JPH05196039A - 磁気軸受装置 - Google Patents
磁気軸受装置Info
- Publication number
- JPH05196039A JPH05196039A JP4028844A JP2884492A JPH05196039A JP H05196039 A JPH05196039 A JP H05196039A JP 4028844 A JP4028844 A JP 4028844A JP 2884492 A JP2884492 A JP 2884492A JP H05196039 A JPH05196039 A JP H05196039A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- bearing device
- reaction force
- electromagnet stator
- magnetic bearing
- 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
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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
- F16C32/0446—Determination of the actual position of the moving member, e.g. details of sensors
- F16C32/0448—Determination of the actual position of the moving member, e.g. details of sensors by using the electromagnet itself as sensor, e.g. sensorless magnetic bearings
-
- 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
- F16C2233/00—Monitoring condition, e.g. temperature, load, vibration
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 変位センサを除去することのできる、コンパ
クトな磁気軸受装置を提供する。 【構成】 電磁石固定子のコイルに励磁電流を流すこと
によって生じる磁気力により、被支持体を非接触で支持
する磁気軸受装置において、前記電磁石固定子（１１）
のコイル（２）に作用する反力を検出する反力検出器
（６）を備え、前記反力検出器（６）により検出された
反力に基づき、前記電磁石固定子（１１）のコイル
（２）の励磁電流を制御することを特徴とする。
クトな磁気軸受装置を提供する。 【構成】 電磁石固定子のコイルに励磁電流を流すこと
によって生じる磁気力により、被支持体を非接触で支持
する磁気軸受装置において、前記電磁石固定子（１１）
のコイル（２）に作用する反力を検出する反力検出器
（６）を備え、前記反力検出器（６）により検出された
反力に基づき、前記電磁石固定子（１１）のコイル
（２）の励磁電流を制御することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はターボ機械や工作機械等
に用いられる磁気軸受装置に係り、より詳細には、被支
持体に磁性材料製のターゲットを取付け、ケーシングに
取付けられたヨークにコイルを巻いた電磁石固定子を備
え、被支持体ターゲットと電磁石固定子との間隙を任意
の一定間隔とするようにし、コイルに励磁電流を流し、
被支持体ターゲットと電磁石固定子間に磁気吸引力を作
用させ、被支持体を目標位置に非接触で支承する磁気軸
受装置に関する。
に用いられる磁気軸受装置に係り、より詳細には、被支
持体に磁性材料製のターゲットを取付け、ケーシングに
取付けられたヨークにコイルを巻いた電磁石固定子を備
え、被支持体ターゲットと電磁石固定子との間隙を任意
の一定間隔とするようにし、コイルに励磁電流を流し、
被支持体ターゲットと電磁石固定子間に磁気吸引力を作
用させ、被支持体を目標位置に非接触で支承する磁気軸
受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の磁気軸受装置を示すもので
ある。図２において、ケーシング１３には励磁コイル２
が巻回されたヨーク１を具備する電磁石固定子１１が固
定されている。一方、回転軸等である被支持体１２には
磁性材料のターゲット５が固着されている。そして、電
磁石固定子１１に隣接して変位センサ１４が配設されて
おり、その出力はセンサアンプ７に入力される。安定浮
上用制御回路８によって、センサアンプ７からの出力信
号と目標値との差分の信号に基づいてパワーアンプ９を
介してコイル２に励磁電流を流し、被支持体１２のター
ゲット５と電磁石固定子１１間に磁気吸引力を作用させ
るように構成されている。
ある。図２において、ケーシング１３には励磁コイル２
が巻回されたヨーク１を具備する電磁石固定子１１が固
定されている。一方、回転軸等である被支持体１２には
磁性材料のターゲット５が固着されている。そして、電
磁石固定子１１に隣接して変位センサ１４が配設されて
おり、その出力はセンサアンプ７に入力される。安定浮
上用制御回路８によって、センサアンプ７からの出力信
号と目標値との差分の信号に基づいてパワーアンプ９を
介してコイル２に励磁電流を流し、被支持体１２のター
ゲット５と電磁石固定子１１間に磁気吸引力を作用させ
るように構成されている。
【０００３】係る従来の磁気軸受装置においては、変位
センサ１４は、例えば、被支持体に固定された磁性体の
センサターゲット１５と、ケーシング１３に固定され、
センサターゲットの直近にギャップを隔てて位置するヨ
ーク１６に巻回されたセンサコイル１７とからなってい
る。そして、センサコイル１７のインダクタンスの変化
を測定することにより、被支持体１２のターゲット１５
の位置、即ち、ケーシング１３に固定された変位センサ
のヨーク１６とのギャップの相対変位を測定する。
センサ１４は、例えば、被支持体に固定された磁性体の
センサターゲット１５と、ケーシング１３に固定され、
センサターゲットの直近にギャップを隔てて位置するヨ
ーク１６に巻回されたセンサコイル１７とからなってい
る。そして、センサコイル１７のインダクタンスの変化
を測定することにより、被支持体１２のターゲット１５
の位置、即ち、ケーシング１３に固定された変位センサ
のヨーク１６とのギャップの相対変位を測定する。
【０００４】係る変位センサ１４は、被支持体１２側に
は、磁性体のセンサターゲット１５が必要であり、ケー
シング１３側には、ケーシング１３に固定されたヨーク
１６及びこれに巻回されたセンサコイル１７が必要であ
る。変位センサを構成するターゲット、ヨーク及びセン
サコイルは、磁気吸引力を発生することにより、被支持
体１２を支承する磁気軸受本体を構成するターゲット、
電磁石固定子と比較して、その動作機構、構成要素が類
似していることから少なくない面積、体積を磁気軸受装
置全体の中に占有していた。
は、磁性体のセンサターゲット１５が必要であり、ケー
シング１３側には、ケーシング１３に固定されたヨーク
１６及びこれに巻回されたセンサコイル１７が必要であ
る。変位センサを構成するターゲット、ヨーク及びセン
サコイルは、磁気吸引力を発生することにより、被支持
体１２を支承する磁気軸受本体を構成するターゲット、
電磁石固定子と比較して、その動作機構、構成要素が類
似していることから少なくない面積、体積を磁気軸受装
置全体の中に占有していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】係る現状技術の問題点
に鑑み、本発明は、ターゲット、ヨーク、センサコイル
等からなる変位センサを除去することにより、コンパク
トな磁気軸受装置を提供するものである。
に鑑み、本発明は、ターゲット、ヨーク、センサコイル
等からなる変位センサを除去することにより、コンパク
トな磁気軸受装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、電磁石固定子
のコイルに励磁電流を流すことによって生じる磁気力に
より、被支持体を非接触で支承する磁気軸受装置におい
て、前記電磁石固定子のコイルに作用する反力を検出す
る反力検出器を備え、前記反力検出器により検出された
反力に基づき、前記電磁石固定子のコイルの励磁電流を
制御することを特徴とする。
のコイルに励磁電流を流すことによって生じる磁気力に
より、被支持体を非接触で支承する磁気軸受装置におい
て、前記電磁石固定子のコイルに作用する反力を検出す
る反力検出器を備え、前記反力検出器により検出された
反力に基づき、前記電磁石固定子のコイルの励磁電流を
制御することを特徴とする。
【０００７】
【作用】電磁石固定子の励磁コイルに作用する反力を、
圧力検出器により検出することから、電磁石固定子と被
支持体のギャップの大きさが推定される。従って、推定
されたギャップの大きさ、即ち、被支持体の変位に基づ
いて電磁石固定子のコイルの励磁電流を制御することに
より、被支持体を目標位置に支承することができる。即
ち、圧力検出器は、従来の技術における変位センサの役
割を果たすことができ、変位センサを圧力検出器によっ
て代替することによりコンパクトな磁気軸受装置が実現
できる。
圧力検出器により検出することから、電磁石固定子と被
支持体のギャップの大きさが推定される。従って、推定
されたギャップの大きさ、即ち、被支持体の変位に基づ
いて電磁石固定子のコイルの励磁電流を制御することに
より、被支持体を目標位置に支承することができる。即
ち、圧力検出器は、従来の技術における変位センサの役
割を果たすことができ、変位センサを圧力検出器によっ
て代替することによりコンパクトな磁気軸受装置が実現
できる。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の磁気軸受装置の
説明図である。電磁石固定子１１は、ヨーク１に励磁コ
イル２が巻回されており、コイル２に励磁電流を流すこ
とによりＸ方向に磁気吸引力を発生する。被支持体１２
には、磁性材料のターゲット３が固定されており、電磁
石固定子１１の磁気吸引力によりターゲット３が吸引さ
れることにより、被支持体１２が非接触浮上した状態で
支承される。
説明図である。電磁石固定子１１は、ヨーク１に励磁コ
イル２が巻回されており、コイル２に励磁電流を流すこ
とによりＸ方向に磁気吸引力を発生する。被支持体１２
には、磁性材料のターゲット３が固定されており、電磁
石固定子１１の磁気吸引力によりターゲット３が吸引さ
れることにより、被支持体１２が非接触浮上した状態で
支承される。
【０００９】ヨーク１に巻回されたコイル２は、非磁性
体のコイル押さえ板４，５によってＸ方向の両端を固定
されており、且つヨーク１に沿って、Ｘ方向に移動可能
な状態となっている。反力検出器６は、コイル押さえ板
５に接触しており、コイル２がＸ方向に反力を受ける
と、この反力に比例した電気信号を出力する。反力検出
器６は、例えば、圧電（ピエゾ）素子によって極めて薄
く且つ小型に製作することができる。
体のコイル押さえ板４，５によってＸ方向の両端を固定
されており、且つヨーク１に沿って、Ｘ方向に移動可能
な状態となっている。反力検出器６は、コイル押さえ板
５に接触しており、コイル２がＸ方向に反力を受ける
と、この反力に比例した電気信号を出力する。反力検出
器６は、例えば、圧電（ピエゾ）素子によって極めて薄
く且つ小型に製作することができる。
【００１０】反力検出器６の出力信号は、センサアンプ
７に入力され、増幅されて、制御回路８に入力される。
制御回路８では、予め設定された被支持体１２の目標支
承位置の信号と、反力検出器６の反力に対応した信号と
が比較され、目標支承位置に被支持体が移動するよう
に、パワーアンプ９を介して、電磁石固定子１１のコイ
ル２の励磁電流を制御する。
７に入力され、増幅されて、制御回路８に入力される。
制御回路８では、予め設定された被支持体１２の目標支
承位置の信号と、反力検出器６の反力に対応した信号と
が比較され、目標支承位置に被支持体が移動するよう
に、パワーアンプ９を介して、電磁石固定子１１のコイ
ル２の励磁電流を制御する。
【００１１】ところで、係る図１に示す磁気軸受装置の
構成によれば、電磁石固定子１１のコイル２には、励磁
電流を流すことによって、反力、即ちＸ方向への力が生
じる。この反力の大きさは、励磁電流の増減、ターゲッ
ト３とのギャップ長さｇi によって、変化することが実
験的に確かめられている。
構成によれば、電磁石固定子１１のコイル２には、励磁
電流を流すことによって、反力、即ちＸ方向への力が生
じる。この反力の大きさは、励磁電流の増減、ターゲッ
ト３とのギャップ長さｇi によって、変化することが実
験的に確かめられている。
【００１２】それ故、電磁石固定子１１のコイル２に励
磁電流を流すことによって、コイル２に生じる磁気吸引
力の反力を検出することにより、変位センサと同様に、
ギャップ長さｇi を検出するのと同様の効果が得られ
る。従って、反力検出器６により、変位センサに代え
て、電磁石固定子１１のコイル２の励磁電流を制御する
ことができる。即ち、被支持体を非接触浮上させる磁気
吸引力を発生するコイル２の励磁電流の反力を検出し、
これを制御回路８、パワーアンプ９を経て、コイル２の
励磁電流にフィードバック制御することによって、被支
持体１２を目標位置に非接触浮上させることができる。
磁電流を流すことによって、コイル２に生じる磁気吸引
力の反力を検出することにより、変位センサと同様に、
ギャップ長さｇi を検出するのと同様の効果が得られ
る。従って、反力検出器６により、変位センサに代え
て、電磁石固定子１１のコイル２の励磁電流を制御する
ことができる。即ち、被支持体を非接触浮上させる磁気
吸引力を発生するコイル２の励磁電流の反力を検出し、
これを制御回路８、パワーアンプ９を経て、コイル２の
励磁電流にフィードバック制御することによって、被支
持体１２を目標位置に非接触浮上させることができる。
【００１３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、従来の変位センサに代えて、電磁石固定子の励磁コ
イルの反力を検出することにより、被支持体を目標位置
に非接触支承するようフィードバック制御を行うことが
できる。反力検出器は、圧電（ピエゾ）素子等により極
めて薄く、且つ小型に製作することができるので、従来
の変位センサが不要となり、大幅にコンパクト化された
磁気軸受装置が実現できる。
ば、従来の変位センサに代えて、電磁石固定子の励磁コ
イルの反力を検出することにより、被支持体を目標位置
に非接触支承するようフィードバック制御を行うことが
できる。反力検出器は、圧電（ピエゾ）素子等により極
めて薄く、且つ小型に製作することができるので、従来
の変位センサが不要となり、大幅にコンパクト化された
磁気軸受装置が実現できる。
【図１】本発明の一実施例の磁気軸受装置の説明図。
【図２】従来の磁気軸受装置の説明図。
１ ヨーク ２ 励磁コイル ３ ターゲット ４，５ コイル押さえ板 ６ 反力検出器 ７ センサアンプ ８ 制御回路 ９ パワーアンプ １１ 電磁石固定子 １２ 被支持体
Claims (1)
- 【請求項１】 電磁石固定子のコイルに励磁電流を流す
ことによって生じる磁気力により、被支持体を非接触で
支承する磁気軸受装置において、前記電磁石固定子のコ
イルに作用する反力を検出する反力検出器を備え、前記
反力検出器により検出された反力に基づき、前記電磁石
固定子のコイルの励磁電流を制御することを特徴とする
磁気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4028844A JPH05196039A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4028844A JPH05196039A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 磁気軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05196039A true JPH05196039A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=12259680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4028844A Pending JPH05196039A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05196039A (ja) |
-
1992
- 1992-01-20 JP JP4028844A patent/JPH05196039A/ja active Pending
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