JPH06311699A - 磁気軸受搭載回転電機 - Google Patents
磁気軸受搭載回転電機Info
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- JPH06311699A JPH06311699A JP5287144A JP28714493A JPH06311699A JP H06311699 A JPH06311699 A JP H06311699A JP 5287144 A JP5287144 A JP 5287144A JP 28714493 A JP28714493 A JP 28714493A JP H06311699 A JPH06311699 A JP H06311699A
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- Japan
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- magnetic bearing
- electric machine
- rotary electric
- magnetic
- shaft
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 磁気軸受を軸受要素として用いる回転電機
において、タッチダウン時に回転軸や固定部材を損傷す
ることがなく、安定に停止させることができる磁気軸受
搭載回転電機を提供する。 【効果】 回転軸の軸振量が予め設定しておいたしき
い値より大きくなると、スイッチ作動装置によりスイッ
チＳ１，Ｓ２を開き、回転電機及びラジアル磁気軸受，
スラスト磁気軸受に流れる電流を遮断する。又、回転電
機駆動電源を遮断されないと磁気軸受の電源を遮断でき
ないようにした。
において、タッチダウン時に回転軸や固定部材を損傷す
ることがなく、安定に停止させることができる磁気軸受
搭載回転電機を提供する。 【効果】 回転軸の軸振量が予め設定しておいたしき
い値より大きくなると、スイッチ作動装置によりスイッ
チＳ１，Ｓ２を開き、回転電機及びラジアル磁気軸受，
スラスト磁気軸受に流れる電流を遮断する。又、回転電
機駆動電源を遮断されないと磁気軸受の電源を遮断でき
ないようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、同一回転軸上に能動型
のラジアル磁気軸受とスラスト磁気軸受、またはどちら
か一方と他の軸受を有し、回転電機と磁気軸受とが一体
構造を成す磁気軸受搭載型回転電機に関する。
のラジアル磁気軸受とスラスト磁気軸受、またはどちら
か一方と他の軸受を有し、回転電機と磁気軸受とが一体
構造を成す磁気軸受搭載型回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】無潤滑によるメンテナンスフリー化，潤
滑油による汚染の防止，摩擦損失が殆ど無いことによる
省エネルギー化，回転軸の非接触支持による低振動化等
の要求に答える回転電機として磁気軸受搭載回転電機が
ある。この磁気軸受搭載回転電機では図４に示すよう
に、何等かの事情により磁気軸受での支持が不能になっ
た場合を考慮して、無潤滑或いは固体潤滑のボールベア
リング等からなるタッチダウン軸受が付加されている。
滑油による汚染の防止，摩擦損失が殆ど無いことによる
省エネルギー化，回転軸の非接触支持による低振動化等
の要求に答える回転電機として磁気軸受搭載回転電機が
ある。この磁気軸受搭載回転電機では図４に示すよう
に、何等かの事情により磁気軸受での支持が不能になっ
た場合を考慮して、無潤滑或いは固体潤滑のボールベア
リング等からなるタッチダウン軸受が付加されている。
【０００３】以下従来技術について能動型磁気軸受を搭
載した三相モータの実施例について図４を参照して説明
する。図４において、１は回転軸、２はモータであり、
モータ回転子２ａは回転軸１の中央部に固定される。モ
ータステータ２ｂは、モータ回転子２ａに対向して円周
上の空隙を有して静止側（モータ・フレーム）に固定さ
れており、インバータによるモータ駆動装置３によって
駆動され回転軸１を回転させる。４は能動型のラジアル
磁気軸受であり、回転軸１の円周上に空隙を有して静止
側（モータ・フレーム）上下と左右に、またモータステ
ータ２ｂを挟んで軸方向に２組固定されている。
載した三相モータの実施例について図４を参照して説明
する。図４において、１は回転軸、２はモータであり、
モータ回転子２ａは回転軸１の中央部に固定される。モ
ータステータ２ｂは、モータ回転子２ａに対向して円周
上の空隙を有して静止側（モータ・フレーム）に固定さ
れており、インバータによるモータ駆動装置３によって
駆動され回転軸１を回転させる。４は能動型のラジアル
磁気軸受であり、回転軸１の円周上に空隙を有して静止
側（モータ・フレーム）上下と左右に、またモータステ
ータ２ｂを挟んで軸方向に２組固定されている。
【０００４】５は回転軸１のラジアル方向の軸変位を検
出する変位センサであり、各ラジアル磁気軸受４の側に
位置して取付けられている。６はスラスト磁気軸受であ
り、回転軸１の軸端部に設けられた円盤を軸方向に挟ん
で取付けられている。７は回転軸１の軸方向変位センサ
であり、スラスト磁気軸受６側端部に取付けられてい
る。８は磁気軸受制御装置であり、各ラジアル変位セン
サ５とスラスト変位センサ７の検出信号によって、回転
軸１を安定に非接触に支持する様、各ラジアル磁気軸受
４とスラスト磁気軸受６の電流を制御して磁気吸引力を
制御する。
出する変位センサであり、各ラジアル磁気軸受４の側に
位置して取付けられている。６はスラスト磁気軸受であ
り、回転軸１の軸端部に設けられた円盤を軸方向に挟ん
で取付けられている。７は回転軸１の軸方向変位センサ
であり、スラスト磁気軸受６側端部に取付けられてい
る。８は磁気軸受制御装置であり、各ラジアル変位セン
サ５とスラスト変位センサ７の検出信号によって、回転
軸１を安定に非接触に支持する様、各ラジアル磁気軸受
４とスラスト磁気軸受６の電流を制御して磁気吸引力を
制御する。
【０００５】９は固定潤滑の総ボール型ボールベアリン
グから成るタッチダウン軸受で、回転軸１とラジアル磁
気軸受４間の空隙より小さな空隙にして固定側に固定し
てある。これは各ラジアル磁気軸受４の制御不能になっ
た時、回転軸を支持するための危急用の軸受である。
又、モータ２，ラジアル磁気軸受４，タッチダウン軸受
９と回転軸１との空隙は、一般的にはモータ２が一番大
きく、タッチダウン軸受が一番小さく成るように設定さ
れている。
グから成るタッチダウン軸受で、回転軸１とラジアル磁
気軸受４間の空隙より小さな空隙にして固定側に固定し
てある。これは各ラジアル磁気軸受４の制御不能になっ
た時、回転軸を支持するための危急用の軸受である。
又、モータ２，ラジアル磁気軸受４，タッチダウン軸受
９と回転軸１との空隙は、一般的にはモータ２が一番大
きく、タッチダウン軸受が一番小さく成るように設定さ
れている。
【０００６】更に、図５に示す磁気軸受制御装置111 の
中には回転軸１の位置検出回路111-1 によって得られた
変位信号を比較回路111-3 にて比較し、その変位信号が
ある設定値以上に達した時、モータ電源を遮断するため
のトリップ信号の出力回路111-4 と、磁気軸受の電源を
遮断するためのトリップ信号の出力回路111-5 を備えた
異常検出回路111-6 を具備している。また、前記２つの
トリップ信号の出力回路111-4 、111-5 は独立に構成さ
れている。
中には回転軸１の位置検出回路111-1 によって得られた
変位信号を比較回路111-3 にて比較し、その変位信号が
ある設定値以上に達した時、モータ電源を遮断するため
のトリップ信号の出力回路111-4 と、磁気軸受の電源を
遮断するためのトリップ信号の出力回路111-5 を備えた
異常検出回路111-6 を具備している。また、前記２つの
トリップ信号の出力回路111-4 、111-5 は独立に構成さ
れている。
【０００７】図６は異常検出回路111-6 のフローチャー
トを示し、夫々独立に発生したトリップ信号を夫々の出
力回路111-4 ，111-5 を介して接点スイッチ111-7 ，11
1-8を動作させて、モータ電源の遮断と磁気軸受電源の
遮断を独立に行う構成となっている。
トを示し、夫々独立に発生したトリップ信号を夫々の出
力回路111-4 ，111-5 を介して接点スイッチ111-7 ，11
1-8を動作させて、モータ電源の遮断と磁気軸受電源の
遮断を独立に行う構成となっている。
【０００８】上記構成において、回転軸１は各ラジアル
磁気軸受４，スラスト磁気軸受６，各変位センサ５，７
及び制御装置８によって、各ラジアル磁気軸受４，スラ
スト磁気軸受６，タッチダウン軸受９との空隙中で安定
に浮上し、モータ２とモータ駆動装置３によって非接触
に回転される。ここで、磁気軸受が何等かの理由により
不安定になった場合、または制御不能になった場合、或
いは磁気軸受で支持可能な力以上の外力が加わった場合
には、各ラジアル磁気軸受４よりタッチダウン軸受９の
エア空隙の方が小さく設定されているので、回転軸１は
タッチダウン軸受９にのみ支持されて回転する事にな
る。
磁気軸受４，スラスト磁気軸受６，各変位センサ５，７
及び制御装置８によって、各ラジアル磁気軸受４，スラ
スト磁気軸受６，タッチダウン軸受９との空隙中で安定
に浮上し、モータ２とモータ駆動装置３によって非接触
に回転される。ここで、磁気軸受が何等かの理由により
不安定になった場合、または制御不能になった場合、或
いは磁気軸受で支持可能な力以上の外力が加わった場合
には、各ラジアル磁気軸受４よりタッチダウン軸受９の
エア空隙の方が小さく設定されているので、回転軸１は
タッチダウン軸受９にのみ支持されて回転する事にな
る。
【０００９】しかし、回転軸１がタッチダウン軸受９で
支持されて回転した場合には、モータ回転子２ａとモー
タステータ２ｂの空隙は、その上下方向に於いてタッチ
ダウン軸受の空隙分増加あるいは減少する事になり、安
定浮上時には回転軸１を挟んで上下左右の磁気吸引力が
バランスし、回転軸１に作用する力が互いに打ち消され
ていたが、前記のようにモータ２の空隙が変化する事に
より、回転軸１を挟んで上下左右の磁気吸引力が異な
り、回転軸１に対して加振力を生ずる。
支持されて回転した場合には、モータ回転子２ａとモー
タステータ２ｂの空隙は、その上下方向に於いてタッチ
ダウン軸受の空隙分増加あるいは減少する事になり、安
定浮上時には回転軸１を挟んで上下左右の磁気吸引力が
バランスし、回転軸１に作用する力が互いに打ち消され
ていたが、前記のようにモータ２の空隙が変化する事に
より、回転軸１を挟んで上下左右の磁気吸引力が異な
り、回転軸１に対して加振力を生ずる。
【００１０】時としてこの加振力が大きい場合やタッチ
ダウン支持での回転軸１の固有振動数と一致すると、回
転軸１は弾性変形しタッチダウン軸受９よりも広い空隙
を持つラジアル磁気軸受４やモータステータ２ｂに接触
し、これらを損傷する危険性があった。またこのような
大きな軸振れの状態では、磁気軸受制御装置８内の制御
信号は飽和し、その位相遅れから加振力となって回転軸
１の弾性変形を助長する結果となり、損傷の程度が拡大
する。
ダウン支持での回転軸１の固有振動数と一致すると、回
転軸１は弾性変形しタッチダウン軸受９よりも広い空隙
を持つラジアル磁気軸受４やモータステータ２ｂに接触
し、これらを損傷する危険性があった。またこのような
大きな軸振れの状態では、磁気軸受制御装置８内の制御
信号は飽和し、その位相遅れから加振力となって回転軸
１の弾性変形を助長する結果となり、損傷の程度が拡大
する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】この様に、従来の磁気
軸受ではモータや発電機等の回転電機に用いた場合、何
らかの理由によりタッチダウンすると回転電機や磁気軸
受自身の磁気吸引力により回転軸を弾性変形させ、タッ
チダウン軸受よりも空隙を広く設置してある他の固定部
材と接触し、これら部材が損傷すると言う問題があっ
た。
軸受ではモータや発電機等の回転電機に用いた場合、何
らかの理由によりタッチダウンすると回転電機や磁気軸
受自身の磁気吸引力により回転軸を弾性変形させ、タッ
チダウン軸受よりも空隙を広く設置してある他の固定部
材と接触し、これら部材が損傷すると言う問題があっ
た。
【００１２】更にこの場合、その変位や振動が急激に増
加した場合、夫々の遮断信号発生回路と遮断回路の系統
が独立になっていると、電源遮断を行うための接点回路
の構成によって時間的にモータの電源回路の遮断が遅
れ、磁気軸受の電源の方が先に遮断されることがある。
このように、磁気軸受の電源が遮断され回転軸１がタッ
チダウンしているにも関わらず、僅かな時間でもモータ
の電源が投入されたままであると、回転子を補助軸受の
クリアランス内で振れ回わそうとする強制的なモータの
回転力が作用する。すると、その遠心力効果及びモータ
の鉄心部の偏心による磁気吸引力の作用により、回転子
軸の撓みを相乗してタッチダウン軸受以外の部位で回転
軸１が固定側の部材と接触して損傷することが予想され
る。従って、これをさらに改善する要望があった。
加した場合、夫々の遮断信号発生回路と遮断回路の系統
が独立になっていると、電源遮断を行うための接点回路
の構成によって時間的にモータの電源回路の遮断が遅
れ、磁気軸受の電源の方が先に遮断されることがある。
このように、磁気軸受の電源が遮断され回転軸１がタッ
チダウンしているにも関わらず、僅かな時間でもモータ
の電源が投入されたままであると、回転子を補助軸受の
クリアランス内で振れ回わそうとする強制的なモータの
回転力が作用する。すると、その遠心力効果及びモータ
の鉄心部の偏心による磁気吸引力の作用により、回転子
軸の撓みを相乗してタッチダウン軸受以外の部位で回転
軸１が固定側の部材と接触して損傷することが予想され
る。従って、これをさらに改善する要望があった。
【００１３】本発明は、磁気軸受を回転電機の軸受要素
として用い、何らかの理由によりタッチダウンしても、
回転電機の回転軸が弾性変形を生じて固定部材と接触
し、これらの部材を損傷する事なく、安定に回転軸を停
止させることが出来る磁気軸受搭載回転電機を提供する
ことを目的とする。
として用い、何らかの理由によりタッチダウンしても、
回転電機の回転軸が弾性変形を生じて固定部材と接触
し、これらの部材を損傷する事なく、安定に回転軸を停
止させることが出来る磁気軸受搭載回転電機を提供する
ことを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
目的を達成するために、同一の回転軸上に回転電機の回
転子と磁気軸受の回転子を有する磁気軸受搭載回転電機
において、回転軸の軸振れの大きさを検出する手段と、
検出された軸触れの大きさによって回転電機への電源を
遮断する手段と、各磁気軸受の電磁石へ供給する電流を
遮断する手段とを有する構成とする。又、回転電機の駆
動電源回路が遮断されないと磁気軸受制御装置の電源回
路が遮断できない構成とする。
目的を達成するために、同一の回転軸上に回転電機の回
転子と磁気軸受の回転子を有する磁気軸受搭載回転電機
において、回転軸の軸振れの大きさを検出する手段と、
検出された軸触れの大きさによって回転電機への電源を
遮断する手段と、各磁気軸受の電磁石へ供給する電流を
遮断する手段とを有する構成とする。又、回転電機の駆
動電源回路が遮断されないと磁気軸受制御装置の電源回
路が遮断できない構成とする。
【００１５】
【作用】上述構成において、回転軸の軸触れの大きさが
所定値を越えると、回転電機に流れる電流或いは更に磁
気軸受の電磁石に流れる電流を遮断する。これにより回
転軸に対して加振力を生ずる事がなく、回転軸が弾性変
形を生じてタッチダウン軸受以外の固定部材と接触する
事やこれら部材を損傷する事もなく回転が停止する。
所定値を越えると、回転電機に流れる電流或いは更に磁
気軸受の電磁石に流れる電流を遮断する。これにより回
転軸に対して加振力を生ずる事がなく、回転軸が弾性変
形を生じてタッチダウン軸受以外の固定部材と接触する
事やこれら部材を損傷する事もなく回転が停止する。
【００１６】又、磁気軸受回路の故障や過大な外力の作
用により当該回転軸１０１の変位或いは振幅値が増大
し、回転軸を安定支持できなくなった場合はモータの駆
動電源が先に遮断される。そして、回転軸がフリーラン
状態になった後、つまり強性的な回転力が作用しなくな
ってから磁気軸受制御装置の電源が遮断され回転軸がタ
ッチダウンする。これにより、回転軸の撓みが増大して
固定側の部材と接触してこれらの部材を損傷することな
く、安定に回転軸を停止させることができる。
用により当該回転軸１０１の変位或いは振幅値が増大
し、回転軸を安定支持できなくなった場合はモータの駆
動電源が先に遮断される。そして、回転軸がフリーラン
状態になった後、つまり強性的な回転力が作用しなくな
ってから磁気軸受制御装置の電源が遮断され回転軸がタ
ッチダウンする。これにより、回転軸の撓みが増大して
固定側の部材と接触してこれらの部材を損傷することな
く、安定に回転軸を停止させることができる。
【００１７】
【実施例】本発明の一実施例を図１を用いて説明する。
図１は本発明による磁気軸受を搭載した三相モータの断
面図である。図１に於いて１は回転軸、２はモータであ
り、モータ回転子２ａは回転軸１の中央部に固定され、
モータステータ２ｂはモータ回転子２ａに対向して円周
上の空隙を有して静止側に固定されており、インバータ
によるモータ駆動装置３によって駆動され、回転軸１を
回転させる。４は能動型のラジアル磁気軸受であり、回
転軸１の円周上に空隙を有して静止側上下と左右に、ま
たモータステータ２ｂを挟んで軸方向に２組固定されて
いる。
図１は本発明による磁気軸受を搭載した三相モータの断
面図である。図１に於いて１は回転軸、２はモータであ
り、モータ回転子２ａは回転軸１の中央部に固定され、
モータステータ２ｂはモータ回転子２ａに対向して円周
上の空隙を有して静止側に固定されており、インバータ
によるモータ駆動装置３によって駆動され、回転軸１を
回転させる。４は能動型のラジアル磁気軸受であり、回
転軸１の円周上に空隙を有して静止側上下と左右に、ま
たモータステータ２ｂを挟んで軸方向に２組固定されて
いる。
【００１８】５は回転軸１のラジアル方向の軸変位を検
出する変位センサであり、各ラジアル磁気軸受４の側に
位置して取付けられている。６はスラスト磁気軸受であ
り、回転軸１の軸端部に設けられた円盤を軸方向に挟ん
で取付けられている。７は回転軸１の軸方向変位センサ
であり、スラスト磁気軸受６側軸端部に取付けられてい
る。８は磁気軸受制御装置であり、各ラジアル変位セン
サとスラスト変位センサ７の検出信号によって、回転軸
１を安定に非接触に支持する様、各ラジアル磁気軸受４
とスラスト磁気軸受６の電流を制御して磁気吸引力を制
御する。
出する変位センサであり、各ラジアル磁気軸受４の側に
位置して取付けられている。６はスラスト磁気軸受であ
り、回転軸１の軸端部に設けられた円盤を軸方向に挟ん
で取付けられている。７は回転軸１の軸方向変位センサ
であり、スラスト磁気軸受６側軸端部に取付けられてい
る。８は磁気軸受制御装置であり、各ラジアル変位セン
サとスラスト変位センサ７の検出信号によって、回転軸
１を安定に非接触に支持する様、各ラジアル磁気軸受４
とスラスト磁気軸受６の電流を制御して磁気吸引力を制
御する。
【００１９】９は固定潤滑の総ボールベアリングから成
るタッチダウン軸受で、回転軸１とラジアル磁気軸受４
との間の空隙より小さな空隙にして固定側に固定してあ
る。Ｓ１はスイッチであり、ラジアル磁気軸受４，スラ
スト磁気軸受６に流れる制御電流を遮断する。Ｓ２もス
イッチであり、モータ２に供給される電流を遮断する。
１０はスイッチ作動装置で、制御装置８から各変位セン
サの軸位置の信号を入力し、予め設定してあったしきい
値と比較してスイッチＳ１とスイッチＳ２を操作する。
るタッチダウン軸受で、回転軸１とラジアル磁気軸受４
との間の空隙より小さな空隙にして固定側に固定してあ
る。Ｓ１はスイッチであり、ラジアル磁気軸受４，スラ
スト磁気軸受６に流れる制御電流を遮断する。Ｓ２もス
イッチであり、モータ２に供給される電流を遮断する。
１０はスイッチ作動装置で、制御装置８から各変位セン
サの軸位置の信号を入力し、予め設定してあったしきい
値と比較してスイッチＳ１とスイッチＳ２を操作する。
【００２０】上記構成において、通常状態ではスイッチ
Ｓ１及びスイッチＳ２は閉じており、回転軸１は各ラジ
アル磁気軸受４，スラスト磁気軸受６，各変位センサ
５，７及び制御装置８によって、各ラジアル磁気軸受
４，スラスト磁気軸受６，タッチダウン軸受９との空隙
中で安定に浮上し、モータ２とモータ駆動装置３によっ
て非接触に回転される。ここで、磁気軸受が何等かの理
由により、不安定になった場合，または制御不能になっ
た場合，または磁気軸受で支持可能な力以上の外力が加
わった場合には、各ラジアル磁気軸受４よりタッチダウ
ン軸受９の空隙の方が小さく設定されているので、回転
軸１はタッチダウン軸受９にのみ支持されて回転する事
になる。
Ｓ１及びスイッチＳ２は閉じており、回転軸１は各ラジ
アル磁気軸受４，スラスト磁気軸受６，各変位センサ
５，７及び制御装置８によって、各ラジアル磁気軸受
４，スラスト磁気軸受６，タッチダウン軸受９との空隙
中で安定に浮上し、モータ２とモータ駆動装置３によっ
て非接触に回転される。ここで、磁気軸受が何等かの理
由により、不安定になった場合，または制御不能になっ
た場合，または磁気軸受で支持可能な力以上の外力が加
わった場合には、各ラジアル磁気軸受４よりタッチダウ
ン軸受９の空隙の方が小さく設定されているので、回転
軸１はタッチダウン軸受９にのみ支持されて回転する事
になる。
【００２１】この場合、モータ回転子２ａとモータステ
ータ２ｂ間の空隙は、モータ回転子２ａの上下左右にお
いて変化するが、この回転軸１の変位の変化は各変位セ
ンサ５，６によって検出され、スイッチ作動装置１０に
もこの信号が送られる。すると、スイッチ作動装置１０
では予め設定されていたしきい値よりも大きいので、ス
イッチＳ１及びスイッチＳ２を作動させスイッチＳ１，
Ｓ２を開き、モータ２およびラジアル磁気軸受４，スラ
スト磁気軸受６の電流はタッチダウンと同時に遮断さ
れ、回転軸１に対して磁気吸引力を生ずる事はなく、タ
ッチダウン軸受９に支持されて安定に回転が停止する。
従って、モータ回転子２ａとモータステータ２ｂ，ラジ
アル磁気軸受４と回転軸１，スラスト磁気軸受６と回転
子１間の空隙に於いて、接触する事もないので例えタッ
チダウンしても回転軸１やモータステータ２ｂ，ラジア
ル磁気軸受４，スラスト磁気軸受６を損傷する事もな
い。
ータ２ｂ間の空隙は、モータ回転子２ａの上下左右にお
いて変化するが、この回転軸１の変位の変化は各変位セ
ンサ５，６によって検出され、スイッチ作動装置１０に
もこの信号が送られる。すると、スイッチ作動装置１０
では予め設定されていたしきい値よりも大きいので、ス
イッチＳ１及びスイッチＳ２を作動させスイッチＳ１，
Ｓ２を開き、モータ２およびラジアル磁気軸受４，スラ
スト磁気軸受６の電流はタッチダウンと同時に遮断さ
れ、回転軸１に対して磁気吸引力を生ずる事はなく、タ
ッチダウン軸受９に支持されて安定に回転が停止する。
従って、モータ回転子２ａとモータステータ２ｂ，ラジ
アル磁気軸受４と回転軸１，スラスト磁気軸受６と回転
子１間の空隙に於いて、接触する事もないので例えタッ
チダウンしても回転軸１やモータステータ２ｂ，ラジア
ル磁気軸受４，スラスト磁気軸受６を損傷する事もな
い。
【００２２】また、各スイッチＳ１，Ｓ２を操作する軸
振れのしきい値をスイッチ２はラジアル磁気軸受４が安
定に支持できる範囲内とし、スイッチＳ１はそれより大
きな値に設定しておけば、ラジアル磁気軸受４で支持で
きないような過大な外力ではモータ２の電流だけ遮断し
て直ちにフリーラン停止し、タッチダウンさせずに済
み、止む終えずタッチダウンするような状況ではラジア
ル磁気軸受４の制御電流も遮断するので前記のような事
故も生じない。
振れのしきい値をスイッチ２はラジアル磁気軸受４が安
定に支持できる範囲内とし、スイッチＳ１はそれより大
きな値に設定しておけば、ラジアル磁気軸受４で支持で
きないような過大な外力ではモータ２の電流だけ遮断し
て直ちにフリーラン停止し、タッチダウンさせずに済
み、止む終えずタッチダウンするような状況ではラジア
ル磁気軸受４の制御電流も遮断するので前記のような事
故も生じない。
【００２３】なお、上記実施例では説明を容易にするた
め、スイッチ作動装置１０がスイッチＳ１，Ｓ２で直接
に電流を遮断する例で示したが、駆動装置３，制御装置
８に制御指令を送り電流を遮断するようにしてもよい。
め、スイッチ作動装置１０がスイッチＳ１，Ｓ２で直接
に電流を遮断する例で示したが、駆動装置３，制御装置
８に制御指令を送り電流を遮断するようにしてもよい。
【００２４】（第２実施例）磁気軸受制御装置109 の中
には回転軸１の位置検出回路109-1 によって得られた変
位信号を比較回路109-3 にて比較して、その変位信号が
ある設定値以上に達したとき、モータ電源を遮断するた
めのトリップ信号の出力回路109-4 と磁気軸受の電源を
遮断するためのトリップ信号の出力回路109-5 を備えた
異常検出回路109-6 を具備している。トリップ信号の出
力回路109-4 によって接点スイッチ109-7 を作動させ、
それによりモータ電源を遮断するための接点スイッチ10
9-8を動作させる。また、接点109-7 を磁気軸受の電源
を遮断する出力回路109-5 によって作動する接点スイッ
チ109-9 とシリーズに接続し、接点スイッチ109-8 が動
作してから、つまりモータ電源が遮断してからでないと
磁気軸受の電源遮断接点スイッチ109-10が動作できない
構成となっている。図３は以上述べた本実施例の異常検
出回路109-6 のフローチャートを示したもので、モータ
電源の遮断の信号と磁気軸受遮断信号の両方が成立して
始めて磁気軸受の電源が遮断される構成となっている。
には回転軸１の位置検出回路109-1 によって得られた変
位信号を比較回路109-3 にて比較して、その変位信号が
ある設定値以上に達したとき、モータ電源を遮断するた
めのトリップ信号の出力回路109-4 と磁気軸受の電源を
遮断するためのトリップ信号の出力回路109-5 を備えた
異常検出回路109-6 を具備している。トリップ信号の出
力回路109-4 によって接点スイッチ109-7 を作動させ、
それによりモータ電源を遮断するための接点スイッチ10
9-8を動作させる。また、接点109-7 を磁気軸受の電源
を遮断する出力回路109-5 によって作動する接点スイッ
チ109-9 とシリーズに接続し、接点スイッチ109-8 が動
作してから、つまりモータ電源が遮断してからでないと
磁気軸受の電源遮断接点スイッチ109-10が動作できない
構成となっている。図３は以上述べた本実施例の異常検
出回路109-6 のフローチャートを示したもので、モータ
電源の遮断の信号と磁気軸受遮断信号の両方が成立して
始めて磁気軸受の電源が遮断される構成となっている。
【００２５】上記構成によると、モータ電源の方が必ず
先に遮断されるため、磁気軸受電源が遮断されたタッチ
ダウン時に、強制的なモータの回転力による遠心力の作
用やモータの鉄心部の偏心による磁気吸引力の作用が全
くなくなる。
先に遮断されるため、磁気軸受電源が遮断されたタッチ
ダウン時に、強制的なモータの回転力による遠心力の作
用やモータの鉄心部の偏心による磁気吸引力の作用が全
くなくなる。
【００２６】以上述べた作用により、タッチダウン時の
回転軸の撓みの増大を避けることができ、タッチダウン
軸受以外の部位で回転軸が固定側の部材と接触して損傷
するような問題はなく、安定したモータの停止が行え
る。
回転軸の撓みの増大を避けることができ、タッチダウン
軸受以外の部位で回転軸が固定側の部材と接触して損傷
するような問題はなく、安定したモータの停止が行え
る。
【００２７】
【発明の効果】本発明の磁気軸受は、上記のように構成
されているので、タッチダウンの際にいち早く回転電機
の入出電流及び磁気軸受の制御電流を遮断するので、回
転軸に過大な磁気吸引力が作用する事がなく、回転電機
の損傷を防止でき、信頼性も向上する。
されているので、タッチダウンの際にいち早く回転電機
の入出電流及び磁気軸受の制御電流を遮断するので、回
転軸に過大な磁気吸引力が作用する事がなく、回転電機
の損傷を防止でき、信頼性も向上する。
【図１】本発明による磁気軸受搭載回転電動機の一実施
例の縦断面図、
例の縦断面図、
【図２】本発明による磁気軸受制御装置の配線図、
【図３】本発明による磁気軸受制御装置内の異常検出回
路のフローチャート、
路のフローチャート、
【図４】従来の磁気軸受を採用したモータの縦断面図、
【図５】従来例の図２相当図、
【図６】従来例の図３相当図。
１…回転軸， ２…モータ，３…
駆動装置， ４…ラジアル磁気軸
受，５…ラジアル変位センサ， ６…スラスト
磁気軸受，７…スラスト変位センサ， ８…制
御装置，９…タッチダウン軸受， １０…ス
イッチ作動装置，２ａ…モータ回転子，
２ｂ…モータステータ，Ｓ１，Ｓ２…スイッチ，
109-1 …位置検出回路，109-2 …磁気軸受出力回
路， 109-3 …比較回路，109-4 …モータ電源を
遮断するためのトリップ信号の出力回路，109-5 …磁気
軸受の電源を遮断するためのトリップ信号の出力回路，
109-6 …異常検出回路， 109-7 …接点スイ
ッチ，109-8 …モータ電源を遮断するための接点スイッ
チ，109-9 …接点スイッチ， 109-10…磁気軸受の電
源遮断接点スイッチ。
駆動装置， ４…ラジアル磁気軸
受，５…ラジアル変位センサ， ６…スラスト
磁気軸受，７…スラスト変位センサ， ８…制
御装置，９…タッチダウン軸受， １０…ス
イッチ作動装置，２ａ…モータ回転子，
２ｂ…モータステータ，Ｓ１，Ｓ２…スイッチ，
109-1 …位置検出回路，109-2 …磁気軸受出力回
路， 109-3 …比較回路，109-4 …モータ電源を
遮断するためのトリップ信号の出力回路，109-5 …磁気
軸受の電源を遮断するためのトリップ信号の出力回路，
109-6 …異常検出回路， 109-7 …接点スイ
ッチ，109-8 …モータ電源を遮断するための接点スイッ
チ，109-9 …接点スイッチ， 109-10…磁気軸受の電
源遮断接点スイッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 陽 三重県三重郡朝日町大字繩生2121番地 株 式会社東芝三重工場内
Claims (5)
- 【請求項１】 同一の回転軸上に回転電機の回転子と磁
気軸受の回転子を有する磁気軸受搭載回転電機におい
て、回転軸の軸振れの大きさを検出する手段と、検出さ
れた軸振れの大きさによって回転電機への電流を遮断す
る手段と、各磁気軸受の電磁石へ供給する電流を遮断す
る手段とを備えたことを特徴とする磁気軸受搭載回転電
機。 - 【請求項２】 上記請求項１の磁気軸受搭載回転電機に
於いて、回転軸の軸振れは磁気軸受の制御に使用するセ
ンサからの信号を分岐して使用する事を特徴とする磁気
軸受搭載回転電機。 - 【請求項３】 上記請求項１の磁気軸受搭載回転電機に
於いて、磁気軸受の制御電流を遮断する回転軸の軸振れ
レベルを回転電機の入出力電流を遮断する軸振れレベル
よりも大きくした事を特徴とする磁気軸受搭載回転電
機。 - 【請求項４】 制御回路と磁極鉄心により構成される磁
気軸受により支承される回転子を有する磁気軸受搭載回
転電機と、前記磁気軸受搭載回転電機を駆動する回転電
機駆動用電源回路より構成される磁気軸受搭載駆動装置
において、前記回転子の振動振幅の大きさによって回転
電機の駆動電源を遮断させる手段と、磁気軸受の電磁石
を作動させる電源を遮断させる手段を備え、前記回転電
機駆動電源を遮断されないと磁気軸受の電源を遮断でき
ないことを特徴とする磁気軸受搭載回転電機。 - 【請求項５】 制御回路と磁極鉄心により構成される磁
気軸受により支承される回転子を有する磁気軸受搭載回
転電機と、前記磁気軸受搭載回転電機を駆動する回転電
機駆動用電源回路より構成される磁気軸受搭載回転電機
駆動装置において、前記回転子の変位の大きさによって
回転電機の駆動電源を遮断させる手段と、磁気軸受の電
磁石を作動させる電源を遮断させる手段を備え、前記回
転電機駆動電源を遮断されないと磁気軸受の電源を遮断
できないことを特徴とする磁気軸受搭載回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5287144A JPH06311699A (ja) | 1993-01-07 | 1993-11-17 | 磁気軸受搭載回転電機 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP88193 | 1993-01-07 | ||
| JP5-881 | 1993-01-07 | ||
| JP5287144A JPH06311699A (ja) | 1993-01-07 | 1993-11-17 | 磁気軸受搭載回転電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06311699A true JPH06311699A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=26333990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5287144A Pending JPH06311699A (ja) | 1993-01-07 | 1993-11-17 | 磁気軸受搭載回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06311699A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19529038A1 (de) * | 1995-08-08 | 1997-02-13 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Magnetlager für einen Rotor |
| JP2006083923A (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | Boc Edwards Kk | 磁気軸受装置及び該磁気軸受装置が搭載されたターボ分子ポンプ |
| JP4841634B2 (ja) * | 2006-02-09 | 2011-12-21 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 軸方向力測定部が組み込まれた回転駆動部と直線駆動部を備えるモータ |
-
1993
- 1993-11-17 JP JP5287144A patent/JPH06311699A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19529038A1 (de) * | 1995-08-08 | 1997-02-13 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Magnetlager für einen Rotor |
| JP2006083923A (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | Boc Edwards Kk | 磁気軸受装置及び該磁気軸受装置が搭載されたターボ分子ポンプ |
| JP4841634B2 (ja) * | 2006-02-09 | 2011-12-21 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 軸方向力測定部が組み込まれた回転駆動部と直線駆動部を備えるモータ |
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