JPH064093Y2 - 磁気軸受の制御装置 - Google Patents
磁気軸受の制御装置Info
- Publication number
- JPH064093Y2 JPH064093Y2 JP1988156962U JP15696288U JPH064093Y2 JP H064093 Y2 JPH064093 Y2 JP H064093Y2 JP 1988156962 U JP1988156962 U JP 1988156962U JP 15696288 U JP15696288 U JP 15696288U JP H064093 Y2 JPH064093 Y2 JP H064093Y2
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- JP
- Japan
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- signal
- rotor
- phase
- carrier signal
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本考案は、磁気軸受制御装置の改良に関するものであ
る。
る。
《従来の技術》 従来、磁気軸受はロータの長手方向の２箇所を電磁石の
磁力により浮上保持して構成されているが、そのロータ
の浮上位置制御はロータの浮上位置をインダクタンス形
の位置センサにより検出し、この位置センサの検出信号
をブリッジ回路その他の処理回路で処理し、ロータが所
定の基準の目標位置に浮上保持されるように電磁石の励
磁電流がパルス変調方式の駆動回路（以下「ＰＷＭパワ
ーアンプ」という）により調整されて行なわれている。
磁力により浮上保持して構成されているが、そのロータ
の浮上位置制御はロータの浮上位置をインダクタンス形
の位置センサにより検出し、この位置センサの検出信号
をブリッジ回路その他の処理回路で処理し、ロータが所
定の基準の目標位置に浮上保持されるように電磁石の励
磁電流がパルス変調方式の駆動回路（以下「ＰＷＭパワ
ーアンプ」という）により調整されて行なわれている。
《考案が解決しようとする課題》 しかしながら、上記従来のロータの浮上位置制御におい
ては、フィードバック制御によりロータが目標位置に浮
上保持されるように構成されているが、位置センサから
の検出信号のキャリア信号とＰＷＭパワーアンプからの
励磁電流のキャリア信号とが同期していないと磁気軸受
本体が振動したり、騒音を発生する等の不具合があっ
た。
ては、フィードバック制御によりロータが目標位置に浮
上保持されるように構成されているが、位置センサから
の検出信号のキャリア信号とＰＷＭパワーアンプからの
励磁電流のキャリア信号とが同期していないと磁気軸受
本体が振動したり、騒音を発生する等の不具合があっ
た。
このため、例えば磁気軸受が電子顕微鏡の真空装置であ
るターボ分子ポンプに用いられているとき、振動により
電子顕微鏡の解析能力を低下させたり、あるいは騒音に
より作業環境を悪化させるおそれがあった。
るターボ分子ポンプに用いられているとき、振動により
電子顕微鏡の解析能力を低下させたり、あるいは騒音に
より作業環境を悪化させるおそれがあった。
また、磁気軸受が工作機械のスピンドルに用いられてい
るときは、その振動により工作精度を低下させるばかり
でなく、騒音が発生し作業環境を悪化させるという問題
点があった。
るときは、その振動により工作精度を低下させるばかり
でなく、騒音が発生し作業環境を悪化させるという問題
点があった。
《課題を解決するための手段》 本考案は、上記課題を解決するためになされたものであ
って、その構成は工作機械のスピンドルロータあるいは
ターボ分子ポンプのロータ等を電磁石により浮上保持さ
せる磁気軸受本体と、前記ロータの近傍に配設されたイ
ンダクタンス形の位置センサとを有する磁気軸受におい
て、その磁気軸受の制御装置が、前記電磁石の励磁電流
のキャリア信号及び前記位置センサの位置検出用キャリ
ア信号の基礎となる正弦波を出力する基準発信器と、前
記基準発信器から出力された正弦波の位相を９０°遅ら
せる位相調整器と、前記位相調整器における９０°遅れ
の正弦波を位置検出用キャリア信号として前記位置セン
サに送出するとともに前記位置センサからの検出信号よ
り前記ロータの浮上位置を検出する位置検出回路と、前
記位置検出回路からの検出信号と基準の目標位置とを比
較しかつその両者の差分を補償する信号を出力する制御
回路と、前記制御回路から送出された信号に基いて前記
電磁石の励磁電流を供給するパルス変調方式の駆動回路
と、前記基準発信器から出力された正弦波を同位相の方
形波に変換するコンパレータと、前記コンパレータで変
換された方形波を処理してその位相を９０°遅らせると
ともに三角波に変換した後、この三角波を励磁電流のキ
ャリア信号として前記駆動回路に出力する積分器とから
なることを特徴とする。
って、その構成は工作機械のスピンドルロータあるいは
ターボ分子ポンプのロータ等を電磁石により浮上保持さ
せる磁気軸受本体と、前記ロータの近傍に配設されたイ
ンダクタンス形の位置センサとを有する磁気軸受におい
て、その磁気軸受の制御装置が、前記電磁石の励磁電流
のキャリア信号及び前記位置センサの位置検出用キャリ
ア信号の基礎となる正弦波を出力する基準発信器と、前
記基準発信器から出力された正弦波の位相を９０°遅ら
せる位相調整器と、前記位相調整器における９０°遅れ
の正弦波を位置検出用キャリア信号として前記位置セン
サに送出するとともに前記位置センサからの検出信号よ
り前記ロータの浮上位置を検出する位置検出回路と、前
記位置検出回路からの検出信号と基準の目標位置とを比
較しかつその両者の差分を補償する信号を出力する制御
回路と、前記制御回路から送出された信号に基いて前記
電磁石の励磁電流を供給するパルス変調方式の駆動回路
と、前記基準発信器から出力された正弦波を同位相の方
形波に変換するコンパレータと、前記コンパレータで変
換された方形波を処理してその位相を９０°遅らせると
ともに三角波に変換した後、この三角波を励磁電流のキ
ャリア信号として前記駆動回路に出力する積分器とから
なることを特徴とする。
《作用》 本考案によれば、位相調整器は位置検出回路において位
置検出用キャリア信号として用いられる９０°遅れの正
弦波を形成し、積分器は上記９０°遅れの正弦波と同位
相でかつ駆動回路において励磁電流のキャリア信号とし
て用いられる三角形を形成する、つまり、位置検出用キ
ャリア信号と励磁電流のキャリア信号とが位相差ゼロで
同期するように作用する。
置検出用キャリア信号として用いられる９０°遅れの正
弦波を形成し、積分器は上記９０°遅れの正弦波と同位
相でかつ駆動回路において励磁電流のキャリア信号とし
て用いられる三角形を形成する、つまり、位置検出用キ
ャリア信号と励磁電流のキャリア信号とが位相差ゼロで
同期するように作用する。
《実施例》 以下、本考案を図示の実施例に基づいて説明する。
図面は本考案装置の概略構成を示すブロック図であっ
て、図中ａは周知の磁気軸受本体で、そのロータ１の半
径方向はラジアル電磁石（以下「電磁石」という）２
ａ，２ｂにより浮上保持されているとともに、軸方向は
図示しないアキシャル電磁石により浮上保持されてい
る。
て、図中ａは周知の磁気軸受本体で、そのロータ１の半
径方向はラジアル電磁石（以下「電磁石」という）２
ａ，２ｂにより浮上保持されているとともに、軸方向は
図示しないアキシャル電磁石により浮上保持されてい
る。
図中３ａ，３ｂは電磁石２ａ，２ｂの近傍に設けられた
ロータ１のラジアル方向位置を検出するためのインダク
タンス形の位置センサであって、これら位置センサ３
ａ，３ｂの検出信号は後述の制御手段に送出されてロー
タ１を所定の目標位置へ浮上保持するように電磁石２
ａ，２ｂの励磁電流がフィードバック制御されている。
ロータ１のラジアル方向位置を検出するためのインダク
タンス形の位置センサであって、これら位置センサ３
ａ，３ｂの検出信号は後述の制御手段に送出されてロー
タ１を所定の目標位置へ浮上保持するように電磁石２
ａ，２ｂの励磁電流がフィードバック制御されている。
なお、図示しないがロータ１の端部方向に軸方向を検出
するための位置センサが設けられており、ロータ１の軸
方向位置が同様にフィードバック制御されている。
するための位置センサが設けられており、ロータ１の軸
方向位置が同様にフィードバック制御されている。
図中ｂは制御手段であって、位置センサ３ａ，３ｂに駆
動電源を供給するための電源部１０ａとこれらセンサの
検出した信号をブリッジ回路を用いて位置検出するため
の検出部１０ｂとからなる位置検出回路１０，この位置
検出回路１０の出力信号と基準の目標位置とを比較し、
その差分位置を補償するように出力する制御回路１１，
この制御回路１１から送出される信号に基づいて電磁石
２ａ，２ｂを駆動するためのＰＷＭパワーアンプ１２お
よび同期回路としての基準発振器１３，コンパレータ１
４，積分器１５，位相調整器１６とから構成されてい
る。
動電源を供給するための電源部１０ａとこれらセンサの
検出した信号をブリッジ回路を用いて位置検出するため
の検出部１０ｂとからなる位置検出回路１０，この位置
検出回路１０の出力信号と基準の目標位置とを比較し、
その差分位置を補償するように出力する制御回路１１，
この制御回路１１から送出される信号に基づいて電磁石
２ａ，２ｂを駆動するためのＰＷＭパワーアンプ１２お
よび同期回路としての基準発振器１３，コンパレータ１
４，積分器１５，位相調整器１６とから構成されてい
る。
上記構成のうち、同期回路は本考案の特徴的構成部分で
あり、このうち位相調整器１６は電磁石２ａ，２ｂの励
磁電流のキャリア信号、及び位置センサ３ａ，３ｂの位
置検出用キャリア信号の基礎となる所定の正弦波を出力
し一方、位相調整器１６では入力の正弦波を９０°遅ら
せたのち位置検出回路１０へ出力し、他方、コンパレー
タ１４では正弦波を同位相の方形波に変換して積分器１
５に出力する。
あり、このうち位相調整器１６は電磁石２ａ，２ｂの励
磁電流のキャリア信号、及び位置センサ３ａ，３ｂの位
置検出用キャリア信号の基礎となる所定の正弦波を出力
し一方、位相調整器１６では入力の正弦波を９０°遅ら
せたのち位置検出回路１０へ出力し、他方、コンパレー
タ１４では正弦波を同位相の方形波に変換して積分器１
５に出力する。
さらに、この積分器１５ではこの方形波を処理して９０
°位相が遅れた三角波に変換したのちＰＷＭパワーアン
プ１２へ出力するように構成されている。位相調整器１
６の正弦波出力と積分器１５の三角波出力は、ともに基
準発振器１３の正弦波出力から９０℃位相が遅れるた
め、両信号は位相差０で同期される。
°位相が遅れた三角波に変換したのちＰＷＭパワーアン
プ１２へ出力するように構成されている。位相調整器１
６の正弦波出力と積分器１５の三角波出力は、ともに基
準発振器１３の正弦波出力から９０℃位相が遅れるた
め、両信号は位相差０で同期される。
次に、以上の構成からなる本実施例の動作を説明する。
まず、図示しないプログラマブルコントローラにより制
御手段ｂが起動させられると、ＰＷＭパワーアンプ１２
から電磁石２ａ，２ｂに励磁電流が供給されてロータ１
が浮上保持されるとともに、図示しないモータ駆動回路
からモータコイル３に励磁電流が供給されてロータ１が
所定の回転数で回転駆動される。
御手段ｂが起動させられると、ＰＷＭパワーアンプ１２
から電磁石２ａ，２ｂに励磁電流が供給されてロータ１
が浮上保持されるとともに、図示しないモータ駆動回路
からモータコイル３に励磁電流が供給されてロータ１が
所定の回転数で回転駆動される。
一方、基準発振器１３からの基準信号を位相調整器１６
で処理して得られた正弦波信号は位置検出回路１０の電
源部１０ａに送られ増巾された後、位置検出用キャリア
信号としてトランスを介して位置センサ３ａ，３ｂに送
出される。位置センサ３ａと３ｂは接続中点から検出信
号が位置検出回路１０の検出部１０ｂに送出される。
で処理して得られた正弦波信号は位置検出回路１０の電
源部１０ａに送られ増巾された後、位置検出用キャリア
信号としてトランスを介して位置センサ３ａ，３ｂに送
出される。位置センサ３ａと３ｂは接続中点から検出信
号が位置検出回路１０の検出部１０ｂに送出される。
センサ３ａと３ｂの巻数は等しく、したがってロータ１
が位置センサ３ａ，３ｂの中間点に位置するときは、検
出出力信号の電圧は０であるが、ロータ１がいずれか一
方の位置センサに偏ったときには、その偏りに応じた電
圧が検出出力として検出部１０ｂに入力される。検出部
１０ｂでは位置検出信号を整流等の信号処理を行なって
ロータ１のずれに比例した直流電圧に変換してから制御
回路１１に送出する。
が位置センサ３ａ，３ｂの中間点に位置するときは、検
出出力信号の電圧は０であるが、ロータ１がいずれか一
方の位置センサに偏ったときには、その偏りに応じた電
圧が検出出力として検出部１０ｂに入力される。検出部
１０ｂでは位置検出信号を整流等の信号処理を行なって
ロータ１のずれに比例した直流電圧に変換してから制御
回路１１に送出する。
制御回路１１では位置検出回路１０で検出された現在の
浮上位置と目標位置とのズレが比較検出されるととも
に、そのズレを補償するようＰＷＭパワーアンプ１２に
励磁電流指令値を出力する。このＰＷＭパワーアンプ１
２では、制御回路１１からの励磁電流指令値に応じてそ
のパルス幅を調整し電磁石２ａ，２ｂの励磁電流を調整
するが、この際、ＰＷＭパワーアンプ１２には位置検出
回路１０から位置センサ３ａ，３ｂへの検出信号のキャ
リア信号と位相差０で同期した三角波形のキャリア信号
が積分器１５から入力されているので、電磁石２ａ，２
ｂへの励磁電流のキャリア信号と位置検出信号のキャリ
ア信号は位相差０で同期する。
浮上位置と目標位置とのズレが比較検出されるととも
に、そのズレを補償するようＰＷＭパワーアンプ１２に
励磁電流指令値を出力する。このＰＷＭパワーアンプ１
２では、制御回路１１からの励磁電流指令値に応じてそ
のパルス幅を調整し電磁石２ａ，２ｂの励磁電流を調整
するが、この際、ＰＷＭパワーアンプ１２には位置検出
回路１０から位置センサ３ａ，３ｂへの検出信号のキャ
リア信号と位相差０で同期した三角波形のキャリア信号
が積分器１５から入力されているので、電磁石２ａ，２
ｂへの励磁電流のキャリア信号と位置検出信号のキャリ
ア信号は位相差０で同期する。
以上のように、本実施例においては同期回路を設けるこ
とによって、位置検出信号キャリア信号と励磁電流キャ
リア信号との相違による磁気軸受本体ａの振動および騒
音の発生を効果的に防止することができる。なお、上述
の実施例ではラジアル電磁石２ａ，２ｂの制御の仕方に
ついて説明したが、アキシャル電磁石についても同様に
制御してもよいことは勿論である。
とによって、位置検出信号キャリア信号と励磁電流キャ
リア信号との相違による磁気軸受本体ａの振動および騒
音の発生を効果的に防止することができる。なお、上述
の実施例ではラジアル電磁石２ａ，２ｂの制御の仕方に
ついて説明したが、アキシャル電磁石についても同様に
制御してもよいことは勿論である。
《効果》 本考案に係る磁気軸受の制御装置にあっては、位相調整
器、コンパレータ及び積分器を有し、位相調整器は基準
発信器からの正弦波を９０°遅らせる一方、上記コンパ
レータは基準発信器から出力された正弦波を同位相の方
形波に変換し、積分器は上記方形波を処理してその位相
を９０°遅らせるとともに三角波に変換する、つまり、
位相調整器は位置検出回路において位置検出用キャリア
信号として用いられる９０°遅れの正弦波を形成し、積
分器は上記９０°遅れの正弦波と同位相でかつ駆動回路
において励磁電流のキャリア信号として用いられる三角
波を形成するように構成したため、位置検出用キャリア
信号と励磁電流のキャリア信号とが位相差ゼロで同期す
るので、その両キャリア信号の位相の相違により磁気軸
受の振動及び騒音が発生するのを効果的に防止できる。
器、コンパレータ及び積分器を有し、位相調整器は基準
発信器からの正弦波を９０°遅らせる一方、上記コンパ
レータは基準発信器から出力された正弦波を同位相の方
形波に変換し、積分器は上記方形波を処理してその位相
を９０°遅らせるとともに三角波に変換する、つまり、
位相調整器は位置検出回路において位置検出用キャリア
信号として用いられる９０°遅れの正弦波を形成し、積
分器は上記９０°遅れの正弦波と同位相でかつ駆動回路
において励磁電流のキャリア信号として用いられる三角
波を形成するように構成したため、位置検出用キャリア
信号と励磁電流のキャリア信号とが位相差ゼロで同期す
るので、その両キャリア信号の位相の相違により磁気軸
受の振動及び騒音が発生するのを効果的に防止できる。
特に、この制御装置を適用した磁気軸受により電子顕微
鏡の排気装置として用いられるターボ分子ポンプのロー
タ、あるいは工作機械のロータを支持した場合には、上
記の如く位相の相違による磁気軸受の振動や騒音の発生
を効果的に防止できるので、電子顕微鏡の解析能力や工
作機械の工作精度が向上する。
鏡の排気装置として用いられるターボ分子ポンプのロー
タ、あるいは工作機械のロータを支持した場合には、上
記の如く位相の相違による磁気軸受の振動や騒音の発生
を効果的に防止できるので、電子顕微鏡の解析能力や工
作機械の工作精度が向上する。
図面は本考案装置の概略構成を示すブロック図である。 １…ロータ ２ａ，２ｂ…電磁石 ３ａ，３ｂ…位置センサ １０…位置検出回路 １１…制御回路 １２…パルス変調方式の駆動回路 （ＰＷＭパワーアンプ） １３…基準発振器 １４…コンパレータ １５…積分器 １６…位相調整器 ａ…磁気軸受本体 ｂ…制御手段
Claims (1)
- 【請求項１】工作機械のスピンドルモータあるいはター
ボ分子ポンプのロータ等を電磁石により浮上保持させる
磁気軸受本体と、前記ロータの近傍に配設されたインダ
クタンス形の位置センサとを有する磁気軸受において、 前記電磁石の励磁電流のキャリア信号及び前記位置セン
サの位置検出用キャリア信号の基礎となる正弦波を出力
する基準発信器と、 前記基準発信器から出力された正弦波の位相を９０°遅
らせる位相調整器と、 前記位相調整器における９０°遅れの正弦波を位置検出
用キャリア信号として前記位置センサに送出するととも
に前記位置センサからの検出信号より前記ロータの浮上
位置を検出する位置検出回路と、 前記位置検出回路からの検出信号と基準の目標位置とを
比較しかつその両者の差分を補償する信号を出力する制
御回路と、 前記制御回路から送出された信号に基いて前記電磁石の
励磁電流を供給するパルス変調方式の駆動回路と、 前記基準発信器から出力された正弦波を同位相の方形波
に変換するコンパレータと、 前記コンパレータで変換された方形波を処理してその位
相を９０°遅らせるとともに三角波に変換した後、この
三角波を励磁電流のキャリア信号として前記駆動回路に
出力する積分器と、 からなることを特徴とする磁気軸受の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988156962U JPH064093Y2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 磁気軸受の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988156962U JPH064093Y2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 磁気軸受の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0277317U JPH0277317U (ja) | 1990-06-13 |
| JPH064093Y2 true JPH064093Y2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=31435977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988156962U Expired - Lifetime JPH064093Y2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 磁気軸受の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH064093Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2993111B2 (ja) * | 1990-11-22 | 1999-12-20 | 株式会社デンソー | 磁気軸受の損傷防止装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6014619A (ja) * | 1983-07-05 | 1985-01-25 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 磁気軸受の制御装置 |
| JPS63195413A (ja) * | 1987-02-04 | 1988-08-12 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 磁気軸受装置 |
-
1988
- 1988-12-01 JP JP1988156962U patent/JPH064093Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0277317U (ja) | 1990-06-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R323111 |
|
| R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |