JPH05184101A - モーター - Google Patents

モーター

Info

Publication number
JPH05184101A
JPH05184101A JP36138991A JP36138991A JPH05184101A JP H05184101 A JPH05184101 A JP H05184101A JP 36138991 A JP36138991 A JP 36138991A JP 36138991 A JP36138991 A JP 36138991A JP H05184101 A JPH05184101 A JP H05184101A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotation
motor
microprocessor
control
signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP36138991A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Inoue
潔 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INR Kenkyusho KK
Original Assignee
INR Kenkyusho KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INR Kenkyusho KK filed Critical INR Kenkyusho KK
Priority to JP36138991A priority Critical patent/JPH05184101A/ja
Publication of JPH05184101A publication Critical patent/JPH05184101A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低速回転から高速回転まで安定した回転がで
き、振動、騒音の発生もなく、又、回転支持装置の摩耗
が少なく耐用寿命の高い多用途に適合するモーターの提
供 【構成】 固定側(1)と回転側(2)間に磁気ベアリ
ング4を設け、ギャップ検出センサ(X、Y、U、V、
W、Z)を回転中心対称に配置する。各センサからの信
号を入力して比較演算処理することにより、磁気ベアリ
ング4の制御信号を出力するマイクロプロセッサ(1
1)を設ける。モーターの回転磁界制御にインバーター
(15,17)を設け、ローター2の回転信号の検出セ
ンサを設けてセンサからの信号をマイクロプロセッサ
(11)に入力し、指令情報と比較演算処理してインバ
ーター制御信号を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転モーターに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、メカニカルベアリングを設けてロ
ーターを支持するようにしたモーターにおいては高速回
転すると振動が発生し、摩耗が激しい欠点がある。しか
しながらモーター駆動をインバーター制御によって低速
回転から高速回転まで任意広範囲に制御して多用途に適
応させることが試みられているが、この場合回転速度の
増加に伴って振動、騒音が発生し、又、この振動等を低
減するために支持ベアリングのギャップを締めれば摩耗
消耗が増加する欠点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の欠点に鑑み、低速回転から高速回転まで安定した
回転ができ、振動騒音の発生もなく、又、回転支持装置
の摩耗が少なく耐用寿命の高い多用途に適合するモータ
ーの提供を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】固定側と回転側間に磁気
ベアリングを設けたモーターに於いて、前記固定側を回
転側間のギャップ検出センサを回転中心、対称に複数個
を配置し、各センサからの信号を入力して比較演算処理
することにより、前記磁気ベアリンク制御信号を出力す
るマイクロプロセッサを設けたことを特徴とする。又、
前記モーターの回転磁界制御にインバーターを設けると
共にローターの回転信号の検出センサを設け、該センサ
からの信号を前記マイクロプロセッサを兼用して又は、
別個のマイクロプロセッサに入力して指令情報と比較演
算処理して前記インバーター制御信号を出力するように
したことを特徴とする。
【0005】
【作用】前記のように本発明は、固定側と回転側間に磁
気ベアリングを設け、前記固定側を回転側間のギャップ
検出センサを回転中心対称に複数個を配置し、各センサ
からの信号を入力して比較演算処理することにより前記
磁気ベアリングの制御信号を出力するマイクロプロセッ
サを設けたものであるから、前記磁気ベアリングは回転
子を常に回転中心に制御することができ、振動等を発生
しない安定した高速回転を行わせることができる。又、
回転部分を固定側とは非接触で磁気浮遊しているので摩
擦消耗が全くなく、トルク損失もない極めて安定したモ
ーターが得られる。又、モーターの回転磁界制御にイン
バーターを設け、ローターの回転信号の検出センサを設
けてセンサからの信号を前記マイクロプロセッサを兼用
して又は、別個のマイクロプロセッサに入力して指令情
報と比較演算処理して前記インバーター制御信号を出力
するようにしたので、モーターの回転速度は低速から高
速回転まで広範囲に連続して変化制御することができ、
又、回転速度のみでなく、前記マイクロプロセッサの演
算処理によって位置出し制御、トルク制御等が任意に制
御できる。
【0006】
【実施例】以下、図面の一実施例により本発明を説明す
る。第1図は、モーターの構造図で、(a)図が正断面
図、(b)図が側断面図で、1はステータ、2はロータ
ー、3は回転軸である。モーターの両側には磁気ベアリ
ングが設けられ、4がその磁極、5が制御コイル、6が
ベアリング回転円板、X、Y、U、V、W、Zは円板6
の回転中心に対称に配置したギャップ検出センサ、7
は、メカニカルなベアリングである。(c)図は、ステ
ータ1に巻装した回転磁界制御コイルで、X、U
、WをY結合し、6個のスロットに収納し
て設ける。S、Sはインバーター制御スイッチ
で、インバーター駆動回路の制御信号により順次切換制
御される。
【0007】第2図は、マイクロプロセッサの回路部を
示すもので、ギャップ検出センサX、Y、U、V、W、
Zからの検出信号8をマルチプレクサ9で選択して入力
する。10はA/Dコンバータ、11は演算処理をする
CPU、12はROM、RAMメモリ、14はインター
フェースI/O、15は制御コイル5の制御インバータ
ーである。磁気ベアリングのギャップ制御は、各センサ
により円板6と磁極4とのギャップを測定する。各セン
サの検出信号は入力部8に供給され、信号は先づマルチ
プレクサ8に適合する電圧レベルに変換され、A/D変
換制御部13で指定された信号が選択されA/Dコンバ
ータ10でデジタル量に量子化されてCPU11に入力
される。メモリ12には指令情報及び演算命令が貯蔵さ
れており、CPU11内の演算装置及びメモリ12に対
する制御信号はCPU11内の制御回路の命令レジスタ
から与えられるが、命令レジスタに与えられる命令語は
メモリ12内に貯えられていて順次命令レジスタに転送
しながら制御信号が演算装置の各部に与えられ所定の演
算が実行される。これらの演算制御の順序時間関係はク
ロックによって調整制御される。又、指令情報もメモリ
12内にアドレスにしたがって貯えられており、アドレ
スレジスタの内容をアドレスパスに送り出してアドレス
指定することによってデータの取り出しを制御する。
又、入力部8のデータは、マルチプレクサ9で選択され
A/Dコンバータ10を通して入力し、一旦レジスタに
貯えられる留アドレスで指定されたデータが順次にメモ
リされ、この記憶したデータをアドレスにしたがって読
み出し演算処理する。
【0008】CPU11の演算装置の作動はプログラム
カウンタに1つのアドレスを設定し、メモリ12から命
令レジスタに取り出した内容にしたがって演算が実行さ
れるが、それは前記のレジスタに貯えた検出データをア
ドレスにしたがって読み出し、それはモーターの中心対
向位置にあるセンサ同志のデータを比較してその差が0
になるような換作量をもった制御信号を出力する。即ち
X=Y、U=V、W=Zになるように比較偏差に相当す
る換作量をもった信号を出力し、I/Oを通してインバ
ーター15を制御する。これによりインバーター15は
磁気ベアリングの制御コイル5に流す電流を制御して回
転板6と各磁極4と対向するギャップが等しく常に回転
中心に支持されるよう制御される。この磁気ベアリング
のギャップ制御によりローター2は回転中心に安定に支
持され非接触で浮遊し高速回転(150.000RPM
程度)しても振動も騒音もなく安定に又、軸の摩耗もな
く高速回転を続けることができる。ローター2には永久
磁石の他に珪素鋼板を重ねた誘導モーターを用いること
ができ、第1図(C)図は、3個のコイルX、U
、Wを6個の磁極に巻装したもので、各々
インバータースイッチS、S、Sのタイミングと
切換のオン・オフスイッチングによって回転磁界の形
成、回転方向、回転速度等の制御が任意にでき、そのス
イッチング制御信号を前記マイクロプロセッサ より出
力制御することができる。
【0009】第2図において入力部8には、エンコーダ
から回転数と回転速度のデータが入力される。これらの
データもマルチプレクサ8を通して入力されレジスタに
貯えられる。CPU11の演算はこのレジスタの内容と
予めメモリ12に貯えた指令情報との比較によりその差
を求める演算処理をする。演算結果はそれに相当する換
作量をもった信号を出力し、インターフェースI/O1
6を通してインバーター17のスイッチS
制御をする。スイッチング制御によって磁界コイルX
、U、Wを順次位極着励磁し、回転磁
界を制御することによりローター2の回転を制御する
が、スイッチング速度を制御することによりローター2
の回転速度の制御ができる。この回転速度はメモリ12
に入力した指令情報に一致するように制御することがで
きる。次にエンコーダからのデータによって位置制御を
することができる。CPU11のレジスタに貯えたデー
タとメモリ12からの指令情報との演算処理をし、検出
データの数量と指令物質の比較により差が0になるよう
な信号出力する。この演算を実行するためにはプログラ
ムカウンタにアドレスを設定し、カウンタが1つ増加す
る毎にCPUはこれを感知し読み出し作動を実行する。
このように1つの命令の実行が終わればプログラムカウ
ンタの内容も1つ増加しており次のアドレスの内容が命
令語として取り出され、それに対応した演算処理が実行
される。演算出力によって駆動制御されたローターの回
転数、回転位置が指令位置に回転したところでスイッチ
の作動停止により回転停止することができ
る。
【0010】以上のようにモーターは、インバーター制
御によりそれをマイクロプロセッサを用いて演算処理し
て制御することにより任意の速度で正確に回転制御する
ことができ、高速回転を磁気ベアリングにより、且つそ
れをマイクロプロセッサを用いて制御することにより振
動等の発生をなくして極めて安定に回転させることがで
きる。モーターに珪素鋼板を用いてステータ及びロータ
ーを構成するとき、磁気異方性、磁気歪の小さい珪素含
有呈が6.5%合金を利用するためには加工性が難点の
ため従来は高精度のものが作れなかったが、本発明では
NCワイヤーカット放電加工法を利用することによって
高精度のものが容易に得られる。たとえば、厚さ0.1
mmの珪素鋼板の加工に於いてプレス加工では精度が±
0.03mm程度であったが、これをワイヤカットによ
ると±0.01mm程度に容易に加工できる。これによ
ればローター、ステータ間のギャップ長が0.03mm
オーダに極めて高精度に作れ、これを前記のように磁気
ベアリングで支持し、且つマイクロプロセッサで回転中
心にバランス制御することによって高速回転を極めて安
定に行うことができる。したがって回転速度は0.1R
PM程度の低速から150.000RPM程度の高速ま
で高範囲に制御でき、任意連続に制御することができ
る。高低速回転の時は、メカニカルベアリング7により
安定に支持でき、高速回転時には磁気ベアリング支持に
よって安定支持でき無接触支持であって耐摩耗性が極め
て向上する。
【0011】以上の実施例のマイクロプロセッサは磁気
ベアリングの制御とモーターの回転制御とを兼用して時
分割処理することについて説明したが、各々別個のマイ
クロプロセッサを設けることができる。又、ベアリング
のギャップ検出には回転磁界の駆動コイルを兼用するこ
とができ、磁気的検出の他に静電的検出、光学的検出等
を任意に利用することができる。
【0012】
【発明の効果】以上のように本発明は、固定側と回転側
間に磁気ベアリングを設け、前記固定側と回転側間のギ
ャップ検出センサを回転中心対称に複数個を配置し、各
センサからの信号入力して比較演算処理することにより
前記磁気ベアリングの制御信号を出力するマイクロプロ
セッサを設けたものであるから前記磁気ベアリングは回
転子を常に回転中心に制御することができ、振動等を発
生しない安定した高速回転を行わせることができる。
又、回転部分と固定側とは非接触で磁気浮遊しているの
で摩擦消耗が全くなく、トルク損失もない極めて安定し
たモーターが得られる。又、モーターの回転磁界制御に
インバーターを設け、ローターの回転信号の検出センサ
を設けて、センサからの信号を前記マイクロプロセツサ
を兼用して又は、別個のマイクロプロセッサに入力して
指令情報と比較演算処理して前記インバーター制御信号
を出力するようにしたので、モーターの回転速度は低速
から高速回転まで広範囲に連続して変化制御することか
でき、又、回転速度のみでなく、前記マイクロプロセッ
サの演算処理によって位置出し制御、トルク制御等が任
意に制御できる。又、制御をNC制御によって位置出し
制御、速度制御するとき任意に精密な制御をすることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明モーターの構造を示し(a)図は正断面
図、(b)図は側断面図、(c)図はステータコイルの
結線図である。
【図2】本発明の制御用マイクロプロセッサ回路図であ
る。
【符号の説明】
1 ステータ 2 ローター 3 回転軸 4 磁気ベアリング磁極 5 制御コイル 6 回転板 7 メカニカルベアリング 8 入力部 9 マルチプレクサ 10 A/Dコンバータ 11 CPU 12 メモリ 14,16 I/O 15,17 インバーター

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定側と回転側間に磁気ベアリングを設
    けたモーターに於いて、前記固定側と回転側間のギャッ
    プ検出センサを回転中心、対称に複数個を配置し、各セ
    ンサからの信号を入力して比較演算処理することにより
    前記磁気ベアリング制御信号を出力するマイクロプロセ
    ッサを設けたことを特徴とするモーター。
  2. 【請求項2】 前記モーターの回転磁界制御にインバー
    ターを設けると共にローターの回転信号の検出センサを
    設け、該センサからの信号を前記マイクロプロセッサを
    兼用して又は、別個のマイクロプロセッサに入力して指
    令情報と比較演算処理して前記インバーター制御信号を
    出力するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載のモーター。
  3. 【請求項3】 前記ギャップ検出センサに回転磁界駆動
    コイルを兼用して又は、別個の磁気的ギャップ検出器を
    設けたこと特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のモ
    ーター。
  4. 【請求項4】 前記ギャップ検出センサに静電的ギャッ
    プ検出器を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載のモーター。
JP36138991A 1991-12-26 1991-12-26 モーター Pending JPH05184101A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36138991A JPH05184101A (ja) 1991-12-26 1991-12-26 モーター

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36138991A JPH05184101A (ja) 1991-12-26 1991-12-26 モーター

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05184101A true JPH05184101A (ja) 1993-07-23

Family

ID=18473382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP36138991A Pending JPH05184101A (ja) 1991-12-26 1991-12-26 モーター

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05184101A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002199655A (ja) * 2000-12-27 2002-07-12 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 高速電動機
JP2010540912A (ja) * 2007-09-28 2010-12-24 フォルシュングスツェントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 粒子線用チョッパー

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002199655A (ja) * 2000-12-27 2002-07-12 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 高速電動機
JP2010540912A (ja) * 2007-09-28 2010-12-24 フォルシュングスツェントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 粒子線用チョッパー

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR940001917B1 (ko) 센서레스 스핀들 모터 제어 장치
US6603225B2 (en) Brushless spindle DC motor as an actuator to create radial force
US20020074883A1 (en) Magnetic bearing apparatus
JPH05184101A (ja) モーター
JP4034358B2 (ja) 半径方向の力を発生するdcモータアクチュエータ
JP2000035370A (ja) サーボモータの減磁検査方法
JP4045028B2 (ja) サーボモータの減磁検査方法
JPH0161016B2 (ja)
JP3861894B2 (ja) 電動機
JP3803396B2 (ja) 電動機
JPH099598A (ja) 電動機及び電動機の駆動制御装置
JP2673479B2 (ja) 磁気軸受装置
KR880002193Y1 (ko) 브러시레스 서보 모터의 속도 제어장치
JPH01303039A (ja) 複合モータ
JPH04364394A (ja) ブラシレスモータ
JPH08275449A (ja) ドライブ装置
JPS60128859A (ja) 駆動装置
JP2975692B2 (ja) モータのパルス信号発生装置
JPH0641853A (ja) ソックス、ストッキング等を製造する円形編機
JPS63107483A (ja) ブラシレスモ−タ
KR840001050Y1 (ko) Vtr용 캡스탄 써보 모터
JPH05189932A (ja) ディスク装置およびブラシレスモータ
JPH01268497A (ja) ステップモータ駆動回路
JPS62231118A (ja) エンコ−ダ
JPS5851767A (ja) 扁平形単極電動機