JPH0544727A - 磁気軸受装置 - Google Patents
磁気軸受装置Info
- Publication number
- JPH0544727A JPH0544727A JP22494991A JP22494991A JPH0544727A JP H0544727 A JPH0544727 A JP H0544727A JP 22494991 A JP22494991 A JP 22494991A JP 22494991 A JP22494991 A JP 22494991A JP H0544727 A JPH0544727 A JP H0544727A
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- JP
- Japan
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- waveform
- magnetic
- permanent magnet
- magnetic bearing
- rotor
- Prior art date
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- 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
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- F16C32/0406—Magnetic bearings
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- F16C32/0444—Details of devices to control the actuation of the electromagnets
- F16C32/0457—Details of the power supply to the electromagnets
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】永久磁石式同期モータを用いた非接触構造の磁
気軸受の制御に必要な磁極位置センサの代りに、供給電
流の波形に基づいて非接触の制御を行う。 【構成】磁気軸受２となる永久磁石式同期モータの固定
子２２の電源部３からＰ−Ｎ間ＤＣ電流波形をホールＣ
Ｔ３４によって検出する。この波形に基づき制御回路４
のアナログスイッチ４１，Ａ／Ｄコンバータ４２を介し
たＭＰＵ４３による力率の判断によって、スイッチング
素子３３のゲート信号ＧS の位相をドライブ回路４４に
より制御する。
気軸受の制御に必要な磁極位置センサの代りに、供給電
流の波形に基づいて非接触の制御を行う。 【構成】磁気軸受２となる永久磁石式同期モータの固定
子２２の電源部３からＰ−Ｎ間ＤＣ電流波形をホールＣ
Ｔ３４によって検出する。この波形に基づき制御回路４
のアナログスイッチ４１，Ａ／Ｄコンバータ４２を介し
たＭＰＵ４３による力率の判断によって、スイッチング
素子３３のゲート信号ＧS の位相をドライブ回路４４に
より制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は永久磁石形同期モータを
利用した非接触構造の磁気軸受装置に関する。
利用した非接触構造の磁気軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車載されて高速回転するモータなどの回
転体の軸受には、通常ベアリングが使用されており、こ
のようなベアリングは高速回転になる程、大きな機械損
失が生ずることになる。そして、ベアリングによる機械
損を減ずるには限度があり、このため、電磁力によって
軸受を非接触にて機械損を減少させる提案が種々なされ
ており、その一例として実開昭６２−１１５７５３号公
報には磁気浮上回転電機が開示されている。
転体の軸受には、通常ベアリングが使用されており、こ
のようなベアリングは高速回転になる程、大きな機械損
失が生ずることになる。そして、ベアリングによる機械
損を減ずるには限度があり、このため、電磁力によって
軸受を非接触にて機械損を減少させる提案が種々なされ
ており、その一例として実開昭６２−１１５７５３号公
報には磁気浮上回転電機が開示されている。
【０００３】そして、該提案では回転子のコアの変位を
検出する変位センサを用い、該センサからの信号に基づ
いてステータコイルへの電流を制御してロータを浮上さ
せている。
検出する変位センサを用い、該センサからの信号に基づ
いてステータコイルへの電流を制御してロータを浮上さ
せている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、ロータ
の浮上にはその磁極位置を検出する変位センサが必要で
あるが、本発明では特にこのような変位センサを設ける
ことなく、モータへの供給電流の波形によって回転子の
磁極位置を検出しようとする磁気軸受装置を提供するこ
とを目的とするものである。
の浮上にはその磁極位置を検出する変位センサが必要で
あるが、本発明では特にこのような変位センサを設ける
ことなく、モータへの供給電流の波形によって回転子の
磁極位置を検出しようとする磁気軸受装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、永久磁石式同期モータの回転子の
磁極と固定子コイルによる磁極との磁気力により非接触
の軸受とする磁気軸受装置において、前記永久磁石式同
期モータに供給する電源部のＤＣ電流波形を検出する検
出手段と、該検出手段からの電流波形に基づいて回転子
の磁極位置を推定し該推定に基づいて前記電源部のドラ
イブ回路を制御して固定子コイルへの通電位相を制御す
る通電制御手段とを有する磁気軸受装置が提供される。
めに本発明によれば、永久磁石式同期モータの回転子の
磁極と固定子コイルによる磁極との磁気力により非接触
の軸受とする磁気軸受装置において、前記永久磁石式同
期モータに供給する電源部のＤＣ電流波形を検出する検
出手段と、該検出手段からの電流波形に基づいて回転子
の磁極位置を推定し該推定に基づいて前記電源部のドラ
イブ回路を制御して固定子コイルへの通電位相を制御す
る通電制御手段とを有する磁気軸受装置が提供される。
【０００６】
【実施例】つぎに本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【０００７】図１は本発明にかかる磁気軸受装置の一実
施例の構成を示すブロック図である。
施例の構成を示すブロック図である。
【０００８】同図において、１は高速駆動されるモータ
であり、その軸受２は例えば３相の永久磁石形同期モー
タを用いた磁気軸受で、永久磁石を用いた回転子２１と
コイルを備えた固定子２２とを有し、回転子２１と固定
子２２の磁極の反発力により回転子２１を浮かせて非接
触軸受とするものである。
であり、その軸受２は例えば３相の永久磁石形同期モー
タを用いた磁気軸受で、永久磁石を用いた回転子２１と
コイルを備えた固定子２２とを有し、回転子２１と固定
子２２の磁極の反発力により回転子２１を浮かせて非接
触軸受とするものである。
【０００９】３は軸受２の固定子２２に電力を供給する
電源部で、バッテリ３１、平滑コンデンサ３２、トラン
ジスタからなる複数のスイッチング素子３３やホールＣ
Ｔ３４などを備え、制御回路４のドライブ回路４４から
のゲート信号により制御されて、所定の交番電力を永久
磁石形同期モータからなる軸受２に供給するものであ
る。
電源部で、バッテリ３１、平滑コンデンサ３２、トラン
ジスタからなる複数のスイッチング素子３３やホールＣ
Ｔ３４などを備え、制御回路４のドライブ回路４４から
のゲート信号により制御されて、所定の交番電力を永久
磁石形同期モータからなる軸受２に供給するものであ
る。
【００１０】制御回路４はアナログスイッチ４１，Ａ／
Ｄコンバータ４２，ＭＰＵ４３や前述のドライブ回路４
４を有しており、ホールＣＴ３４からのＰ−Ｎ間ＤＣ電
流波形ＶI とゲート信号のオン／オフタイミングＴS と
から得られたサンプル波形ＶIS をディジタル値のＶIS
※に変換し、該ディジタル値に基づいて判断するＭＰＵ
４３の指令によってドライブ回路４４は所定のゲート信
号ＧS を電源部３のスイッチング素子３３に送出する。
Ｄコンバータ４２，ＭＰＵ４３や前述のドライブ回路４
４を有しており、ホールＣＴ３４からのＰ−Ｎ間ＤＣ電
流波形ＶI とゲート信号のオン／オフタイミングＴS と
から得られたサンプル波形ＶIS をディジタル値のＶIS
※に変換し、該ディジタル値に基づいて判断するＭＰＵ
４３の指令によってドライブ回路４４は所定のゲート信
号ＧS を電源部３のスイッチング素子３３に送出する。
【００１１】図２は電源部３からのＰ−Ｎ間ＤＣ電流波
形と位相角ωとの関連の波形図であり、該電流波形によ
って力率、すなわち固定子２２への電流に対する回転子
２１の磁極位置が推定できるもので、図２における
（Ａ）は遅れ力率、（Ｂ）は進み力率、（Ｃ）は力率
０、（Ｄ）は力率１の場合で、制御回路４では入力され
たＶI の波形に基づいて判断を行い、図２（Ｃ）の波形
となるように位相制御する。
形と位相角ωとの関連の波形図であり、該電流波形によ
って力率、すなわち固定子２２への電流に対する回転子
２１の磁極位置が推定できるもので、図２における
（Ａ）は遅れ力率、（Ｂ）は進み力率、（Ｃ）は力率
０、（Ｄ）は力率１の場合で、制御回路４では入力され
たＶI の波形に基づいて判断を行い、図２（Ｃ）の波形
となるように位相制御する。
【００１２】つぎにこのように構成された本実施例の作
動を説明する。
動を説明する。
【００１３】軸受２の回転子２１の磁極位置のチェック
のため、まず、電源部３に設けたホールＣＴ３４からの
Ｐ−Ｎ間ＤＣ電流波形を制御回路４に入力し、アナログ
スイッチ４１にてタイミングＴS と同期させてサンプル
波形ＶISを得る。ついで、Ａ／Ｄコンバータ４２により
サンプル波形ディジタル値ＶIS※を求めてＭＰＵ４３に
入力し、ここではドライブ回路４４に指令してゲート信
号ＧS の位相調整を行い、図２（Ｃ）に示す波形となる
ような制御を実施する。このため、永久磁石形同期モー
タからなる軸受２は磁極の位置センサがなくとも磁気軸
受としての制御が行われることになる。
のため、まず、電源部３に設けたホールＣＴ３４からの
Ｐ−Ｎ間ＤＣ電流波形を制御回路４に入力し、アナログ
スイッチ４１にてタイミングＴS と同期させてサンプル
波形ＶISを得る。ついで、Ａ／Ｄコンバータ４２により
サンプル波形ディジタル値ＶIS※を求めてＭＰＵ４３に
入力し、ここではドライブ回路４４に指令してゲート信
号ＧS の位相調整を行い、図２（Ｃ）に示す波形となる
ような制御を実施する。このため、永久磁石形同期モー
タからなる軸受２は磁極の位置センサがなくとも磁気軸
受としての制御が行われることになる。
【００１４】以上、本発明を上述の実施例によって説明
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であ
り、これらの変形を本発明の範囲から排除するものでは
ない。
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であ
り、これらの変形を本発明の範囲から排除するものでは
ない。
【００１５】
【発明の効果】上述の実施例のように本発明によれば、
軸受の電源部に設けたホールＣＴによってＰ−Ｎ間ＤＣ
電流波形を検出し、該波形により軸受となる永久磁石形
同期モータの回転子の磁気位置が推定できるので、該波
形に基づいた電源部のスイッチング素子のゲート信号の
位相制御により、磁極の位置センサがなくとも磁気軸受
の制御が行われるという効果が得られる。
軸受の電源部に設けたホールＣＴによってＰ−Ｎ間ＤＣ
電流波形を検出し、該波形により軸受となる永久磁石形
同期モータの回転子の磁気位置が推定できるので、該波
形に基づいた電源部のスイッチング素子のゲート信号の
位相制御により、磁極の位置センサがなくとも磁気軸受
の制御が行われるという効果が得られる。
【図１】本発明にかかる磁気軸受装置の一実施例の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】本実施例における電源部のＰ−Ｎ間ＤＣ電流波
形と位相角との関連の波形図である。
形と位相角との関連の波形図である。
【符号の説明】 ２…軸受 ３…電源部 ４…制御回路 ２１…回転子 ２２…固定子 ３４…ホールＣＴ ４３…ＭＰＵ ４４…ドライブ回路
Claims (1)
- 【請求項１】永久磁石式同期モータの回転子の磁極と固
定子コイルによる磁極との磁気力により非接触の軸受と
する磁気軸受装置において、前記永久磁石式同期モータ
に供給する電源部のＤＣ電流波形を検出する検出手段
と、該検出手段からの電流波形に基づいて回転子の磁極
位置を推定し該推定に基づいて前記電源部のドライブ回
路を制御して固定子コイルへの通電位相を制御する通電
制御手段とを有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 |
|---|---|---|---|
| JP22494991A JPH0544727A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22494991A JPH0544727A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 磁気軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0544727A true JPH0544727A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16821720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22494991A Pending JPH0544727A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0544727A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2083183A2 (en) | 2008-01-24 | 2009-07-29 | Ebara Corporation | Sensorless magnetic bearing apparatus |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP22494991A patent/JPH0544727A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2083183A2 (en) | 2008-01-24 | 2009-07-29 | Ebara Corporation | Sensorless magnetic bearing apparatus |
| EP2083183A3 (en) * | 2008-01-24 | 2013-05-01 | Ebara Corporation | Sensorless magnetic bearing apparatus |
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