ゲイン調整回路が、基準ゲインから回転体の回転
速度の２乗に比例する量だけゲインを減少させるもので
あることを特徴とする請求項（１）のラジアル磁気軸受
の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2029876A JP3046979B2 (ja) | 1990-02-08 | 1990-02-08 | ラジアル磁気軸受の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2029876A JP3046979B2 (ja) | 1990-02-08 | 1990-02-08 | ラジアル磁気軸受の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03234913A true JPH03234913A (ja) | 1991-10-18 |
| JP3046979B2 JP3046979B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=12288180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2029876A Expired - Fee Related JP3046979B2 (ja) | 1990-02-08 | 1990-02-08 | ラジアル磁気軸受の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3046979B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4000788B2 (ja) | 2001-04-27 | 2007-10-31 | 株式会社日立製作所 | エレベータの通信装置 |
-
1990
- 1990-02-08 JP JP2029876A patent/JP3046979B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3046979B2 (ja) | 2000-05-29 |
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Legal Events
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