JPH05202984A - 電磁懸架装置のすきま制御装置 - Google Patents
電磁懸架装置のすきま制御装置Info
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- JPH05202984A JPH05202984A JP4222676A JP22267692A JPH05202984A JP H05202984 A JPH05202984 A JP H05202984A JP 4222676 A JP4222676 A JP 4222676A JP 22267692 A JP22267692 A JP 22267692A JP H05202984 A JPH05202984 A JP H05202984A
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- electromagnetic suspension
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
- B60L13/04—Magnetic suspension or levitation for vehicles
-
- 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
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
- F16F15/03—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
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- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 効果的な音響絶縁を行い、内部発生雑音を最
少にし、且つ機械の振動と振動感知構体の運動との間の
減結合を達成する。 【構成】 制御ループ要素１，５を有し、制御ループ要
素１の電流調整器及び周波数フィルタが低い及び中程度
の音声周波数ではセンサ４，６により、ソレノイドに流
れる電流を能動制御でき且つ高い音声周波数では能動制
御できないように設計される場合に、制御ループ要素
１，５は音響絶縁の為、機械的制動及びバネを模倣す
る。
少にし、且つ機械の振動と振動感知構体の運動との間の
減結合を達成する。 【構成】 制御ループ要素１，５を有し、制御ループ要
素１の電流調整器及び周波数フィルタが低い及び中程度
の音声周波数ではセンサ４，６により、ソレノイドに流
れる電流を能動制御でき且つ高い音声周波数では能動制
御できないように設計される場合に、制御ループ要素
１，５は音響絶縁の為、機械的制動及びバネを模倣す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、機械と機械台の間で
電磁懸架装置のすきまを制御するための周波数フィルタ
付き制御装置に関するものである。
電磁懸架装置のすきまを制御するための周波数フィルタ
付き制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】制御要素ループが非直線性
要素を含み且つ間欠的外乱を本質的に等化する場合に、
乗物の性能を最適にする為の電磁懸架装置のすきま制御
装置はＤＥ−ＰＳ３１ １７ ９７１号に開示されてい
る。この為、道路の状態が著しく悪いルート部分ではす
きまの設定が増大される。この型式の制御は、悪路の頻
度で決定された一定幅にすきまを維持する定すきま制御
装置を特徴付ける欠点によって困らされる。これは、一
方では乗物と他方ではルート部分との間の堅い結合に近
づく。この型式の結合の作用は堅い機械的バネの作用に
匹敵し、その静的バネ率（spring rate）は無限に高
い。この制御装置での他の欠点は、低い音声周波数及び
中程度の音声周波数の範囲では音響絶縁を行わないこと
である。
要素を含み且つ間欠的外乱を本質的に等化する場合に、
乗物の性能を最適にする為の電磁懸架装置のすきま制御
装置はＤＥ−ＰＳ３１ １７ ９７１号に開示されてい
る。この為、道路の状態が著しく悪いルート部分ではす
きまの設定が増大される。この型式の制御は、悪路の頻
度で決定された一定幅にすきまを維持する定すきま制御
装置を特徴付ける欠点によって困らされる。これは、一
方では乗物と他方ではルート部分との間の堅い結合に近
づく。この型式の結合の作用は堅い機械的バネの作用に
匹敵し、その静的バネ率（spring rate）は無限に高
い。この制御装置での他の欠点は、低い音声周波数及び
中程度の音声周波数の範囲では音響絶縁を行わないこと
である。
【０００３】船や潜水艦では、ＤＥ−ＰＳ３１ １７
９７１号に開示された懸架装置の定すきま制御装置を有
する電磁懸架装置は、例えば電力供給ユニット、原動機
又は補助電力供給ユニットの機械に関係した振動を機械
台従って船体へ伝え、これはソナーで検知される危険が
ある。航空機、バス、鉄道、又は鋼や強化コンクリート
の構造物のような他の振動感知構体では、機械用電磁懸
架装置の定すきま制御装置は、低い音声周波数及び中程
度の音声周波数の範囲で結合する高い内部雑音を引き起
こし、従って高いレベルの雑音を発する欠点を持ってい
る。
９７１号に開示された懸架装置の定すきま制御装置を有
する電磁懸架装置は、例えば電力供給ユニット、原動機
又は補助電力供給ユニットの機械に関係した振動を機械
台従って船体へ伝え、これはソナーで検知される危険が
ある。航空機、バス、鉄道、又は鋼や強化コンクリート
の構造物のような他の振動感知構体では、機械用電磁懸
架装置の定すきま制御装置は、低い音声周波数及び中程
度の音声周波数の範囲で結合する高い内部雑音を引き起
こし、従って高いレベルの雑音を発する欠点を持ってい
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段、作用、効果】広い様相で
は、この発明は、効果的な音響絶縁を行い、内部発生雑
音を最少にし、且つ機械の振動と振動感知構体の運動と
の間の減結合を達成するための電磁懸架装置用汎用制御
装置を提供することである。
は、この発明は、効果的な音響絶縁を行い、内部発生雑
音を最少にし、且つ機械の振動と振動感知構体の運動と
の間の減結合を達成するための電磁懸架装置用汎用制御
装置を提供することである。
【０００５】この発明の特定目的は、音響絶縁の為、可
変の音声周波数依存バネ率及び制動容量を持つ機械的バ
ネを電磁的に模倣する制御ループ要素、並びに音声周波
数用に設計された周波数フィルタを提供することであ
る。
変の音声周波数依存バネ率及び制動容量を持つ機械的バ
ネを電磁的に模倣する制御ループ要素、並びに音声周波
数用に設計された周波数フィルタを提供することであ
る。
【０００６】可変の音声周波数依存バネ率及び制動容量
を持つ機械的バネを電磁的に模倣する為の制御ループ要
素中で、音声周波数がバネ率及び制動値と相関される場
合に、電磁懸架装置のバネ率及び制動容量が音声周波数
に採用され得る点に、この発明の利点がある。個々のパ
ルス及び近似的に静的な負荷変動が有る場合に、制御装
置は、電磁懸架装置の定すきま制御によっても達成され
るような高いバネ率を選択する。中程度、高い及び非常
に高い音声周波数に対しては制御装置は零に近いバネ率
及び制動容量を模倣する。慣用のバネ制動装置の助けを
借りてこの模倣は近似的にのみ達成され得る。この発明
の装置は、従って、従来、電磁懸架装置に関連付けられ
ていた低い周波数及び中程度の周波数での音声結合の欠
点を解消する。
を持つ機械的バネを電磁的に模倣する為の制御ループ要
素中で、音声周波数がバネ率及び制動値と相関される場
合に、電磁懸架装置のバネ率及び制動容量が音声周波数
に採用され得る点に、この発明の利点がある。個々のパ
ルス及び近似的に静的な負荷変動が有る場合に、制御装
置は、電磁懸架装置の定すきま制御によっても達成され
るような高いバネ率を選択する。中程度、高い及び非常
に高い音声周波数に対しては制御装置は零に近いバネ率
及び制動容量を模倣する。慣用のバネ制動装置の助けを
借りてこの模倣は近似的にのみ達成され得る。この発明
の装置は、従って、従来、電磁懸架装置に関連付けられ
ていた低い周波数及び中程度の周波数での音声結合の欠
点を解消する。
【０００７】この発明の望ましい様相では、機械台は電
磁懸架装置の鉄心に巻かれたソレノイドを有し、そして
関連した接極子は機械ケーシング上に配設される。これ
は下記の点で利点を提供する。即ち電磁懸架装置要素が
厳密には受動的であるので、懸架されるべき機械の質量
体は電力線及び大きいスラジや鉄心によって増大されな
い。また、ソレノイド、電流計、並びに変位ピックアッ
プ、磁束ピックアップ及び力ピックアップのような能動
制御ループ要素は改善された維持性を入手し易くなる。
磁懸架装置の鉄心に巻かれたソレノイドを有し、そして
関連した接極子は機械ケーシング上に配設される。これ
は下記の点で利点を提供する。即ち電磁懸架装置要素が
厳密には受動的であるので、懸架されるべき機械の質量
体は電力線及び大きいスラジや鉄心によって増大されな
い。また、ソレノイド、電流計、並びに変位ピックアッ
プ、磁束ピックアップ及び力ピックアップのような能動
制御ループ要素は改善された維持性を入手し易くなる。
【０００８】ソレノイドに流れる電流の作用として磁束
を測定する為に、電磁懸架装置中に磁束センサを使用す
ることが望ましく、この磁束センサは電流調整器及び制
御ユニットと協働して、ソレノイドに流れる電流を調節
・制御する。
を測定する為に、電磁懸架装置中に磁束センサを使用す
ることが望ましく、この磁束センサは電流調整器及び制
御ユニットと協働して、ソレノイドに流れる電流を調節
・制御する。
【０００９】この発明の他の様相では、ソレノイドに流
れる電流の作用は磁束では測定されず、力ピックアップ
によって測定された力で測定される。この為、機械台
は、これと鉄心の間に配設され且つ制御ループ要素中の
電流調整器と協働してバネ率及び制動容量の音声周波数
依存調節を行う為のロードセルを有している。
れる電流の作用は磁束では測定されず、力ピックアップ
によって測定された力で測定される。この為、機械台
は、これと鉄心の間に配設され且つ制御ループ要素中の
電流調整器と協働してバネ率及び制動容量の音声周波数
依存調節を行う為のロードセルを有している。
【００１０】この発明のこれら様相は、補償電流が電流
調整器、磁束センサ又はロードセルによりリンソレノイ
ドを通じて流され、機械台への音声の影響をオフセット
するように電流が制御される点で、利点を提供する。
調整器、磁束センサ又はロードセルによりリンソレノイ
ドを通じて流され、機械台への音声の影響をオフセット
するように電流が制御される点で、利点を提供する。
【００１１】この発明の他の望ましい様相では、電磁懸
架装置は、各電磁軸受用の補償電流を供給する為の第２
の（他の）ソレノイド（補償コイル）を有している。こ
れは下記の点で利点を提供する。即ち、制御装置は、補
償コイルの勝手に選択できる数の巻線により測定且つ制
御用に適したより良好な値まで増大され得る他の音声周
波数依存補償電流を制御できることである。
架装置は、各電磁軸受用の補償電流を供給する為の第２
の（他の）ソレノイド（補償コイル）を有している。こ
れは下記の点で利点を提供する。即ち、制御装置は、補
償コイルの勝手に選択できる数の巻線により測定且つ制
御用に適したより良好な値まで増大され得る他の音声周
波数依存補償電流を制御できることである。
【００１２】この発明の望ましい様相では、環状コイル
及びカップ状鉄心を有する環状磁石が使用され、そして
変位センサはカップ状鉄心の中央に開けられた孔の中に
配設されて磁束制御を改善する。この構成では、カップ
状鉄心は大きな渦電流を形成する為に低抵抗非積層材料
で作られることが望ましく、これは高い周波数の音波を
音響絶縁するのに特に有利であると分かった。電磁軸受
の環状磁石設計によって提供される他の利点は、すきま
及び磁束透過鉄部外の漏洩磁界が低減されることであ
る。
及びカップ状鉄心を有する環状磁石が使用され、そして
変位センサはカップ状鉄心の中央に開けられた孔の中に
配設されて磁束制御を改善する。この構成では、カップ
状鉄心は大きな渦電流を形成する為に低抵抗非積層材料
で作られることが望ましく、これは高い周波数の音波を
音響絶縁するのに特に有利であると分かった。電磁軸受
の環状磁石設計によって提供される他の利点は、すきま
及び磁束透過鉄部外の漏洩磁界が低減されることであ
る。
【００１３】この発明の他の望ましい様相では、低い音
声周波数及び中程度の音声周波数ではソレノイドに流れ
る電流用の磁束センサ又はロードセル及び変位センサに
より能動制御を行え、且つ高い音声周波数では能動制御
を行えない周波数フィルタを、制御ループ要素(1)が有
している。低い音声周波数及び中程度の音声周波数に対
し、能動制御は、音響絶縁の為の可変の音声周波数依存
バネ率及び制動容量を持つ機械的バネを電磁的に模倣す
る。懸架装置の電磁軸受が或るサイズに作られると、す
きまの変動による高い音声周波数及び非常に高い音声周
波数は機械台への無反応力を都合良く出し、これはすき
まの変動によって生じられた誘起電圧電流並びにソレノ
イドに流れる電流及び磁気回路の鉄部の渦電流のせいで
あるので、高い周波数及び非常に高い音声周波数の為の
バネ率は零に達し、従って内部発生雑音を完全に絶縁す
る。
声周波数及び中程度の音声周波数ではソレノイドに流れ
る電流用の磁束センサ又はロードセル及び変位センサに
より能動制御を行え、且つ高い音声周波数では能動制御
を行えない周波数フィルタを、制御ループ要素(1)が有
している。低い音声周波数及び中程度の音声周波数に対
し、能動制御は、音響絶縁の為の可変の音声周波数依存
バネ率及び制動容量を持つ機械的バネを電磁的に模倣す
る。懸架装置の電磁軸受が或るサイズに作られると、す
きまの変動による高い音声周波数及び非常に高い音声周
波数は機械台への無反応力を都合良く出し、これはすき
まの変動によって生じられた誘起電圧電流並びにソレノ
イドに流れる電流及び磁気回路の鉄部の渦電流のせいで
あるので、高い周波数及び非常に高い音声周波数の為の
バネ率は零に達し、従って内部発生雑音を完全に絶縁す
る。
【００１４】曲げモーメントや他のひずみが機械にかゝ
らないように、各空間方向毎に４個以上の電磁軸受を持
つ電磁懸架装置によりこの制御装置は機械の内部発生雑
音絶縁式懸架装置を望ましく実施させる点で、この発明
は主要な利点を提供する。各空間方向毎に４個以上の軸
受を持つ静的に不定の懸架装置の各電磁軸受にこの発明
の制御装置が装備される時に、そのような曲げモーメン
トやひずみを打消す為の精巧な上位コンピュータや上位
制御ユニットは不要である。
らないように、各空間方向毎に４個以上の電磁軸受を持
つ電磁懸架装置によりこの制御装置は機械の内部発生雑
音絶縁式懸架装置を望ましく実施させる点で、この発明
は主要な利点を提供する。各空間方向毎に４個以上の軸
受を持つ静的に不定の懸架装置の各電磁軸受にこの発明
の制御装置が装備される時に、そのような曲げモーメン
トやひずみを打消す為の精巧な上位コンピュータや上位
制御ユニットは不要である。
【００１５】この発明の制御装置を使用する望ましい制
御システムでは、機械台が機械の振動によって起こされ
た交番力にとらわれないまゝであるように、電磁石のコ
イルに流れる電流は電流調整器によって制御される。衝
撃のような個々の脈動や衝撃負荷、及び船のロータリン
グのような一定若しくはゆっくりと変わる連続性負荷
は、もし５cpsを超えないなら絶縁無しで機械へ又は機
械から伝えられ、且つ５cpsと１５cpsの間で増加的に緩
和される。１５cpsを超えると、この発明の制御装置は
大体１００％の音響絶縁を行い、これは１０００cpsで
は磁気誘導によって起こされた大体１００％の音響絶縁
になる。
御システムでは、機械台が機械の振動によって起こされ
た交番力にとらわれないまゝであるように、電磁石のコ
イルに流れる電流は電流調整器によって制御される。衝
撃のような個々の脈動や衝撃負荷、及び船のロータリン
グのような一定若しくはゆっくりと変わる連続性負荷
は、もし５cpsを超えないなら絶縁無しで機械へ又は機
械から伝えられ、且つ５cpsと１５cpsの間で増加的に緩
和される。１５cpsを超えると、この発明の制御装置は
大体１００％の音響絶縁を行い、これは１０００cpsで
は磁気誘導によって起こされた大体１００％の音響絶縁
になる。
【００１６】この発明の制御装置は、船や他の音響感知
設備に電流を供給する為の例えば原動機及び発電機から
成る密封式電力供給ユニットを支持する懸架装置のすき
まを制御して振動を絶縁するのに都合良く使用される。
もしトルクが例えば被駆動機械によって吸収されるか或
は原動機から伝えられるならば、電磁石のコイルに流れ
る電流はまたトルクの関数として制御されるのが好まし
い。船のエンジンで出力や加速度が考えられる時に、電
磁石のコイルに流れる電流は更に出力や加速度の関数と
して制御される。
設備に電流を供給する為の例えば原動機及び発電機から
成る密封式電力供給ユニットを支持する懸架装置のすき
まを制御して振動を絶縁するのに都合良く使用される。
もしトルクが例えば被駆動機械によって吸収されるか或
は原動機から伝えられるならば、電磁石のコイルに流れ
る電流はまたトルクの関数として制御されるのが好まし
い。船のエンジンで出力や加速度が考えられる時に、電
磁石のコイルに流れる電流は更に出力や加速度の関数と
して制御される。
【００１７】
【実施例】添付図面はこの発明の望ましい実施例を例示
する。図１は、懸架されるべき質量体２及び電磁石３と
協働する制御ループ要素１及び５を有する制御装置を示
すブロック図である。制御ループ要素１は、一体に組み
込まれた制御ユニット及び電磁石３のソレノイドに流れ
る電流の為の一体に組み込まれた電流調整器、並びに補
助制御ユニット及び機械台に作用する力をオフセットす
るための補償電流を調整して制御する為に他のソレノイ
ドに流れる電流の為の電流調整器を有している。制御ル
ープ要素１は、更に、外乱周波数８を除去しかつ変位ピ
ックアップ及びバネ特性（バネ率及び制動容量から）を
呈示するために制御ループ要素５と協働するロードセル
又は磁束センサの形態をしたセンサ４及び６によりソレ
ノイドに流れる電流を制御する為の周波数フィルタを含
む。従って、５cps〜１５cpsの周波数範囲では、電磁石
３は増大する周波数で動的力伝達を消滅させることの機
械的バネを模倣する。
する。図１は、懸架されるべき質量体２及び電磁石３と
協働する制御ループ要素１及び５を有する制御装置を示
すブロック図である。制御ループ要素１は、一体に組み
込まれた制御ユニット及び電磁石３のソレノイドに流れ
る電流の為の一体に組み込まれた電流調整器、並びに補
助制御ユニット及び機械台に作用する力をオフセットす
るための補償電流を調整して制御する為に他のソレノイ
ドに流れる電流の為の電流調整器を有している。制御ル
ープ要素１は、更に、外乱周波数８を除去しかつ変位ピ
ックアップ及びバネ特性（バネ率及び制動容量から）を
呈示するために制御ループ要素５と協働するロードセル
又は磁束センサの形態をしたセンサ４及び６によりソレ
ノイドに流れる電流を制御する為の周波数フィルタを含
む。従って、５cps〜１５cpsの周波数範囲では、電磁石
３は増大する周波数で動的力伝達を消滅させることの機
械的バネを模倣する。
【００１８】１５cps〜１０００cpsの周波数範囲では、
交番磁力を特徴付ける大きさを検知して磁束の変化に従
って磁力の変化に反作用するようにソレノイドに流れる
電流を再調節するのにセンサ６が使用される。その結
果、代表的な例では原動機と発電機から成る電力ユニッ
トである質量体２の振動によってすきまが変わるにもか
ゝわらず、磁束は一定に保持される。従って、例えば機
械台上に配置された電磁石３には交番磁力が伝達されな
い。
交番磁力を特徴付ける大きさを検知して磁束の変化に従
って磁力の変化に反作用するようにソレノイドに流れる
電流を再調節するのにセンサ６が使用される。その結
果、代表的な例では原動機と発電機から成る電力ユニッ
トである質量体２の振動によってすきまが変わるにもか
ゝわらず、磁束は一定に保持される。従って、例えば機
械台上に配置された電磁石３には交番磁力が伝達されな
い。
【００１９】交番磁力を特徴付ける大きさとしてのすき
まにおける交番磁束は、例えば誘導コイルから成るセン
サ（磁束ピックアップ）６により或はロードセルや荷重
検知ディスクにより検知され得る。
まにおける交番磁束は、例えば誘導コイルから成るセン
サ（磁束ピックアップ）６により或はロードセルや荷重
検知ディスクにより検知され得る。
【００２０】ソレノイドに流れる電流は電流計７で検知
される。
される。
【００２１】図２は、音響絶縁を行う為の制御装置用環
状磁石９を示す構成図である。環状磁石９は外部磁束の
漏れを最少にするためにカップ状鉄心１０を有する。環
状磁石９の中央の孔１１には変位センサが適応する。ソ
レノイド１２は、鉄心１０内に同心に配置されかつすき
ま１３と対面する場合には鉄心１０によって覆われな
い。環状磁石９の接極子１４は懸架されるべき機械に固
定接続されるが、ソレノイド１２及び鉄心１０は機械台
によって支持される。
状磁石９を示す構成図である。環状磁石９は外部磁束の
漏れを最少にするためにカップ状鉄心１０を有する。環
状磁石９の中央の孔１１には変位センサが適応する。ソ
レノイド１２は、鉄心１０内に同心に配置されかつすき
ま１３と対面する場合には鉄心１０によって覆われな
い。環状磁石９の接極子１４は懸架されるべき機械に固
定接続されるが、ソレノイド１２及び鉄心１０は機械台
によって支持される。
【００２２】機械を懸架するために１０アンペア程度の
準静的電流（０cps〜１５cps）の大部分が制御ループ要
素１の電流調整器によってソレノイド１２へ供給されな
ければならない。１５cps〜１０００cpsの周波数範囲で
の能動絶縁の為に、準静的電流（０cps〜１５cps）はこ
の発明の制御装置の助けを借りてミリアンベア電流に重
畳される。１０００cpsを超える振動及びソレノイドで
の対応するすきまの変動によって誘起される電流は、電
流調整器の電流と反作用せずに電流調整器に流れること
ができる。
準静的電流（０cps〜１５cps）の大部分が制御ループ要
素１の電流調整器によってソレノイド１２へ供給されな
ければならない。１５cps〜１０００cpsの周波数範囲で
の能動絶縁の為に、準静的電流（０cps〜１５cps）はこ
の発明の制御装置の助けを借りてミリアンベア電流に重
畳される。１０００cpsを超える振動及びソレノイドで
の対応するすきまの変動によって誘起される電流は、電
流調整器の電流と反作用せずに電流調整器に流れること
ができる。
【００２３】電磁石３の実効内部絶縁を行う為に、ソレ
ノイド１２、鉄心１０及び接極子１４は、音響周波数範
囲でのすきまの変動によって誘起される電流が最大限大
きくされて能動制御を行わない場合に流されるように設
計される。この為に、鉄心１０中のソレノイド１２の巻
線窓の幅はその高さに比べて大きくされ、そしてソレノ
イド１２は低抵抗用に設計される。
ノイド１２、鉄心１０及び接極子１４は、音響周波数範
囲でのすきまの変動によって誘起される電流が最大限大
きくされて能動制御を行わない場合に流されるように設
計される。この為に、鉄心１０中のソレノイド１２の巻
線窓の幅はその高さに比べて大きくされ、そしてソレノ
イド１２は低抵抗用に設計される。
【００２４】鉄心１０及び接極子１４の磁束透過材料
は、変成器の鉄心と違って、積層ではなく、堅く、軟磁
性であり且つ良導電性であり、大きな渦電流を生じさせ
て内部絶縁を増大させる。
は、変成器の鉄心と違って、積層ではなく、堅く、軟磁
性であり且つ良導電性であり、大きな渦電流を生じさせ
て内部絶縁を増大させる。
【００２５】この発明の別な面では、ソレノイド１２が
置かれる鉄心１０中に２個のソレノイドを環状磁石が有
する。もちろん、一方のソレノイドは、電流調整器によ
り大量の電流が大多数の巻線に供給される支持コイルと
して設計される。他方のソレノイドは、補償コイルとし
て機能し且つ少数の巻線及び低出力の他の電流調整器を
有している。この態様では、支持コイル用電流調整器
は、音響絶縁を制御するのに必要な高い精度を満足しな
い。また、補償コイルの能動音響絶縁に必要な電流は、
巻線が少ないことを考慮して、もはやミリアンペア範囲
中になく、制御にもっと良く適した範囲に増大され得
る。補償コイルの吸収が低いので、能動音響絶縁用の他
の電流調整器の為の非スイッチング電力増幅器を使用さ
せる。
置かれる鉄心１０中に２個のソレノイドを環状磁石が有
する。もちろん、一方のソレノイドは、電流調整器によ
り大量の電流が大多数の巻線に供給される支持コイルと
して設計される。他方のソレノイドは、補償コイルとし
て機能し且つ少数の巻線及び低出力の他の電流調整器を
有している。この態様では、支持コイル用電流調整器
は、音響絶縁を制御するのに必要な高い精度を満足しな
い。また、補償コイルの能動音響絶縁に必要な電流は、
巻線が少ないことを考慮して、もはやミリアンペア範囲
中になく、制御にもっと良く適した範囲に増大され得
る。補償コイルの吸収が低いので、能動音響絶縁用の他
の電流調整器の為の非スイッチング電力増幅器を使用さ
せる。
【００２６】図３は、ガイド磁石１７及び支持磁石１８
を有し、船の機械台２０上に位置する電力供給ユニット
１９の内部発生音声絶縁式懸架装置の正面図である。音
響絶縁の為、この発明の制御装置が磁石及びコイルを支
持するフレーム２１と関連した磁石接極子に適合された
電力供給ユニット１９との間で作動するようにガイド磁
石１７及び支持磁石１８は設計される。パルス型衝撃荷
重を緩和する為に、衝撃吸収体２３はフレーム２１と船
の機械台２０の間に配置される。
を有し、船の機械台２０上に位置する電力供給ユニット
１９の内部発生音声絶縁式懸架装置の正面図である。音
響絶縁の為、この発明の制御装置が磁石及びコイルを支
持するフレーム２１と関連した磁石接極子に適合された
電力供給ユニット１９との間で作動するようにガイド磁
石１７及び支持磁石１８は設計される。パルス型衝撃荷
重を緩和する為に、衝撃吸収体２３はフレーム２１と船
の機械台２０の間に配置される。
【００２７】船のピッチ運動及びロール運動、或は乗物
の大きな加速度及び減速度下で、機械２４がすきま２９
の狭い境界内に支持されて案内されるように、制御ルー
プ要素５（第１図）中のバネ率及び制動値が調節され
る。１５cpsより低い音響周波数では、バネ率及び制動
力が周波数の増大につれて減少する場合に、機械的バネ
は制御ループ要素５の設定値に応じて電磁軸受中の制御
装置によって模倣される。１５cpsよりも高い周波数範
囲では、懸架された電力供給ユニット１９及び機械２４
はすきま２９の変動振幅によりすきま２９間で自由に振
動させられ、力はフレーム２１や船の機械台２０に伝達
されない。１０００cpsよりも高い周波数に対しては、
誘導コイル並びにガイド磁石１７及び支持磁石１８中の
渦電流による内部絶縁が既に充分高くて、能動制御を行
わない場合にも内部発生雑音が船の機械台２０へ伝達さ
れるのを防止する。
の大きな加速度及び減速度下で、機械２４がすきま２９
の狭い境界内に支持されて案内されるように、制御ルー
プ要素５（第１図）中のバネ率及び制動値が調節され
る。１５cpsより低い音響周波数では、バネ率及び制動
力が周波数の増大につれて減少する場合に、機械的バネ
は制御ループ要素５の設定値に応じて電磁軸受中の制御
装置によって模倣される。１５cpsよりも高い周波数範
囲では、懸架された電力供給ユニット１９及び機械２４
はすきま２９の変動振幅によりすきま２９間で自由に振
動させられ、力はフレーム２１や船の機械台２０に伝達
されない。１０００cpsよりも高い周波数に対しては、
誘導コイル並びにガイド磁石１７及び支持磁石１８中の
渦電流による内部絶縁が既に充分高くて、能動制御を行
わない場合にも内部発生雑音が船の機械台２０へ伝達さ
れるのを防止する。
【００２８】図４は、原動機２８及び発電機２７から成
る船の電力供給ユニット１９の為の内部発生雑音絶縁式
懸架装置の平面図である。この懸架装置はガイド磁石１
７及び支持磁石１８を有している。電磁軸受が定すきま
制御ユニットに適合され且つ上位制御ユニットを欠く時
に、縦ガイド２５、横ガイド２６の為の磁石及び支持磁
石１８を有する複数の必要な軸受点は、このような支持
・案内装置が船の機械２４にどんなひずみを課するかを
明白にする。この実施例では、各軸受がこの発明の制御
装置と適合されて、１５cpsより高い周波数では高連続
交番負荷の為にすきまの機械的バネを模倣する。
る船の電力供給ユニット１９の為の内部発生雑音絶縁式
懸架装置の平面図である。この懸架装置はガイド磁石１
７及び支持磁石１８を有している。電磁軸受が定すきま
制御ユニットに適合され且つ上位制御ユニットを欠く時
に、縦ガイド２５、横ガイド２６の為の磁石及び支持磁
石１８を有する複数の必要な軸受点は、このような支持
・案内装置が船の機械２４にどんなひずみを課するかを
明白にする。この実施例では、各軸受がこの発明の制御
装置と適合されて、１５cpsより高い周波数では高連続
交番負荷の為にすきまの機械的バネを模倣する。
【図１】懸架されるべき質量体及び電磁石と協働する制
御装置を示すブロック図である。
御装置を示すブロック図である。
【図２】音響絶縁を行う為の制御装置用環状磁石を示す
構成図である。
構成図である。
【図３】ガイド磁石及び支持磁石を有する内部発生雑音
絶縁式懸架装置を示す正面図である。
絶縁式懸架装置を示す正面図である。
【図４】船の電力供給ユニット用ガイド磁石及び支持磁
石を有する内部発生雑音絶縁式懸架装置を示す平面図で
ある。
石を有する内部発生雑音絶縁式懸架装置を示す平面図で
ある。
１，５ 制御ループ要素 ２ 質量体 ３ 電磁石 ４，６ センサ ７ 電流計 ９ 環状磁石 １０ カップ状鉄心 １１ 孔 １２ ソレノイド １３，２９ すきま １４ 接極子 １９ 電力供給ユニット ２０ 船の機械台 ２４ 機械 ２７ 発電機 ２８ 原動機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラインハルト・ヌーシェラー ドイツ連邦共和国、8911 シュヴィフティ ング、ドルフストラーセ 27ａ (72)発明者 ハンス・ヴェスナー ドイツ連邦共和国、8062 マルクト・イン デルスドルフ、チクロストラーセ 43
Claims (13)
- 【請求項１】 機械と機械台の間の電磁懸架装置のすき
まを制御する制御装置において、この制御装置は、音響
絶縁の為、可変の音声周波数依存バネ率の機械的な制動
及びバネを電磁的に模倣する制御ループ要素(1,5)を有
し、この制御ループ要素(1)は、電流調整器及び周波数
フィルタを有し、これら電流調整器及び周波数フィルタ
は、低い音声周波数及び中程度の音声周波数では磁束セ
ンサ(6)及び／又はロードセル及び／又は変位ピックア
ップ(4)によりソレノイドに流れる電流を能動制御でき
且つ高い音声周波数では能動制御できないように、設計
されることを特徴とする電磁懸架装置のすきま制御装
置。 - 【請求項２】 前記機械台は前記電磁懸架装置の鉄心(1
0)と共にソレノイド(12)を有し、そして関連した磁石接
極子(14)は前記機械上に配置されることを特徴とする請
求項１の電磁懸架装置のすきま制御装置。 - 【請求項３】 前記電磁懸架装置は、各電磁軸受用補償
電流を供給する為の他のソレノイドを有していることを
特徴とする請求項１又は請求項２の電磁懸架装置のすき
ま制御装置。 - 【請求項４】 前記電磁懸架装置は、電流調整器と協働
してソレノイド(12,15)に流れる電流を調節するための
磁束センサ(6)を有していることを特徴とする請求項１
ないし請求項３のいずれかの電磁懸架装置のすきま制御
装置。 - 【請求項５】 前記機械台は、この機械台と鉄心(10)の
間に配設され且つ電流調整器と協働してバネ率及び制御
容量を音声周波数依存調節するためのロードセルを有し
ていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいず
れかの電磁懸架装置のすきま制御装置。 - 【請求項６】 前記電磁懸架装置は、環状コイル及びカ
ップ状鉄心を有する環状磁石から成る電磁軸受を有し、
前記カップ状鉄心の中央孔(11)が変位ピックアップ(4)
と適応するのに役立つことを特徴とする請求項１ないし
請求項５のいずれかの電磁懸架装置のすきま制御装置。 - 【請求項７】 前記カップ状鉄心及びその関連磁石接極
子(14)は、大きな渦電流を流させるための低抵抗非積層
材料から成ることを特徴とする請求項１ないし請求項６
のいずれかの電磁懸架装置のすきま制御装置。 - 【請求項８】 前記制御ループ要素(1)は、ソレノイド
に流れる電流の為の磁束センサ(6)又はロードセルや変
位ピックアップ(4)により低い音声周波数及び中程度の
音声周波数で能動制御でき且つ高い音声周波数で能動制
御できない周波数フィルタを有していることを特徴とす
る請求項１ないし請求項７のいずれかの電磁懸架装置の
すきま制御装置。 - 【請求項９】 前記電磁懸架装置が各空間方向毎に４個
以上の電磁軸受を有し、各電磁軸受毎に１個の制御装置
がそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項１ないし
請求項８のいずれかの制御装置による機械の内部発生雑
音絶縁式懸架装置。 - 【請求項１０】 前記機械台が機械の振動によって引き
起こされた交番力によって影響されないまゝであるよう
に、電磁石のコイルに流れる電流が電流調整器で制御さ
れることを特徴とする請求項９の装置又は請求項１ない
し請求項８のいずれかの制御装置による電磁懸架装置の
制御装置。 - 【請求項１１】 バネ特性の電磁石模倣用制御ループ要
素(1,5)により、周波数依存バネ率及び制動容量は５cps
より低い周波数で一定の懸架機能に従って維持され、音
声周波数の増大につれて減少するバネ率及び制動容量は
５cpsと１０００cpsの間の音声周波数でセットされ、そ
して零に近い制動容量及びバネ率は１０００cpsを超え
る高い音声周波数に対して保証されることを特徴とする
請求項１０の制御装置。 - 【請求項１２】 原動機及び被駆動機械から成る電力ユ
ニット用懸架装置では、電磁石のコイルに流れる電流は
位置及び重量の関数として制御されることを特徴とする
請求項１０又は請求項１１の制御装置。 - 【請求項１３】 乗物用エンジンの懸架装置では、電磁
石のコイルに流れる電流が出力、加速度又はトルクの関
数として制御されることを特徴とする請求項１０又は請
求項１２の制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4127879A DE4127879C2 (de) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | Regelvorrichtung zur Regelung von Luftspalten elektromagnetischer Tragsysteme |
| DE4127879:8 | 1991-08-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05202984A true JPH05202984A (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=6438901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4222676A Pending JPH05202984A (ja) | 1991-08-22 | 1992-08-21 | 電磁懸架装置のすきま制御装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5387851A (ja) |
| JP (1) | JPH05202984A (ja) |
| DE (1) | DE4127879C2 (ja) |
| FR (1) | FR2680483B1 (ja) |
| GB (1) | GB2259158B (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5427347A (en) * | 1993-04-08 | 1995-06-27 | Lord Corporation | Apparatus for controlling active mounts |
| GB2281369A (en) * | 1993-06-10 | 1995-03-01 | Mas Research Ltd | Vibration cancellation device |
| US5453675A (en) * | 1994-10-13 | 1995-09-26 | Allied Signal Inc | Arrangement using sensed magnetic flux for rate damping and vibration suppression |
| DE4444762A1 (de) * | 1994-12-19 | 1996-06-20 | Bosch Gmbh Robert | Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben eines Verstellantriebs |
| JP3350310B2 (ja) * | 1995-08-22 | 2002-11-25 | 株式会社荏原製作所 | ロボットアームのリニアアクチュエータ |
| GB2315341B (en) * | 1996-03-01 | 2000-01-12 | Marconi Gec Ltd | Apparatus and method for spatially coupling an electro-magnet to a support armature |
| GB2313645B (en) * | 1996-03-08 | 2000-04-26 | Marconi Gec Ltd | Levitation device |
| GB2311502B (en) * | 1996-03-08 | 2000-06-14 | Marconi Gec Ltd | Mounting of machinery within a vessel |
| DE19628974C1 (de) * | 1996-07-18 | 1997-11-20 | Leica Mikroskopie & Syst | Einrichtung zur Schwingungsisolierung |
| US6462927B2 (en) * | 1997-02-28 | 2002-10-08 | Bae Systems Electronics Limited | Apparatus and method for spatially coupling an electro-magnet to a support armature |
| US6215218B1 (en) * | 1998-04-09 | 2001-04-10 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Control magnetic bearing |
| GB2353873A (en) * | 1999-09-03 | 2001-03-07 | Marconi Electronic Syst Ltd | Improvements in or relating to the control of electro-magnets |
| US6487061B1 (en) | 2000-01-27 | 2002-11-26 | Vssi Commercial, Inc. | Electromagnet support system |
| US6834841B2 (en) * | 2002-07-03 | 2004-12-28 | Honeywell International Inc. | Method and system for decoupling structural modes to provide consistent control system performance |
| EP1576716A2 (en) * | 2002-12-16 | 2005-09-21 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Apparatus for processing an object with high position accuracy |
| CN103380331B (zh) * | 2011-02-17 | 2016-03-23 | 江森自控科技公司 | 磁性衰减器 |
| CN102758875B (zh) * | 2012-07-09 | 2014-04-09 | 哈尔滨工业大学 | 磁悬浮平衡质量框架 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1020851A (en) * | 1963-01-11 | 1966-02-23 | Rover Co Ltd | Suspension of machinery and other bodies |
| DE1926646A1 (de) * | 1969-05-24 | 1970-11-26 | Lemfoerder Kunststoff Gmbh & C | Abstuetzelement fuer Maschinen u.dgl. auf einem Auflager mit unter der Einwirkung von Kraeften deformierbaren Federelementen |
| FR2239151A5 (en) * | 1973-07-25 | 1975-02-21 | Cambridge Thermionic Corp | Magnetic seating with permanent magnets and electromagnets - has permanent magnets for static load part and electromagnets for controlled positioning |
| US4000929A (en) * | 1975-07-03 | 1977-01-04 | The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration | Magnetic bearing system |
| FR2379732A1 (fr) * | 1977-02-04 | 1978-09-01 | Europ Propulsion | Dispositif de stabilisation horizontale d'une masse a support inertiel vertical |
| SU740552A1 (ru) * | 1978-11-27 | 1980-06-15 | Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Электропривод монорельсовой дороги |
| DE3117971C2 (de) * | 1981-05-07 | 1984-06-07 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Regelung zum leistungsoptimalen Anpassen des Luftspaltes von elektromagnetischen Schwebefahrzeugen |
| DE3143512C2 (de) * | 1981-11-03 | 1986-08-28 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Regelsystem für Magnetschwebefahrzeuge |
| DE3314335A1 (de) * | 1983-04-20 | 1984-10-31 | Tillmann 6108 Weiterstadt Freudenberg | Motorlager |
| US4585282A (en) * | 1983-07-19 | 1986-04-29 | Bosley Robert W | Magnetic levitation system |
| DE3426637A1 (de) * | 1984-07-19 | 1986-01-23 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Regler fuer ein regelsystem mit nichtlinearen filtern, insbesondere fuer ein magnetschwebefahrzeug |
| US4795927A (en) * | 1986-05-02 | 1989-01-03 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Control system for a magnetic type bearing |
| JP2501808B2 (ja) * | 1986-12-19 | 1996-05-29 | 株式会社東芝 | 磁気浮上式搬送システム |
| GB8816188D0 (en) * | 1988-07-07 | 1988-11-16 | Marconi Gec Ltd | Mounting for machinery |
| JPH02206306A (ja) * | 1989-02-02 | 1990-08-16 | Tsubakimoto Chain Co | リニアモータ式搬送装置 |
| US5011108A (en) * | 1989-08-10 | 1991-04-30 | Mechanical Technology Incorporated | Active mounts |
| KR930010163B1 (ko) * | 1991-01-26 | 1993-10-15 | 삼성전자 주식회사 | 세탁기의 진동제어장치 |
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-
1991
- 1991-08-22 DE DE4127879A patent/DE4127879C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-08-13 FR FR9210011A patent/FR2680483B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1992-08-19 US US07/932,292 patent/US5387851A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-08-21 JP JP4222676A patent/JPH05202984A/ja active Pending
- 1992-08-21 GB GB9217816A patent/GB2259158B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
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| DE4127879C2 (de) | 1994-07-07 |
| GB9217816D0 (en) | 1992-10-07 |
| US5387851A (en) | 1995-02-07 |
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| GB2259158B (en) | 1995-01-18 |
| GB2259158A (en) | 1993-03-03 |
| FR2680483B1 (fr) | 1995-01-13 |
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