JPH0591171U - 低振動電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動機の組み立て後にも、ロータとステータ
間のギャップを調整可能とし、ギャップを均一化して振
動の原因となる不平衡磁気吸引力を低減する。 【構成】 ロータ１をラジアル磁気軸受１１ａ，１１ｂ
により、ステータ２の内部で非接触支持する。ロータ回
転軸１０の両端部近傍に変位センサ１２ａ，１２ｂを設
け、その出力信号を磁気軸受調整装置１３に入力する。
磁気軸受調整装置１３は、変位センサ１２ａ，１２ｂか
らの信号に基づいて制御信号をラジアル磁気軸受１１
ａ，１１ｂに供給してロータ１の浮上位置を調整し、ロ
ータ１とステータ２間のギャップ５が均一となるように
する。この磁気軸受調整装置１３の調整により、ロータ
１とステータ２との間のギャップ５は、ラジアル方向に
全て均一となり、振動の原因となる不平衡磁気吸引力が
抑制される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、誘導機、同期機等におけるロータのふれ回りに起因する振動を低減 した低振動電動機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の誘導機、同期機等の電動機は、図４に示すようにロータ１及びステータ ２からなり、ロータ１を油軸受、玉軸受等の軸受３ａ，３ｂにより支持し、ロー タ１あるいはステータ２に設けられた多相巻線に交流電源４を加えることにより 、回転磁界を発生させ、この磁界により駆動力を得る構造になっている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記のように油軸受、玉軸受等の軸受３ａ，３ｂによりロータ１を支持した場 合、一旦組み立てるとステータ２内でのロータ１の位置は、ラジアル方向の移動 が困難である。そのため電動機のステータ２内における偏心により、ロータ１に ラジアル方向の不平衡磁気吸引力が作用し、偏心が著しい場合には大きな振動の 原因となることがある。

【０００４】 即ち、いかに高精度の工作、組み立てを行なっても、図５に示すようにステー タ２の中心２ａとロータ１の中心１ａは必ず僅かにずれており、それを修正する ことは非常に困難である。このずれのためロータ１とステータ２間のギャップ５ が不均一になり、ギャップ５の狭い方向に不平衡磁気吸引力６を生じ、ロータ１ はラジアル方向の力を受ける。上記ギャップ５の大きさは、ロータ１の回転数と 同じ周波数で変化する。

【０００５】 図６は、ギャップ５と回転磁界７との関係を示したもので、不平衡磁気吸引力 ６は、ギャップ５が最小となる位置と、回転磁界７の磁束密度が最大となる位置 が重なった時（図６（ｂ），（ｄ））、最大値をとる。この不平衡磁気吸引力６ の周波数ｆは、回転磁界７とロータ１の回転周波数を各々ｆm ，ｆr とすると ｆ＝２（ｆm −ｆr ） となる。 従って、ロータ１には周波数ｆで変動する半径方向の加振力が作用し、ギャッ プ５の不均一が著しい場合には、ロータ１のふれ回りによる振動が発生する。

【０００６】 本考案は上記実情に鑑みてなされたもので、電動機の組み立て後にも、ロータ とステータ間のギャップを調整でき、ギャップを均一化して振動の原因となる不 平衡磁気吸引力を低減して低振動化を計り得る低振動電動機を提供することを目 的とする。

【０００７】 また、本考案は、ロータとステータとの間におけるギャップの不均一に起因す る不平衡磁気吸引力を制振用回転磁界によりキャンセルでき、低振動化が計れる 低振動電動機を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

（１）第１の考案に係る低振動電動機は、ロータを支承するラジアル磁気軸受 と、電動機ステータ内におけるロータ支持位置を調整する信号を上記磁気軸受に 伝送する磁気軸受調整装置とを備えたことを特徴とする。

【０００９】 （２）第２の考案に係る低振動電動機は、制振用回転磁界を発生させる二相巻 線を有する交流電動機本体と、ロータの回転数に同期した二相交流を上記二相巻 線に出力する制振用インバータとを備えたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】

（１）第１の考案における低振動電動機は、ロータの変位を検出して磁気軸受 調整装置に出力する。この磁気軸受調整装置は、ロータの変位に基づいて制御信 号を生成し、ラジアル磁気軸受に供給してロータの浮上位置をロータとステータ との間のギャップが均一となるように調整する。この磁気軸受調整装置の調整に より、ロータとステータとの間のギャップはラジアル方向に全て均一となり、振 動の原因となる不平衡磁気吸引力を抑制することができる。

【００１１】 （２）第２の考案における低振動電動機は、制振用インバータにより電動機駆 動用の回転磁界とは逆方向の制振用回転磁界を発生し、ステータに設けた二相巻 線に供給する。制振用インバータは、制振用回転磁界の大きさを、不平衡磁気吸 引力と同じ周波数で増減させ、かつ、その最大値がロータとステータのギャップ が最小となる方向に一致するように調整する。上記二相巻線により発生した制振 用回転磁界理により、ロータのふれ回りに起因する不平衡磁気吸引力をキャンセ ルして電動機の低振動化を計ることができる。

【００１２】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明する。 （第１実施例） 図１は本考案の第１実施例に係る低振動電動機を示す構成図である。同図に示 すようにロータ１は、回転軸１０がラジアル磁気軸受１１ａ，１１ｂにより、ス テータ２の内部でギャップ５を介して非接触支持されている。また、ロータ回転 軸１０の両端部近傍に変位センサ１２ａ，１２ｂを設け、その出力信号を磁気軸 受調整装置１３に入力する。この磁気軸受調整装置１３は、変位センサ１２ａ， １２ｂからの信号を制御用信号に変換するセンサ信号変換部１４を備えており、 このセンサ信号変換部１４により変換した信号を上記ラジアル磁気軸受１１ａ， １１ｂに供給してロータ１の浮上位置を調整する。そして、上記ステータ２に設 けられた多相巻線に交流電源４を供給する。

【００１３】 上記の構成において、変位センサ１２ａ，１２ｂは、ロータ回転軸１０の変位 を検出し、磁気軸受調整装置１３に出力する。磁気軸受調整装置１３は、例えば 変位センサ１２ａ，１２ｂからの信号にある一定の値を加えて制御信号を生成し 、ラジアル磁気軸受１１ａ，１１ｂに供給してロータ１の浮上位置をギャップ５ が均一となるように調整する。この場合、磁気軸受調整装置１３は、センサ信号 変換部１４の零点をシフトさせることにより、ステータ２内でのロータ１の浮上 位置をある範囲内で任意に設定できるので、ロータ１とステータ２間のギャップ ５が均一となるように設定する。

【００１４】 上記磁気軸受調整装置１３の調整により、ロータ１とステータ２との間のギャ ップ５は、ラジアル方向に全て均一となり、振動の原因となる不平衡磁気吸引力 を抑制することができる。

【００１５】 （第２実施例） 図２は本考案の第２実施例に係る低振動電動機を示す構成図である。同図に示 すように電動機のロータ１は、ステータ２の中心部に位置するように油軸受、玉 軸受等の軸受３ａ，３ｂにより回転軸１０が支承される。また、ロータ回転軸１ ０に近接して変位センサ１２を設け、その出力信号を制振用インバータ２１に入 力する。この制振用インバータ２１は、ロータ１の回転数に同期した二相交流信 号を発生し、ステータ２に出力する。このステータ２は、ロータ駆動用磁界を発 生する多相巻線と、制振用回転磁界を発生させるための二相巻線を備え、多相巻 線に交流電源４が供給され、二相巻線に制振用インバータ２１からの二相交流信 号が供給される。

【００１６】 上記の構成において、電動機が回転駆動されると、ロータ１の変位が変位セン サ１２により検出され、制振用インバータ２１に送られる。この制振用インバー タ２１は、図３に示すように電動機駆動用の回転磁界７と逆方向の制振用回転磁 界２２を発生し、ステータ２の二相巻線に供給する。この場合、制振用インバー タ２１は、制振用回転磁界２２の大きさを、不平衡磁気吸引力と同じ周波数ｆ ｆ＝ａ（ｆm −ｆr ） 但し、ｆm ：回転磁界７の周波数 ｆr ：ロータ１の回転周波数 で増減させ、かつ、その最大値がロータ１とステータ２のギャップ５が最小とな る方向に一致するように変位センサ１２の出力に基づいて調整する。 以上の処理により、ロータ１のふれ回りに起因する不平衡磁気吸引力はキャン セルされ、電動機の低振動化が計れる。

【００１７】

【考案の効果】

以上詳記したように本考案によれば、ラジアル磁気軸受によりロータを支承し 、ロータの浮上位置を制御してステータとの間のギャップが均一となるようにし たので、電動機の組み立て後にも、ロータとステータ間のギャップを調整でき、 不平衡磁気吸引力を低減して電動機の低振動化を計ることができる。

【００１８】 また、本考案は、制振用インバータによりロータの回転周波数に同期した二相 交流信号を発生し、ステータに設けた二相巻線に供給して制振用回転磁界を発生 し、不平衡磁気吸引力をキャンセルするようにしたので、ロータのふれ回りによ る振動を低減して電動機の低振動化を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係る低振動電動機を示す
構成図。

【図２】本考案の第２実施例に係る低振動電動機を示す
構成図。

【図３】同実施例における制振動作を説明するための
図。

【図４】従来の交流電動機を示す構成図。

【図５】電動機における不平衡磁気吸引力の発生原理を
示す図。

【図６】電動機における不平衡磁気吸引力の発生原理を
示す図。

【符号の説明】

１…ロータ、２…ステータ、３ａ，３ｂ…軸受、４…交
流電源、５…ギャップ、６…不平衡磁気吸引力、７…回
転磁界、１０…ロータ回転軸、１１ａ，１１ｂ…ラジア
ル磁気軸受、１２，１２ａ，１２ｂ…変位センサ、１３
…磁気軸受調整装置、１４…センサ信号変換部、２１…
制振用インバータ、２２…制振用回転磁界。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータを支承するラジアル磁気軸受と、
   電動機ステータ内におけるロータ支持位置を調整する信
   号を上記磁気軸受に伝送する磁気軸受調整装置とを具備
   したことを特徴とする低振動電動機。
2. 【請求項２】 制振用回転磁界を発生させる二相巻線を
   有する交流電動機本体と、ロータの回転数に同期した二
   相交流を上記二相巻線に出力する制振用インバータとを
   具備したことを特徴とする低振動電動機。