JPH05121228A - 電磁石装置 - Google Patents
電磁石装置Info
- Publication number
- JPH05121228A JPH05121228A JP30984791A JP30984791A JPH05121228A JP H05121228 A JPH05121228 A JP H05121228A JP 30984791 A JP30984791 A JP 30984791A JP 30984791 A JP30984791 A JP 30984791A JP H05121228 A JPH05121228 A JP H05121228A
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- JP
- Japan
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- yoke
- stainless steel
- target
- coil
- magnetic
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気軸受装置等のアクチュエータに用いられ
る、ゲイン、位相の周波数特性の良好な電磁石装置を提
供する。 【構成】 被支持体を磁力により非接触で支持する電磁
石のヨーク（１）を取り囲むように、ステンレス鋼
（５）を備えた電磁石装置。
る、ゲイン、位相の周波数特性の良好な電磁石装置を提
供する。 【構成】 被支持体を磁力により非接触で支持する電磁
石のヨーク（１）を取り囲むように、ステンレス鋼
（５）を備えた電磁石装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電磁石装置に係り、特に
被支持体を磁力により非接触で支持する磁気軸受装置等
の、アクチュエータに用いられる電磁石装置に関する。
被支持体を磁力により非接触で支持する磁気軸受装置等
の、アクチュエータに用いられる電磁石装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】アクチュエータに用いられる電磁石装置
は、磁性材料のヨークと、励磁するコイルとからなって
いる。磁気軸受装置等の被支持体には、磁性材料からな
るターゲットが設けられており、このターゲットと、電
磁石のヨークとで磁気回路が構成される。電磁石のコイ
ルによって励磁された磁束が、ターゲットとヨークと、
そのターゲットとヨークの間の空隙を通ることによっ
て、磁気吸引力がターゲットに作用し、ターゲットが支
持される。
は、磁性材料のヨークと、励磁するコイルとからなって
いる。磁気軸受装置等の被支持体には、磁性材料からな
るターゲットが設けられており、このターゲットと、電
磁石のヨークとで磁気回路が構成される。電磁石のコイ
ルによって励磁された磁束が、ターゲットとヨークと、
そのターゲットとヨークの間の空隙を通ることによっ
て、磁気吸引力がターゲットに作用し、ターゲットが支
持される。
【０００３】電磁石を励磁するコイルに流れる励磁電流
は、パワーアンプから供給され、パワーアンプには、タ
ーゲットの位置を制御するための制御信号等が印加され
る。係るパワーアンプと数百ＡＴ程度の電磁石とからな
るアクチュエータの制御系においては、通常１ｋHz程度
まではフラットなゲイン及び位相の周波数特性が得られ
るが、これより高い周波数領域になると、ゲイン等の周
波数特性は低下してくる。
は、パワーアンプから供給され、パワーアンプには、タ
ーゲットの位置を制御するための制御信号等が印加され
る。係るパワーアンプと数百ＡＴ程度の電磁石とからな
るアクチュエータの制御系においては、通常１ｋHz程度
まではフラットなゲイン及び位相の周波数特性が得られ
るが、これより高い周波数領域になると、ゲイン等の周
波数特性は低下してくる。
【０００４】一方、アクチュエータの電磁石装置と、被
支持体のターゲットとの間に、アルミ等の金属良導体の
隔壁を設けると、隔壁のアルミ等の金属良導体中に渦電
流が生じ、アクチュエータの電磁石の磁気力を低下させ
ることが知られている。これは金属良導体に流れる渦電
流が、コイルによって励磁される磁束に対して、反対方
向の磁束を発生させ、コイルによって生じる磁束を結果
として弱めさせることになるからと考えられる。この現
象は、特に周波数の高い領域で著しい。
支持体のターゲットとの間に、アルミ等の金属良導体の
隔壁を設けると、隔壁のアルミ等の金属良導体中に渦電
流が生じ、アクチュエータの電磁石の磁気力を低下させ
ることが知られている。これは金属良導体に流れる渦電
流が、コイルによって励磁される磁束に対して、反対方
向の磁束を発生させ、コイルによって生じる磁束を結果
として弱めさせることになるからと考えられる。この現
象は、特に周波数の高い領域で著しい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、磁気軸受装
置等のアクチュエータの制御系において、ゲイン、位相
の周波数特性の良好な電磁石装置を提供することを目的
とする。
置等のアクチュエータの制御系において、ゲイン、位相
の周波数特性の良好な電磁石装置を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ヨークとコイ
ルとからなる電磁石装置において、ヨークに、ステンレ
ス鋼を、ヨークを取り囲むように備えたことを特徴とす
る。
ルとからなる電磁石装置において、ヨークに、ステンレ
ス鋼を、ヨークを取り囲むように備えたことを特徴とす
る。
【０００７】
【作用】電磁石のヨークを取り囲むように設けられた、
ステンレス鋼は、一種のピーキング回路として働き、高
い周波数領域における、電磁石装置のゲイン、位相特性
を改善する。
ステンレス鋼は、一種のピーキング回路として働き、高
い周波数領域における、電磁石装置のゲイン、位相特性
を改善する。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の一実施例のアクチュエータの
電磁石装置の説明図である。電磁石装置は、ヨーク１と
コイル２とから構成される。ターゲット３は、電磁石に
よって支持される被支持体側に設けられており、磁性材
料で構成されているので、ヨーク１とその空隙を通して
磁気回路が構成される。コイル２に励磁電流が流れる
と、磁束４はこの磁気回路に沿って形成され、ターゲッ
ト３にはヨーク１に対して磁気的な吸引力が働く。ター
ゲット３を取囲むように設けられた数台の電磁石の吸引
力のバランスによって、数台の電磁石は、ターゲット３
を磁気力によって非接触支持する。本発明の一実施例の
電磁石装置においては、ヨーク１を取り囲むように、ス
テンレス鋼５が備えられている。
電磁石装置の説明図である。電磁石装置は、ヨーク１と
コイル２とから構成される。ターゲット３は、電磁石に
よって支持される被支持体側に設けられており、磁性材
料で構成されているので、ヨーク１とその空隙を通して
磁気回路が構成される。コイル２に励磁電流が流れる
と、磁束４はこの磁気回路に沿って形成され、ターゲッ
ト３にはヨーク１に対して磁気的な吸引力が働く。ター
ゲット３を取囲むように設けられた数台の電磁石の吸引
力のバランスによって、数台の電磁石は、ターゲット３
を磁気力によって非接触支持する。本発明の一実施例の
電磁石装置においては、ヨーク１を取り囲むように、ス
テンレス鋼５が備えられている。
【０００９】図２は本発明の一実施例の電磁石装置にお
ける、ステンレス鋼の形状を示す説明図である。ステン
レス鋼５は、ＳＵＳ３０４又はＳＵＳ３１４等の非磁性
のステンレス鋼が用いられる。ステンレス鋼５にはヨー
クに嵌合する貫通孔６が設けられている。平板状のステ
ンレス鋼５を、ヨーク１に挿入することによって、ヨー
ク１の周辺をステンレス鋼５がリング状に取り囲んでい
る。
ける、ステンレス鋼の形状を示す説明図である。ステン
レス鋼５は、ＳＵＳ３０４又はＳＵＳ３１４等の非磁性
のステンレス鋼が用いられる。ステンレス鋼５にはヨー
クに嵌合する貫通孔６が設けられている。平板状のステ
ンレス鋼５を、ヨーク１に挿入することによって、ヨー
ク１の周辺をステンレス鋼５がリング状に取り囲んでい
る。
【００１０】図３は電磁石装置の周波数特性の測定系の
説明図である。パワーアンプ１１の出力は電流検出抵抗
１２に接続され、更に、パワーアンプ１１の負荷である
電磁石のコイル２に接続されている。そしてパワーアン
プ１１の入力１０には正弦波の信号源が接続され、電流
検出抵抗１２の両端に生ずる電圧が出力１４として測定
される。入力１０の信号源は、０〜１０ｋHzの正弦波信
号を発生するサーボアナライザが用いられている。パワ
ーアンプ１１は、アクチュエータ電磁石の励磁電流制御
用の、電圧フィードバックタイプのパワーアンプであ
る。このパワーアンプ１１と電磁石のコイル２とからな
るアクチュエータの制御系のゲイン、位相の周波数特性
は、出力１４の電圧ＶOUTと入力１０の電圧ＶINとの比
ＶOUT／ＶINによって測定される。
説明図である。パワーアンプ１１の出力は電流検出抵抗
１２に接続され、更に、パワーアンプ１１の負荷である
電磁石のコイル２に接続されている。そしてパワーアン
プ１１の入力１０には正弦波の信号源が接続され、電流
検出抵抗１２の両端に生ずる電圧が出力１４として測定
される。入力１０の信号源は、０〜１０ｋHzの正弦波信
号を発生するサーボアナライザが用いられている。パワ
ーアンプ１１は、アクチュエータ電磁石の励磁電流制御
用の、電圧フィードバックタイプのパワーアンプであ
る。このパワーアンプ１１と電磁石のコイル２とからな
るアクチュエータの制御系のゲイン、位相の周波数特性
は、出力１４の電圧ＶOUTと入力１０の電圧ＶINとの比
ＶOUT／ＶINによって測定される。
【００１１】図４は本発明の一実施例の電磁石装置の周
波数特性の実験データである。は、本発明の一実施例
の、電磁石のヨークにリング状のステンレス鋼を備えた
アクチュエータの制御系のゲイン特性である。これに対
して、は、従来の電磁石装置を用いたアクチュエータ
の制御系のゲイン特性である。図示されるように、ヨー
クを取り囲むリング状のステンレス鋼を具備した電磁石
装置においては、１ｋHz以上の高い周波数領域におい
て、ゲイン特性が格段に改善されている。は本発明の
一実施例のステンレス鋼をリング状にヨークを取り囲む
ように備えた電磁石装置の位相特性である。これに対し
ては、従来の電磁石装置を用いたアクチュエータの制
御系の位相特性である。ステンレス鋼をヨークを取り囲
むようにリング状に具備することによって、電磁石装置
の位相特性は、１ｋHz以上の高い周波数領域において格
段に改善されていることが分かる。特に、図示されるよ
うに１００Hz〜約２ｋHzの間で位相が進相側に移動して
いる。このことは、被支持体を磁力により非接触で支持
する磁気軸受装置等のアクチュエータの制御系の場合、
高い周波数領域で、良好な制御特性が得られるので、本
発明の電磁石装置により、良好なアクチュエータの制御
系が実現された。
波数特性の実験データである。は、本発明の一実施例
の、電磁石のヨークにリング状のステンレス鋼を備えた
アクチュエータの制御系のゲイン特性である。これに対
して、は、従来の電磁石装置を用いたアクチュエータ
の制御系のゲイン特性である。図示されるように、ヨー
クを取り囲むリング状のステンレス鋼を具備した電磁石
装置においては、１ｋHz以上の高い周波数領域におい
て、ゲイン特性が格段に改善されている。は本発明の
一実施例のステンレス鋼をリング状にヨークを取り囲む
ように備えた電磁石装置の位相特性である。これに対し
ては、従来の電磁石装置を用いたアクチュエータの制
御系の位相特性である。ステンレス鋼をヨークを取り囲
むようにリング状に具備することによって、電磁石装置
の位相特性は、１ｋHz以上の高い周波数領域において格
段に改善されていることが分かる。特に、図示されるよ
うに１００Hz〜約２ｋHzの間で位相が進相側に移動して
いる。このことは、被支持体を磁力により非接触で支持
する磁気軸受装置等のアクチュエータの制御系の場合、
高い周波数領域で、良好な制御特性が得られるので、本
発明の電磁石装置により、良好なアクチュエータの制御
系が実現された。
【００１２】尚、電磁石装置のヨークをリング状に取囲
むステンレス鋼の作用については、以下のように考えら
れる。即ち、ヨーク１とターゲット３によって構成され
る磁気回路に生ずる磁束４は、ステンレス鋼５に鎖交す
る。従って励磁コイル２に交流電流を印加すると、ステ
ンレス鋼５には渦電流が発生する。しかしながら、ステ
ンレス鋼の固有抵抗は、アルミ等の金属良導体と比較し
て、３０倍程度と高い。従って、リング状のステンレス
鋼５は、等価回路としては、インダクタンスと抵抗の合
成回路と考えられる。それ故、一種のピーキング回路と
して働き、高い周波数領域における電磁石装置のゲイ
ン、位相特性を改善する。従って、以上の実施例は、ス
テンレス鋼を用いているが、同様の形状、同様の比抵
抗、透磁率を有する導体であれば、ステンレス鋼に限ら
ず同様の効果が得られるものと考えられる。
むステンレス鋼の作用については、以下のように考えら
れる。即ち、ヨーク１とターゲット３によって構成され
る磁気回路に生ずる磁束４は、ステンレス鋼５に鎖交す
る。従って励磁コイル２に交流電流を印加すると、ステ
ンレス鋼５には渦電流が発生する。しかしながら、ステ
ンレス鋼の固有抵抗は、アルミ等の金属良導体と比較し
て、３０倍程度と高い。従って、リング状のステンレス
鋼５は、等価回路としては、インダクタンスと抵抗の合
成回路と考えられる。それ故、一種のピーキング回路と
して働き、高い周波数領域における電磁石装置のゲイ
ン、位相特性を改善する。従って、以上の実施例は、ス
テンレス鋼を用いているが、同様の形状、同様の比抵
抗、透磁率を有する導体であれば、ステンレス鋼に限ら
ず同様の効果が得られるものと考えられる。
【発明の効果】本発明は電磁石装置のヨークに、ステン
レス鋼をリング状に備えたものである。このヨークを取
り囲むようにリング状に設けられたステンレス鋼によっ
て、電磁石装置を用いたアクチュエータの制御系のゲイ
ン及び位相の周波数特性が、特に高い周波数領域におい
て格段に改善される。
レス鋼をリング状に備えたものである。このヨークを取
り囲むようにリング状に設けられたステンレス鋼によっ
て、電磁石装置を用いたアクチュエータの制御系のゲイ
ン及び位相の周波数特性が、特に高い周波数領域におい
て格段に改善される。
【図１】本発明の一実施例の電磁石装置の説明図。
【図２】本発明の一実施例の電磁石装置に備えられたス
テンレス鋼の説明図。
テンレス鋼の説明図。
【図３】電磁石装置の周波数特性の測定系の説明図。
【図４】本発明の一実施例の電磁石装置の周波数特性の
説明図。
説明図。
１ ヨーク ２ コイル ３ ターゲット ４ 磁束 ５ ステンレス鋼 ６ 貫通孔
Claims (2)
- 【請求項１】 ヨークと、コイルとからなる電磁石装置
において、前記ヨークに、ステンレス鋼を前記ヨークを
取り囲むように備えたことを特徴とする電磁石装置。 - 【請求項２】 前記ステンレス鋼は、平板状であり、貫
通孔を有し、該貫通孔に前記ヨークが挿入され、前記ヨ
ークをリング状に取り囲んでいることを特徴とする請求
項１の電磁石装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30984791A JPH05121228A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 電磁石装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30984791A JPH05121228A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 電磁石装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121228A true JPH05121228A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17998003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30984791A Pending JPH05121228A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 電磁石装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05121228A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001182682A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-06 | Ntn Corp | 磁気浮上型ポンプ |
| WO2009040891A1 (ja) | 2007-09-26 | 2009-04-02 | Mitsubishi Electric Corporation | 電磁石アクチュエータ |
| KR20150015335A (ko) | 2013-07-31 | 2015-02-10 | 이시자키 시자이 가부시키가이샤 | 진드기 포집 매트 |
-
1991
- 1991-10-28 JP JP30984791A patent/JPH05121228A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001182682A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-06 | Ntn Corp | 磁気浮上型ポンプ |
| WO2009040891A1 (ja) | 2007-09-26 | 2009-04-02 | Mitsubishi Electric Corporation | 電磁石アクチュエータ |
| JP4841673B2 (ja) * | 2007-09-26 | 2011-12-21 | 三菱電機株式会社 | 電磁石アクチュエータ |
| US8305176B2 (en) | 2007-09-26 | 2012-11-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Electromagnetic actuator |
| KR20150015335A (ko) | 2013-07-31 | 2015-02-10 | 이시자키 시자이 가부시키가이샤 | 진드기 포집 매트 |
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