JPH05280543A - 電磁軸受 - Google Patents
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- JPH05280543A JPH05280543A JP5017613A JP1761393A JPH05280543A JP H05280543 A JPH05280543 A JP H05280543A JP 5017613 A JP5017613 A JP 5017613A JP 1761393 A JP1761393 A JP 1761393A JP H05280543 A JPH05280543 A JP H05280543A
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C32/0461—Details of the magnetic circuit of stationary parts of the magnetic circuit
- F16C32/0465—Details of the magnetic circuit of stationary parts of the magnetic circuit with permanent magnets provided in the magnetic circuit of the electromagnets
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/2006—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
- G01D5/2013—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils by a movable ferromagnetic element, e.g. a core
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 位置検出機能と動作コイルによる位置決め機
能という２つの機能を兼ね備えた型の電磁軸受を提供す
る。 【構成】 固定子部分２は回転子部分１に対面する１６
個の磁心Ａ〜Ｐを含んでいる。これら１６個の磁心は、
４つの磁心からなる４つのグループＩ〜ＩＶに分かれ、
各グループは、巻線によって発生される磁束が、グルー
プの最初の２つの磁心Ａ，Ｂでは同一方向になり、次の
２つの磁心Ｃ，Ｄでは反対方向になるように配置された
懸吊用電気巻線１８，１９を備え、各グループの各磁心
は更に、位置検出用電気コイルを備え、任意のグループ
の４つの磁心のコイル３〜６は直列接続され且つ交流が
給電される。これらのコイルによって生成される任意の
所定時点での磁束は、任意のグループの最初の２つの磁
心Ａ，Ｂでは反対方向になり、次の２つの磁心Ｃ，Ｄで
も反対方向になる。
能という２つの機能を兼ね備えた型の電磁軸受を提供す
る。 【構成】 固定子部分２は回転子部分１に対面する１６
個の磁心Ａ〜Ｐを含んでいる。これら１６個の磁心は、
４つの磁心からなる４つのグループＩ〜ＩＶに分かれ、
各グループは、巻線によって発生される磁束が、グルー
プの最初の２つの磁心Ａ，Ｂでは同一方向になり、次の
２つの磁心Ｃ，Ｄでは反対方向になるように配置された
懸吊用電気巻線１８，１９を備え、各グループの各磁心
は更に、位置検出用電気コイルを備え、任意のグループ
の４つの磁心のコイル３〜６は直列接続され且つ交流が
給電される。これらのコイルによって生成される任意の
所定時点での磁束は、任意のグループの最初の２つの磁
心Ａ，Ｂでは反対方向になり、次の２つの磁心Ｃ，Ｄで
も反対方向になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電磁軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】フランス特許第２３２２２９４号は、回
転支持すべき可動部材に結合された回転子要素と、それ
ぞれが動作コイル及び検出コイルを備えている８つの磁
心を有する固定子要素とを含んでいる電磁軸受を説明し
ている。実際には、位置検出器が軸受自体に結合される
のが非常に有利である。何故ならば、可動部材の位置測
定は軸受の動作コイルに起因する力の作用面で行われる
からである。更には、このような配置によって、寸法は
小さくなり、懸吊（ｓｕｓｔｅｎｔａｔｉｏｎ）及び位
置検出の機能全体にかかるコストは少なくなる。
転支持すべき可動部材に結合された回転子要素と、それ
ぞれが動作コイル及び検出コイルを備えている８つの磁
心を有する固定子要素とを含んでいる電磁軸受を説明し
ている。実際には、位置検出器が軸受自体に結合される
のが非常に有利である。何故ならば、可動部材の位置測
定は軸受の動作コイルに起因する力の作用面で行われる
からである。更には、このような配置によって、寸法は
小さくなり、懸吊（ｓｕｓｔｅｎｔａｔｉｏｎ）及び位
置検出の機能全体にかかるコストは少なくなる。
【０００３】しかしながら同明細書では、Ｘ，Ｙ軸の各
々の軸受の４つの動作コイルは、２つずつ別々にではな
く、４つ全てが直列に給電され、その結果、回転子の偏
心は修正不可能である。
々の軸受の４つの動作コイルは、２つずつ別々にではな
く、４つ全てが直列に給電され、その結果、回転子の偏
心は修正不可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、位置検出コ
イルが動作コイルの磁束による影響を受けず、勿論Ｘ，
Ｙ軸の各々の動作コイルが半軸毎に別個に給電されるこ
とを特徴とする、位置検出機能と動作コイルによる位置
決め機能という２つの機能を兼ね備えた型の電磁軸受を
提供することを目的とする。
イルが動作コイルの磁束による影響を受けず、勿論Ｘ，
Ｙ軸の各々の動作コイルが半軸毎に別個に給電されるこ
とを特徴とする、位置検出機能と動作コイルによる位置
決め機能という２つの機能を兼ね備えた型の電磁軸受を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、固定子
内で回転子を半径方向に懸吊するための電磁軸受であっ
て、回転子と一体の回転子の第１の部分と固定子と一体
の固定子の第２の部分とを含んでいる磁気回路を備えて
おり、該固定子部分が回転子の第１の部分に対面する複
数の磁心を備え、該磁心が検出用交流が給電される位置
検出用電気コイル及び電源電流が給電される懸吊用電気
巻線の両方を備え、磁気回路の前記固定子部分が４つの
連続する磁心からなる４つのグループに分かれる１６の
磁心を含み、これら４つのグループがグループＩ、グル
ープＩＩ、グループＩＩＩ及びグループＩＶと呼ばれ
て、その順番で続いており、グループＩ及びグループＩ
ＩＩがＹ軸沿いの半径方向における互いに反対向きの動
作に対応し、グループＩＩ及びグループＩＶがＹ軸に垂
直なＸ軸沿いの半径方向における互いに反対向きの動作
に対応し、各グループの各磁心が位置検出用電気コイル
を備え、任意のグループの４つの磁心のコイルが直列接
続され、給電交流によって生成される任意の所定時点で
の磁束がグループの最初の２つの磁心では反対方向にな
り、次の２つの磁心でも反対方向になるように各磁心上
のコイルの巻回方向が設定されており、各グループが更
に、給電電流によって生成される所定時点での磁束がグ
ループの最初の２つの磁心では同一方向になり、次の２
つの磁心では反対方向になるようにグループの磁心上に
配置された懸吊用電気巻線を備え、各グループの巻線が
別々に給電されることを特徴とする電磁軸受が提供され
る。
内で回転子を半径方向に懸吊するための電磁軸受であっ
て、回転子と一体の回転子の第１の部分と固定子と一体
の固定子の第２の部分とを含んでいる磁気回路を備えて
おり、該固定子部分が回転子の第１の部分に対面する複
数の磁心を備え、該磁心が検出用交流が給電される位置
検出用電気コイル及び電源電流が給電される懸吊用電気
巻線の両方を備え、磁気回路の前記固定子部分が４つの
連続する磁心からなる４つのグループに分かれる１６の
磁心を含み、これら４つのグループがグループＩ、グル
ープＩＩ、グループＩＩＩ及びグループＩＶと呼ばれ
て、その順番で続いており、グループＩ及びグループＩ
ＩＩがＹ軸沿いの半径方向における互いに反対向きの動
作に対応し、グループＩＩ及びグループＩＶがＹ軸に垂
直なＸ軸沿いの半径方向における互いに反対向きの動作
に対応し、各グループの各磁心が位置検出用電気コイル
を備え、任意のグループの４つの磁心のコイルが直列接
続され、給電交流によって生成される任意の所定時点で
の磁束がグループの最初の２つの磁心では反対方向にな
り、次の２つの磁心でも反対方向になるように各磁心上
のコイルの巻回方向が設定されており、各グループが更
に、給電電流によって生成される所定時点での磁束がグ
ループの最初の２つの磁心では同一方向になり、次の２
つの磁心では反対方向になるようにグループの磁心上に
配置された懸吊用電気巻線を備え、各グループの巻線が
別々に給電されることを特徴とする電磁軸受が提供され
る。
【０００６】好ましい実施例によれば、グループＩ及び
グループＩＩＩの位置検出用電気コイルは直列に接続及
び給電され、グループＩＩ及びグループＩＶのコイルも
同様に直列に接続及び給電される。
グループＩＩＩの位置検出用電気コイルは直列に接続及
び給電され、グループＩＩ及びグループＩＶのコイルも
同様に直列に接続及び給電される。
【０００７】他の特徴によれば、検出用電気コイルに
は、好ましくは１０〜１００ｋＨｚの周波数の一定振幅
の交流が給電される。直列接続された２つのコイルグル
ープからなる各アセンブリは、直列接続された２つのコ
イルグループに対応するＸ軸又はＹ軸に沿って回転子が
固定子内でセンタリングされるときにバランスする測定
ブリッジ内に装着されている。該ブリッジは一方の分岐
（ｄｉａｇｏｎａｌｅｓ）で給電され、他方の分岐は偏
心に対応する不平衡（ｄｅｓｅｑｕｉｌｉｂｒｅ）電圧
の測定に使用される。
は、好ましくは１０〜１００ｋＨｚの周波数の一定振幅
の交流が給電される。直列接続された２つのコイルグル
ープからなる各アセンブリは、直列接続された２つのコ
イルグループに対応するＸ軸又はＹ軸に沿って回転子が
固定子内でセンタリングされるときにバランスする測定
ブリッジ内に装着されている。該ブリッジは一方の分岐
（ｄｉａｇｏｎａｌｅｓ）で給電され、他方の分岐は偏
心に対応する不平衡（ｄｅｓｅｑｕｉｌｉｂｒｅ）電圧
の測定に使用される。
【０００８】第１の実施例によれば、各磁心グループは
２つの懸吊用電気巻線を備え、第１の巻線はグループの
最初の２つの磁心全体を包囲し、第２の巻線はグループ
の第３及び第４の磁心全体を包囲している。これら２つ
の巻線は直列に接続及び給電されている。
２つの懸吊用電気巻線を備え、第１の巻線はグループの
最初の２つの磁心全体を包囲し、第２の巻線はグループ
の第３及び第４の磁心全体を包囲している。これら２つ
の巻線は直列に接続及び給電されている。
【０００９】第２の実施例によれば、各磁心グループ
は、直列に接続及び給電される４つの懸吊用電気巻線を
備え、グループの各磁心上に１つの巻線が配置されてい
る。
は、直列に接続及び給電される４つの懸吊用電気巻線を
備え、グループの各磁心上に１つの巻線が配置されてい
る。
【００１０】
【実施例】以下に添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。
説明する。
【００１１】図１を参照すると、磁気軸受は、支持すべ
き回転子と一体の回転子の第１の部分１と、機械の固定
子と一体の固定子の第２の部分２とを含んでいる磁気回
路を備えている。
き回転子と一体の回転子の第１の部分１と、機械の固定
子と一体の固定子の第２の部分２とを含んでいる磁気回
路を備えている。
【００１２】固定子部分２は、回転子部分１に対面する
１６の磁心Ａ〜Ｐを含んでいる。これらの磁心は、後述
するように、位置検出用電気コイル及び懸吊用電気巻線
を備えている。前述した１６個の磁心は４つのグループ
に分かれる。即ちグループＩは磁心Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを含
み、グループＩＩは磁心Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈを含み、グルー
プＩＩＩは磁心Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌを含み、グループＩＶは
磁心Ｍ，Ｎ，Ｏ，Ｐを含んでいる。
１６の磁心Ａ〜Ｐを含んでいる。これらの磁心は、後述
するように、位置検出用電気コイル及び懸吊用電気巻線
を備えている。前述した１６個の磁心は４つのグループ
に分かれる。即ちグループＩは磁心Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを含
み、グループＩＩは磁心Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈを含み、グルー
プＩＩＩは磁心Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌを含み、グループＩＶは
磁心Ｍ，Ｎ，Ｏ，Ｐを含んでいる。
【００１３】グループＩ，ＩＩＩは図１のＹ軸に対応
し、グループＩの懸吊用巻線に給電されると、回転子は
Ｙ軸の矢印の方向に向かって半径方向に引き付けられ、
グループＩＩＩに給電されると、回転子はＹ軸の矢印と
は反対の方向に向かって半径方向に引き付けられる。
し、グループＩの懸吊用巻線に給電されると、回転子は
Ｙ軸の矢印の方向に向かって半径方向に引き付けられ、
グループＩＩＩに給電されると、回転子はＹ軸の矢印と
は反対の方向に向かって半径方向に引き付けられる。
【００１４】同様に、グループＩＩ，ＩＶは図１のＸ軸
に対応し、グループＩＩ又はグループＩＶの巻線に給電
されると、回転子はＸ軸の矢印の方向に（グループＩ
Ｉ）又はその反対方向に（グループＩＶ）引き付けられ
る。
に対応し、グループＩＩ又はグループＩＶの巻線に給電
されると、回転子はＸ軸の矢印の方向に（グループＩ
Ｉ）又はその反対方向に（グループＩＶ）引き付けられ
る。
【００１５】図面を分かり易くするために、Ｙ軸の位置
検出用コイル及び懸吊用巻線のみを図１に示した。勿論
これらのコイル及び巻線の配置の原理は、Ｘ軸のグルー
プＩＩ，ＩＶの場合でも全く同一である。
検出用コイル及び懸吊用巻線のみを図１に示した。勿論
これらのコイル及び巻線の配置の原理は、Ｘ軸のグルー
プＩＩ，ＩＶの場合でも全く同一である。
【００１６】従って、グループＩの各磁心Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄは位置検出用電気コイルを備えている。即ち磁心Ａは
（回転子から問題の磁心の方に向かって）時計の針の方
向に巻回されたコイル３を、磁心Ｂは時計の針とは反対
の方向に巻回されたコイル４を、磁心Ｃは時計回りに巻
回されたコイル５を、磁心Ｄは反時計回りに巻回された
コイル６を備えている。これら４つのコイル３，４，
５，６は直列に接続され且つグループＩを形成してい
る。グループＩ自体は、磁心Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ上に装着さ
れ且つ直列に接続されたコイル７，８，９，１０を含ん
でいるグループＩＩＩと直列に接続されている。これら
のコイル７，８，９，１０は、既にグループＩで使用さ
れている、よく知られた記号によって示される巻回方向
に巻回されている。
Ｄは位置検出用電気コイルを備えている。即ち磁心Ａは
（回転子から問題の磁心の方に向かって）時計の針の方
向に巻回されたコイル３を、磁心Ｂは時計の針とは反対
の方向に巻回されたコイル４を、磁心Ｃは時計回りに巻
回されたコイル５を、磁心Ｄは反時計回りに巻回された
コイル６を備えている。これら４つのコイル３，４，
５，６は直列に接続され且つグループＩを形成してい
る。グループＩ自体は、磁心Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ上に装着さ
れ且つ直列に接続されたコイル７，８，９，１０を含ん
でいるグループＩＩＩと直列に接続されている。これら
のコイル７，８，９，１０は、既にグループＩで使用さ
れている、よく知られた記号によって示される巻回方向
に巻回されている。
【００１７】グループＩ，ＩＩＩにはこのように、導線
１１，１２によって例えば周波数が２０ｋＨｚ（好まし
くは１０〜１００ｋＨｚ）の交流が直列に給電される。
１１，１２によって例えば周波数が２０ｋＨｚ（好まし
くは１０〜１００ｋＨｚ）の交流が直列に給電される。
【００１８】コイルの巻回方向で重要なことは、最初の
２つの磁心Ａ，Ｂでは、給電用交流によって生成される
磁束の方向が任意の所定時点で反対になることである。
これら２つの磁心Ａ，Ｂでは、任意の所定時点での磁束
の方向は例えば矢印の付いた破線１３によって示されて
いる。同様に、磁心Ｃ，Ｄの場合、磁束は反対方向でな
ければならない。即ち破線１４はこれらの磁心内のコイ
ル５，６によって生成される磁束を示し、所定時点での
磁束の循環方向は矢印で示されている。これに反して磁
心Ｂ，Ｃ内での磁束の各方向は重要ではない。その方向
は図示された方向であり得るが、反対方向であってもよ
い。重要なのは、Ａ，Ｂ及びＣ，Ｄで磁束が互いに反対
方向になることだけである。グループＩＩＩについても
同様である。即ちＩ，Ｊの磁束方向はそれぞれ反対方向
でなければならず、Ｋ，Ｌの場合も同様に磁束方向はそ
れぞれ反対方向でなければならない。
２つの磁心Ａ，Ｂでは、給電用交流によって生成される
磁束の方向が任意の所定時点で反対になることである。
これら２つの磁心Ａ，Ｂでは、任意の所定時点での磁束
の方向は例えば矢印の付いた破線１３によって示されて
いる。同様に、磁心Ｃ，Ｄの場合、磁束は反対方向でな
ければならない。即ち破線１４はこれらの磁心内のコイ
ル５，６によって生成される磁束を示し、所定時点での
磁束の循環方向は矢印で示されている。これに反して磁
心Ｂ，Ｃ内での磁束の各方向は重要ではない。その方向
は図示された方向であり得るが、反対方向であってもよ
い。重要なのは、Ａ，Ｂ及びＣ，Ｄで磁束が互いに反対
方向になることだけである。グループＩＩＩについても
同様である。即ちＩ，Ｊの磁束方向はそれぞれ反対方向
でなければならず、Ｋ，Ｌの場合も同様に磁束方向はそ
れぞれ反対方向でなければならない。
【００１９】コイル７，８によって生成される磁束の方
向は矢印の付いた破線１５で、コイル９，１０によって
生成される磁束の方向は矢印の付いた破線１６で示し
た。給電用導線１１，１２上では、所定時点での電流方
向を示す矢印を図示した。この方向は、記号
向は矢印の付いた破線１５で、コイル９，１０によって
生成される磁束の方向は矢印の付いた破線１６で示し
た。給電用導線１１，１２上では、所定時点での電流方
向を示す矢印を図示した。この方向は、記号
【００２０】
【数１】
【００２１】によって示される巻回方向を考慮して、更
に破線１５、１６の矢印によって示されている磁束方向
に対応している。
に破線１５、１６の矢印によって示されている磁束方向
に対応している。
【００２２】任意の時点での各グループの最初の２つの
磁心内の磁束、及び各グループの最後の２つの磁心内の
磁束が互いに反対方向であり、且つ図１に示す方向とは
異なる巻回方向でもこの結果が得られ得ることが重要で
ある。
磁心内の磁束、及び各グループの最後の２つの磁心内の
磁束が互いに反対方向であり、且つ図１に示す方向とは
異なる巻回方向でもこの結果が得られ得ることが重要で
ある。
【００２３】直列接続された２つのグループＩ、ＩＩＩ
間には、位置測定に使用されるタッピングポイント（ｐ
ｉｑｕａｇｅ）１７が設けられている。これについては
図３を参照して説明する。
間には、位置測定に使用されるタッピングポイント（ｐ
ｉｑｕａｇｅ）１７が設けられている。これについては
図３を参照して説明する。
【００２４】前述したように、各グループは更に、互い
に別々に給電される懸吊用巻線を有する。ここではグル
ープＩについてのみ説明する。勿論他の３つのグループ
についても同様である。しかしながら、グループＩＩＩ
の巻線を図１に示す。
に別々に給電される懸吊用巻線を有する。ここではグル
ープＩについてのみ説明する。勿論他の３つのグループ
についても同様である。しかしながら、グループＩＩＩ
の巻線を図１に示す。
【００２５】懸吊用巻線で重要なことは、これらの巻線
によって生成される任意の所定時点での磁束が最初の２
つの磁心（グループＩの場合はＡ，Ｂ）では同一方向で
あり、他の２つの磁心（即ちＣ，Ｄ）では反対方向にな
る（Ｃ，Ｄでは同一方向で、Ａ，ＢではＣ，Ｄとは反対
方向）ことである。
によって生成される任意の所定時点での磁束が最初の２
つの磁心（グループＩの場合はＡ，Ｂ）では同一方向で
あり、他の２つの磁心（即ちＣ，Ｄ）では反対方向にな
る（Ｃ，Ｄでは同一方向で、Ａ，ＢではＣ，Ｄとは反対
方向）ことである。
【００２６】図１はこの結果を得ることのできる実施例
を示している。次に説明する図２は他の実施例を示して
いる。
を示している。次に説明する図２は他の実施例を示して
いる。
【００２７】図１には２つの懸吊用巻線１８，１９を示
しており、これらは直列接続され且つ端末導線２０，２
１によって給電されている。巻線１８は磁心Ａ，Ｂ全体
を包囲し、巻線１９は磁心Ｃ，Ｄ全体を包囲している。
これらの巻線は、ここでも使用されている巻回方向の記
号
しており、これらは直列接続され且つ端末導線２０，２
１によって給電されている。巻線１８は磁心Ａ，Ｂ全体
を包囲し、巻線１９は磁心Ｃ，Ｄ全体を包囲している。
これらの巻線は、ここでも使用されている巻回方向の記
号
【００２８】
【数２】
【００２９】に示されているように互いに反対方向に巻
回されている。懸吊用巻線と位置検出用コイルとを区別
するために単に円を長方形に変えた。これら２つの巻線
によって生成される磁束は２つの実線２２，２３によっ
て示され、磁束の循環方向はこれらの実線上の矢印によ
って示され且つ給電用導線１１，１２上に示す矢印によ
っても示されている方向への電流に対応している。
回されている。懸吊用巻線と位置検出用コイルとを区別
するために単に円を長方形に変えた。これら２つの巻線
によって生成される磁束は２つの実線２２，２３によっ
て示され、磁束の循環方向はこれらの実線上の矢印によ
って示され且つ給電用導線１１，１２上に示す矢印によ
っても示されている方向への電流に対応している。
【００３０】ここでは、この電流は直流であっても、交
流であってもよい。
流であってもよい。
【００３１】他のグループＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶについて
も同様である。グループＩとは反対のグループＩＩＩに
ついては、２つの巻線を２４，２５で示し、また給電用
導線２６，２７及び磁束線２８，２９を実線で示した。
も同様である。グループＩとは反対のグループＩＩＩに
ついては、２つの巻線を２４，２５で示し、また給電用
導線２６，２７及び磁束線２８，２９を実線で示した。
【００３２】図２は、同一の結果が得られる変形例を示
す部分図である。この変形例では、４つの懸吊用巻線３
０，３１，３２，３３が、即ち磁心毎に１つの巻線があ
る。最初の２つの巻線３０，３１は同一方向に巻回さ
れ、次の２つの巻線３２，３３は最初の２つの巻線とは
反対方向に巻回されている。４つの巻線は直列に接続さ
れている。図２では、図面を簡単にするために位置検出
用コイルによって生成される磁束の線１３，１４は示し
ていない。図２は懸吊用巻線を除けば、図１と同一であ
る。
す部分図である。この変形例では、４つの懸吊用巻線３
０，３１，３２，３３が、即ち磁心毎に１つの巻線があ
る。最初の２つの巻線３０，３１は同一方向に巻回さ
れ、次の２つの巻線３２，３３は最初の２つの巻線とは
反対方向に巻回されている。４つの巻線は直列に接続さ
れている。図２では、図面を簡単にするために位置検出
用コイルによって生成される磁束の線１３，１４は示し
ていない。図２は懸吊用巻線を除けば、図１と同一であ
る。
【００３３】図１に戻り、グループＩは他のグループと
同様なので、グループＩに限定して説明する。懸吊用巻
線１８，１９によって生成される磁束が位置検出用コイ
ルに影響しないことが分かる。実際には、懸吊用巻線１
８によって生成される磁束は更に２つの磁心Ａ，Ｂに同
様に共用され且つ磁心Ａ，Ｂを介して同一方向に流れる
が、２つの位置検出用コイル３，４に関して言えば、懸
吊用磁束は、コイル３によって発生される検出用磁束と
同一方向で検出用コイル３を介して流れるが、コイル４
の場合懸吊用磁束はコイル４自体が発生する磁束とは反
対方向でありこの検出用コイル４を介して流れることが
分かる。その結果、直列接続されたこれら２つの検出用
コイル３，４では、これらのコイルを介して流れる懸吊
用磁束はゼロである。従って、検出用コイルは、懸吊用
巻線によって生成される磁束の影響を受けない。そのた
めに、位置検出用電気回路は大幅に簡略化される。この
電気回路の原理については後で図３を参照して説明す
る。懸吊用巻線１９によって生成される磁束が（コイル
５，６自体が発生する磁束の方向に対して）同一方向及
び反対方向に流れる他の２つのコイル５，６についても
全く同様である。
同様なので、グループＩに限定して説明する。懸吊用巻
線１８，１９によって生成される磁束が位置検出用コイ
ルに影響しないことが分かる。実際には、懸吊用巻線１
８によって生成される磁束は更に２つの磁心Ａ，Ｂに同
様に共用され且つ磁心Ａ，Ｂを介して同一方向に流れる
が、２つの位置検出用コイル３，４に関して言えば、懸
吊用磁束は、コイル３によって発生される検出用磁束と
同一方向で検出用コイル３を介して流れるが、コイル４
の場合懸吊用磁束はコイル４自体が発生する磁束とは反
対方向でありこの検出用コイル４を介して流れることが
分かる。その結果、直列接続されたこれら２つの検出用
コイル３，４では、これらのコイルを介して流れる懸吊
用磁束はゼロである。従って、検出用コイルは、懸吊用
巻線によって生成される磁束の影響を受けない。そのた
めに、位置検出用電気回路は大幅に簡略化される。この
電気回路の原理については後で図３を参照して説明す
る。懸吊用巻線１９によって生成される磁束が（コイル
５，６自体が発生する磁束の方向に対して）同一方向及
び反対方向に流れる他の２つのコイル５，６についても
全く同様である。
【００３４】次に図３を参照して、固定子に対する回転
子の位置測定の原理をＹ軸について説明する。Ｘ軸の場
合も原理は同じである。磁心グループＩＩ，ＩＶ上に置
かれ且つ図３の電気回路と同一の電気回路に接続された
検出用コイルによって測定が行われる。
子の位置測定の原理をＹ軸について説明する。Ｘ軸の場
合も原理は同じである。磁心グループＩＩ，ＩＶ上に置
かれ且つ図３の電気回路と同一の電気回路に接続された
検出用コイルによって測定が行われる。
【００３５】図３では、グループＩの位置検出用コイル
を可変インダクタンスＬ1によって、グループＩＩＩの
位置検出用コイルを可変インダクタンスＬ3によって示
した。実際には固定子２に対する回転子１の位置に応じ
て、磁気回路の磁気抵抗は変動し、従ってコイルの自己
誘導係数Ｌも変動する。
を可変インダクタンスＬ1によって、グループＩＩＩの
位置検出用コイルを可変インダクタンスＬ3によって示
した。実際には固定子２に対する回転子１の位置に応じ
て、磁気回路の磁気抵抗は変動し、従ってコイルの自己
誘導係数Ｌも変動する。
【００３６】従って、これら２つのグループＩ，ＩＩＩ
は、約１０〜１００ｋＨｚの高周波の交流によって給電
用導線１１，１２から直列給電される。これらのコイル
は、インピーダンス３４と、回転子が（Ｙ軸に対して）
完全に固定子内の中心にあるときに平衡状態（測定機器
３８を備えた分岐１７，３６を通過する電圧はゼロ）を
得るようにブリッジを調整し得る調整可能インピーダン
ス３５とを含む測定ブリッジ内に装着されている。回転
子がどちらの方向に偏心するかによって、装置３８によ
って測定される電圧は正又は負となり、また偏心量の関
数となる。従って、グループＩ又はグループＩＩＩの懸
吊用巻線内に電流が流れる。
は、約１０〜１００ｋＨｚの高周波の交流によって給電
用導線１１，１２から直列給電される。これらのコイル
は、インピーダンス３４と、回転子が（Ｙ軸に対して）
完全に固定子内の中心にあるときに平衡状態（測定機器
３８を備えた分岐１７，３６を通過する電圧はゼロ）を
得るようにブリッジを調整し得る調整可能インピーダン
ス３５とを含む測定ブリッジ内に装着されている。回転
子がどちらの方向に偏心するかによって、装置３８によ
って測定される電圧は正又は負となり、また偏心量の関
数となる。従って、グループＩ又はグループＩＩＩの懸
吊用巻線内に電流が流れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気軸受を示す概略図である。
【図２】図１の変形例を示す概略図である。
【図３】位置検出のための測定原理を示す電気回路図で
ある。
ある。
１ 回転子の第１の部分 ２ 固定子の第２の部分 ３〜１０ コイル １３〜１６，２２，２３，２８，２９ 磁束 １８，１９，２４，２５，３０〜３３ 巻線 Ａ〜Ｐ 磁心
フロントページの続き (72)発明者 ドウニ・ペリラ−アメド フランス国、74000・アヌシー、リユ・ロ ワイヤル、１
Claims (6)
- 【請求項１】 固定子内で回転子を半径方向に懸吊する
ための電磁軸受であって、回転子と一体の回転子の第１
の部分と固定子と一体の固定子の第２の部分とを含んで
いる磁気回路を備えており、該固定子部分が回転子の第
１の部分に対面する複数の磁心を備え、該磁心が検出用
交流が給電される位置検出用電気コイル及び電源電流が
給電される懸吊用電気巻線の両方を備えており、磁気回
路の前記固定子部分が４つの連続する磁心からなる４つ
のグループに分かれる１６の磁心を含み、これら４つの
グループがそれぞれグループＩ、グループＩＩ、グルー
プＩＩＩ及びグループＩＶと呼ばれて、その順番で続い
ており、グループＩ及びグループＩＩＩがＹ軸沿いの半
径方向における互いに反対向きの動作に対応し、グルー
プＩＩ及びグループＩＶがＹ軸に垂直なＸ軸沿いの半径
方向における互いに反対向きの動作に対応し、各グルー
プの各磁心が位置検出用電気コイルを備え、任意のグル
ープの４つの磁心のコイルが直列接続され、給電交流に
よって生成される任意の所定時点での磁束がグループの
最初の２つの磁心では反対方向になり、次の２つの磁心
でも反対方向になるように各磁心上のコイルの巻回方向
が設定されており、各グループが更に、給電電流によっ
て生成される任意の所定時点での磁束がグループの最初
の２つの磁心では同一方向になり、次の２つの磁心では
反対方向になるようにグループの磁心上に配置された懸
吊用電気巻線を備え、各グループの巻線が別々に給電さ
れることを特徴とする電磁軸受。 - 【請求項２】 グループＩ及びグループＩＩＩの位置検
出用電気コイルが直列に接続及び給電され、グループＩ
Ｉ及びグループＩＶのコイルも同様に直列に接続及び給
電されることを特徴とする請求項１に記載の電磁軸受。 - 【請求項３】 各磁心グループが２つの懸吊用電気巻線
を備え、第１の巻線がグループの最初の２つの磁心全体
を包囲し、第２の巻線がグループの第３及び第４の磁心
全体を包囲し、これら２つの巻線が直列に接続及び給電
されることを特徴とする請求項１に記載の電磁軸受。 - 【請求項４】 各磁心グループが、直列に接続及び給電
される４つの懸吊用電気巻線を備え、グループの各磁心
上に１つの巻線が配置されていることを特徴とする請求
項１に記載の電磁軸受。 - 【請求項５】 前記検出用電気コイルに一定振幅の交流
が給電され、直列接続された２つのコイルグループから
なる各アセンブリが、直列接続された２つのコイルグル
ープに対応するＸ軸又はＹ軸に沿って回転子が固定子内
でセンタリングされたときにバランスする測定ブリッジ
内に装着され、該ブリッジが一方の分岐で給電され、他
方の分岐が偏心に対応する不平衡電圧の測定に使用され
ることを特徴とする請求項２に記載の電磁軸受。 - 【請求項６】 前記位置検出用交流が１０〜１００ｋＨ
ｚの周波数を有することを特徴とする請求項５に記載の
電磁軸受。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9201278A FR2686952B1 (fr) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | Palier electromagnetique. |
| FR9201278 | 1992-02-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05280543A true JPH05280543A (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=9426351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5017613A Pending JPH05280543A (ja) | 1992-02-05 | 1993-02-04 | 電磁軸受 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5304876A (ja) |
| EP (1) | EP0559504B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05280543A (ja) |
| DE (1) | DE69305762T2 (ja) |
| FR (1) | FR2686952B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009500991A (ja) * | 2005-07-01 | 2009-01-08 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 軸の偏心を検出するための装置 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5696412A (en) * | 1993-10-20 | 1997-12-09 | Iannello; Victor | Sensor-less position detector for an active magnetic bearing |
| US5736800A (en) * | 1994-10-18 | 1998-04-07 | Iannello; Victor | Light weight, high performance radial actuator for magnetic bearing systems |
| WO1998031946A1 (de) * | 1997-01-16 | 1998-07-23 | Eidgenössische Technische Hochschule Eth-Zentrum | Verfahren und vorrichtung zur regelung eines sensorlosen magnetlagers |
| DE102005030724A1 (de) * | 2005-07-01 | 2007-01-04 | Levitec Gbmh | Elektrisches Magnetlagersystem |
| CN100430168C (zh) * | 2006-11-24 | 2008-11-05 | 南京航空航天大学 | 径向磁悬浮轴承结构的制造工艺 |
| US9746028B2 (en) | 2014-12-16 | 2017-08-29 | General Electric Company | Self-sensing active magnetic bearing systems and methods |
| CN107575475B (zh) * | 2017-10-20 | 2023-06-27 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 磁悬浮轴承定子组件封胶方法、封胶工装和磁悬浮轴承 |
| CN111237340A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-06-05 | 燕山大学 | 径向的电磁斥力型磁液双悬浮轴承 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3458239A (en) * | 1967-10-02 | 1969-07-29 | North American Rockwell | Three-axis magnetic suspension system |
| DE2213513C2 (de) * | 1972-03-20 | 1982-04-29 | Padana AG, Zug | Steuerschaltung für die magnetische Lagerung eines Körpers |
| US3823990A (en) * | 1972-10-10 | 1974-07-16 | Massachusetts Inst Technology | Capacitive-inductive bridge type electrical suspension |
| DE2338307C3 (de) * | 1973-07-27 | 1981-04-02 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München | Elektromagnetische Einrichtung zum Antrieb und zur zentrierenden Lagerung von Drehkörpern |
| US3954024A (en) * | 1974-10-25 | 1976-05-04 | Honeywell Inc. | Automatic adaptive centering apparatus for electrically supported inertial instruments |
| DE2537597A1 (de) * | 1975-08-23 | 1977-03-03 | Padana Ag | Elektromagnetische lagerungseinrichtung |
| FR2336602A1 (fr) * | 1975-12-24 | 1977-07-22 | Europ Propulsion | Dispositif de compensation des perturbations synchrones dans une suspension magnetique d'un rotor |
| US4245869A (en) * | 1978-08-07 | 1981-01-20 | Padana Ag | Magnetic bearings |
| JPS60245443A (ja) * | 1984-05-18 | 1985-12-05 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 制御式ラジアル磁気軸受装置 |
-
1992
- 1992-02-05 FR FR9201278A patent/FR2686952B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-02-01 DE DE69305762T patent/DE69305762T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-02-01 EP EP93400237A patent/EP0559504B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1993-02-04 US US08/013,048 patent/US5304876A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-02-04 JP JP5017613A patent/JPH05280543A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009500991A (ja) * | 2005-07-01 | 2009-01-08 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 軸の偏心を検出するための装置 |
| JP4652448B2 (ja) * | 2005-07-01 | 2011-03-16 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 軸の偏心を検出するための装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2686952B1 (fr) | 1994-03-18 |
| DE69305762T2 (de) | 1997-03-06 |
| DE69305762D1 (de) | 1996-12-12 |
| EP0559504A1 (fr) | 1993-09-08 |
| FR2686952A1 (fr) | 1993-08-06 |
| US5304876A (en) | 1994-04-19 |
| EP0559504B1 (fr) | 1996-11-06 |
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