JPH0674233A - 磁気軸受の制御装置 - Google Patents
磁気軸受の制御装置Info
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- JPH0674233A JPH0674233A JP23055392A JP23055392A JPH0674233A JP H0674233 A JPH0674233 A JP H0674233A JP 23055392 A JP23055392 A JP 23055392A JP 23055392 A JP23055392 A JP 23055392A JP H0674233 A JPH0674233 A JP H0674233A
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- 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
- F16C32/0451—Details of controllers, i.e. the units determining the power to be supplied, e.g. comparing elements, feedback arrangements with P.I.D. control
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 回転体の回転数の所望の範囲において１次曲
げモード固有振動成分の前回り成分および後回り成分の
影響を確実に除去できるようにする。 【構成】 回転体１の変位検出信号から１次曲げモード
固有振動成分の前回り成分と後回り成分を除去するため
の中心周波数可変の帯域消去フィルタ10、11、回転体１
の回転数から帯域消去フィルタ10、11の中心周波数を設
定する関数発生回路21、22、および帯域消去フィルタ1
0、11の出力に基づいて回転体１を非接触支持する電磁
石２、３を制御するＰＩＤ制御回路12を備える。関数発
生回路21、22が、回転体１の回転数の所要の直線近似範
囲において回転数に対する固有振動成分の前回り成分お
よび後回り成分の変化を直線近似した中心周波数可変パ
ターンを有し、このパターンに基づいて帯域消去フィル
タ10、11の中心周波数を設定する。
げモード固有振動成分の前回り成分および後回り成分の
影響を確実に除去できるようにする。 【構成】 回転体１の変位検出信号から１次曲げモード
固有振動成分の前回り成分と後回り成分を除去するため
の中心周波数可変の帯域消去フィルタ10、11、回転体１
の回転数から帯域消去フィルタ10、11の中心周波数を設
定する関数発生回路21、22、および帯域消去フィルタ1
0、11の出力に基づいて回転体１を非接触支持する電磁
石２、３を制御するＰＩＤ制御回路12を備える。関数発
生回路21、22が、回転体１の回転数の所要の直線近似範
囲において回転数に対する固有振動成分の前回り成分お
よび後回り成分の変化を直線近似した中心周波数可変パ
ターンを有し、このパターンに基づいて帯域消去フィル
タ10、11の中心周波数を設定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ジャイロ作用による
回転体の１次曲げモード固有振動成分の前回り成分と後
回り成分の影響を除去するようにした磁気軸受の制御装
置に関する。
回転体の１次曲げモード固有振動成分の前回り成分と後
回り成分の影響を除去するようにした磁気軸受の制御装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の磁気軸受の制御装置として、従
来、図５に示すようなものが知られている。
来、図５に示すようなものが知られている。
【０００３】図５は、回転体(1) を非接触支持するラジ
アル磁気軸受の１対の電磁石(2)(3)とその制御装置の１
例を示している。
アル磁気軸受の１対の電磁石(2)(3)とその制御装置の１
例を示している。
【０００４】図５において、回転体(1) の周囲にその回
転数Ｎに対応するパルス信号を出力する回転センサ(4)
が設けられ、その出力がＦ−Ｖ変換回路(5) に入力す
る。変換回路(5) は、回転数Ｎをこれに比例する電圧信
号（回転数検出信号）ＶN に変換するものである。ま
た、回転体(1) の周囲に、電磁石(2)(3)に対応して、回
転体(1) のラジアル方向の位置を検出する１対の位置セ
ンサ(6)(7)が設けられている。２つの位置センサ(6)(7)
の出力は第１減算回路(8) によって減算され、第１減算
回路(8) の出力が第２減算回路(9) によって一定の基準
信号（通常は０）から減算されて、第２減算回路(9) か
ら回転体(1) のラジアル方向の変位に対応する変位検出
信号δが出力される。
転数Ｎに対応するパルス信号を出力する回転センサ(4)
が設けられ、その出力がＦ−Ｖ変換回路(5) に入力す
る。変換回路(5) は、回転数Ｎをこれに比例する電圧信
号（回転数検出信号）ＶN に変換するものである。ま
た、回転体(1) の周囲に、電磁石(2)(3)に対応して、回
転体(1) のラジアル方向の位置を検出する１対の位置セ
ンサ(6)(7)が設けられている。２つの位置センサ(6)(7)
の出力は第１減算回路(8) によって減算され、第１減算
回路(8) の出力が第２減算回路(9) によって一定の基準
信号（通常は０）から減算されて、第２減算回路(9) か
ら回転体(1) のラジアル方向の変位に対応する変位検出
信号δが出力される。
【０００５】前回り成分用電圧可変帯域消去フィルタ
（第１フィルタ）(10)と後回り成分用電圧可変帯域消去
フィルタ（第２フィルタ）(11)が、ＰＩＤ制御回路(12)
と第２減算回路(9) の間に直列に設けられており、第２
減算回路(9) の出力である変位検出信号δが第２フィル
タ(11)の入力端子に入力し、第２フィルタ(11)の出力が
第１フィルタ(10)の入力端子に入力し、第１フィルタ(1
0)の出力がＰＩＤ制御回路(12)に入力する。そして、Ｐ
ＩＤ制御回路(12)の出力が第１電力増幅器(13)に入力す
るとともに、反転増幅器(14)を介して第２電力増幅器(1
5)に入力し、これらの電力増幅器(13)(15)によって電磁
石(2)(3)がそれぞれ駆動される。
（第１フィルタ）(10)と後回り成分用電圧可変帯域消去
フィルタ（第２フィルタ）(11)が、ＰＩＤ制御回路(12)
と第２減算回路(9) の間に直列に設けられており、第２
減算回路(9) の出力である変位検出信号δが第２フィル
タ(11)の入力端子に入力し、第２フィルタ(11)の出力が
第１フィルタ(10)の入力端子に入力し、第１フィルタ(1
0)の出力がＰＩＤ制御回路(12)に入力する。そして、Ｐ
ＩＤ制御回路(12)の出力が第１電力増幅器(13)に入力す
るとともに、反転増幅器(14)を介して第２電力増幅器(1
5)に入力し、これらの電力増幅器(13)(15)によって電磁
石(2)(3)がそれぞれ駆動される。
【０００６】Ｆ−Ｖ変換回路(5) の出力が第１関数発生
回路(16)および第２関数発生回路(17)の入力端子に入力
し、第１関数発生回路(16)の出力が第１フィルタ(10)の
中心周波数設定電圧入力端子に、第２関数発生回路(17)
の出力が第２フィルタ(11)の中心周波数設定電圧入力端
子にそれぞれ入力する。
回路(16)および第２関数発生回路(17)の入力端子に入力
し、第１関数発生回路(16)の出力が第１フィルタ(10)の
中心周波数設定電圧入力端子に、第２関数発生回路(17)
の出力が第２フィルタ(11)の中心周波数設定電圧入力端
子にそれぞれ入力する。
【０００７】２つの関数発生回路(16)(17)は、図６に示
すような関係を用いて、回転数検出信号ＶN に対応する
電圧を出力する。図６において、横軸は回転体(1) の回
転数Ｎ、縦軸は回転体(1) の固有振動数ｆを示してい
る。(F) はジャイロ作用による回転体(1) の１次曲げモ
ード固有振動成分の前回り成分ｆF 、(B) は同後回り成
分ｆB を示している。前回り成分ｆF は回転数Ｎの上昇
とともに増大し、１つの直線(L1)で近似されている。後
回り成分ｆB は回転数Ｎの上昇とともに減少し、１つの
直線(L2)で近似されている。第１関数発生回路(16)は直
線(L1)の関係を用いて回転数Ｎに対応する電圧を出力
し、この出力電圧に対応する周波数に第１フィルタ(10)
の中心周波数が設定される。第２関数発生回路(17)は直
線(L2)の関係を用いて回転数Ｎに対応する電圧を出力
し、この出力電圧に対応する周波数に第２フィルタ(11)
の中心周波数が設定される。これにより、変位検出信号
δから、第２フィルタ(11)において後回り成分ｆB が除
去され、第１フィルタ(10)において前回り成分ｆF が除
去され、これがＰＩＤ制御回路(12)に入力する。そし
て、ＰＩＤ制御回路(12)の出力に基づいて、電力増幅器
(13)(15)により電磁石(2)(3)が制御される。
すような関係を用いて、回転数検出信号ＶN に対応する
電圧を出力する。図６において、横軸は回転体(1) の回
転数Ｎ、縦軸は回転体(1) の固有振動数ｆを示してい
る。(F) はジャイロ作用による回転体(1) の１次曲げモ
ード固有振動成分の前回り成分ｆF 、(B) は同後回り成
分ｆB を示している。前回り成分ｆF は回転数Ｎの上昇
とともに増大し、１つの直線(L1)で近似されている。後
回り成分ｆB は回転数Ｎの上昇とともに減少し、１つの
直線(L2)で近似されている。第１関数発生回路(16)は直
線(L1)の関係を用いて回転数Ｎに対応する電圧を出力
し、この出力電圧に対応する周波数に第１フィルタ(10)
の中心周波数が設定される。第２関数発生回路(17)は直
線(L2)の関係を用いて回転数Ｎに対応する電圧を出力
し、この出力電圧に対応する周波数に第２フィルタ(11)
の中心周波数が設定される。これにより、変位検出信号
δから、第２フィルタ(11)において後回り成分ｆB が除
去され、第１フィルタ(10)において前回り成分ｆF が除
去され、これがＰＩＤ制御回路(12)に入力する。そし
て、ＰＩＤ制御回路(12)の出力に基づいて、電力増幅器
(13)(15)により電磁石(2)(3)が制御される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の磁気軸受
の制御装置では、固有振動成分の前回り成分および後回
り成分をそれぞれ１つの直線で近似して、これに基づい
てフィルタ(10)(11)の中心周波数を設定しているので、
次のような問題がある。
の制御装置では、固有振動成分の前回り成分および後回
り成分をそれぞれ１つの直線で近似して、これに基づい
てフィルタ(10)(11)の中心周波数を設定しているので、
次のような問題がある。
【０００９】回転数の変化による前回り成分ｆF および
後回り成分ｆB の変化は線形ではなく、図６に示すよう
に、曲線状になる。したがって、これらをそれぞれ１つ
の直線(L1)(L2)で近似すると、前回り成分ｆF および後
回り成分ｆB が直線(L1)(L2)と一致しない部分が生じ、
このような部分においては、フィルタ(10)(11)の中心周
波数と前回り成分および後回り成分との間に誤差が生じ
る。このため、回転数の所望の範囲において前回り成分
および後回り成分の影響を除去できなくなることがあ
る。
後回り成分ｆB の変化は線形ではなく、図６に示すよう
に、曲線状になる。したがって、これらをそれぞれ１つ
の直線(L1)(L2)で近似すると、前回り成分ｆF および後
回り成分ｆB が直線(L1)(L2)と一致しない部分が生じ、
このような部分においては、フィルタ(10)(11)の中心周
波数と前回り成分および後回り成分との間に誤差が生じ
る。このため、回転数の所望の範囲において前回り成分
および後回り成分の影響を除去できなくなることがあ
る。
【００１０】この発明の目的は、上記の問題を解決し、
回転数の所望の範囲において前回り成分および後回り成
分の影響を確実に除去できる磁気軸受の制御装置を提供
することにある。
回転数の所望の範囲において前回り成分および後回り成
分の影響を確実に除去できる磁気軸受の制御装置を提供
することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明による磁気軸受
の制御装置は、回転体の回転数を検出する回転数検出手
段、回転体の変位を検出する変位検出手段、変位検出信
号からジャイロ作用による回転体の１次曲げモード固有
振動成分の前回り成分と後回り成分を除去するための中
心周波数可変の帯域消去フィルタ、回転数検出信号に基
づいて帯域消去フィルタの中心周波数を設定する中心周
波数設定手段、および帯域消去フィルタの出力に基づい
て回転体を非接触支持する電磁石を制御する制御回路を
備えた磁気軸受の制御装置において、中心周波数設定手
段が、回転体の回転数の所要の直線近似範囲において回
転数に対する固有振動成分の前回り成分および後回り成
分の変化を直線近似した中心周波数可変パターンを有
し、このパターンに基づいて帯域消去フィルタの中心周
波数を設定するものであることを特徴とするものであ
る。
の制御装置は、回転体の回転数を検出する回転数検出手
段、回転体の変位を検出する変位検出手段、変位検出信
号からジャイロ作用による回転体の１次曲げモード固有
振動成分の前回り成分と後回り成分を除去するための中
心周波数可変の帯域消去フィルタ、回転数検出信号に基
づいて帯域消去フィルタの中心周波数を設定する中心周
波数設定手段、および帯域消去フィルタの出力に基づい
て回転体を非接触支持する電磁石を制御する制御回路を
備えた磁気軸受の制御装置において、中心周波数設定手
段が、回転体の回転数の所要の直線近似範囲において回
転数に対する固有振動成分の前回り成分および後回り成
分の変化を直線近似した中心周波数可変パターンを有
し、このパターンに基づいて帯域消去フィルタの中心周
波数を設定するものであることを特徴とするものであ
る。
【００１２】中心周波数設定手段が、回転体の定格回転
数近傍の直線近似範囲における中心周波数可変パターン
を有することがある。
数近傍の直線近似範囲における中心周波数可変パターン
を有することがある。
【００１３】回転体の全回転数範囲が複数の直線近似範
囲に分割され、中心周波数設定手段が、これら全直線近
似範囲における中心周波数可変パターンを有することが
ある。
囲に分割され、中心周波数設定手段が、これら全直線近
似範囲における中心周波数可変パターンを有することが
ある。
【００１４】
【作用】中心周波数設定手段が、回転体の回転数の所要
の直線近似範囲において回転数に対する固有振動成分の
前回り成分および後回り成分の変化を直線近似した中心
周波数可変パターンを有し、このパターンに基づいて帯
域消去フィルタの中心周波数を設定するものであるか
ら、この直線近似範囲において、帯域消去フィルタの中
心周波数を前回り成分および後回り成分に正確に一致さ
せることができ、したがって、前回り成分および後回り
成分の影響を確実に除去することができる。
の直線近似範囲において回転数に対する固有振動成分の
前回り成分および後回り成分の変化を直線近似した中心
周波数可変パターンを有し、このパターンに基づいて帯
域消去フィルタの中心周波数を設定するものであるか
ら、この直線近似範囲において、帯域消去フィルタの中
心周波数を前回り成分および後回り成分に正確に一致さ
せることができ、したがって、前回り成分および後回り
成分の影響を確実に除去することができる。
【００１５】中心周波数設定手段が、回転体の定格回転
数近傍の直線近似範囲における中心周波数可変パターン
を有するものであれば、回転体の定格回転数近傍におい
て前回り成分および後回り成分の影響を確実に除去する
ことができる。
数近傍の直線近似範囲における中心周波数可変パターン
を有するものであれば、回転体の定格回転数近傍におい
て前回り成分および後回り成分の影響を確実に除去する
ことができる。
【００１６】回転体の全回転数範囲が複数の直線近似範
囲に分割され、中心周波数設定手段が、これら全直線近
似範囲における中心周波数可変パターンを有するもので
あれば、各直線近似範囲において帯域消去フィルタの中
心周波数を前回り成分および後回り成分に正確に一致さ
せることができ、したがって、全回転数範囲において前
回り成分および後回り成分の影響を確実に除去すること
ができる。
囲に分割され、中心周波数設定手段が、これら全直線近
似範囲における中心周波数可変パターンを有するもので
あれば、各直線近似範囲において帯域消去フィルタの中
心周波数を前回り成分および後回り成分に正確に一致さ
せることができ、したがって、全回転数範囲において前
回り成分および後回り成分の影響を確実に除去すること
ができる。
【００１７】
【実施例】以下、図１〜図４を参照して、この発明の２
つの実施例について説明する。これらの実施例も回転体
(1) を非接触支持するラジアル磁気軸受の１対の電磁石
(2)(3)とその制御装置の１例を示すものであり、従来例
と同じ部分には同一の符号を付している。
つの実施例について説明する。これらの実施例も回転体
(1) を非接触支持するラジアル磁気軸受の１対の電磁石
(2)(3)とその制御装置の１例を示すものであり、従来例
と同じ部分には同一の符号を付している。
【００１８】図１は、第１実施例を示している。
【００１９】第１実施例において、第２減算回路(9) 、
第１フィルタ(10)およびＰＩＤ制御回路(12)の間に切り
替えスイッチ回路(20)が設けられている。第２減算回路
(9)の出力である変位検出信号δが、第２フィルタ(11)
に入力するとともに、スイッチ回路(20)の第１切り替え
接点(20a) に入力し、第１フィルタ(10)の出力がスイッ
チ回路(20)の第２切り替え接点(20b) に入力する。そし
て、スイッチ回路(20)の共通接点(20c) がＰＩＤ制御回
路(12)の入力端子に接続されている。
第１フィルタ(10)およびＰＩＤ制御回路(12)の間に切り
替えスイッチ回路(20)が設けられている。第２減算回路
(9)の出力である変位検出信号δが、第２フィルタ(11)
に入力するとともに、スイッチ回路(20)の第１切り替え
接点(20a) に入力し、第１フィルタ(10)の出力がスイッ
チ回路(20)の第２切り替え接点(20b) に入力する。そし
て、スイッチ回路(20)の共通接点(20c) がＰＩＤ制御回
路(12)の入力端子に接続されている。
【００２０】第１関数発生回路(21)および第２関数発生
回路(22)は、従来例の関数発生回路(16)(17)と異なり、
図２に示すような中心周波数可変パターンを用いて、回
転数検出信号ＶN に対応する電圧を出力する。第１関数
発生回路(21)は、回転体(1)の回転数Ｎの全範囲のうち
回転体(1) の定格回転数近傍のＮ1 からＮ2 までの間の
一定の範囲（直線近似範囲）(A) においてのみ、前回り
成分ｆF を１つの直線(L3)で近似した第１中心周波数可
変パターン（第１パターン）を有し、このパターンを用
いて回転数Ｎに対応する電圧を第１フィルタ(10)に出力
する。第２関数発生回路(22)は、直線近似範囲(A) にお
いてのみ、後回り成分ｆB を１つの直線(L4)で近似した
第２中心周波数可変パターン（第２パターン）を有し、
このパターンを用いて回転数Ｎに対応する電圧を第２フ
ィルタ(11)に出力する。
回路(22)は、従来例の関数発生回路(16)(17)と異なり、
図２に示すような中心周波数可変パターンを用いて、回
転数検出信号ＶN に対応する電圧を出力する。第１関数
発生回路(21)は、回転体(1)の回転数Ｎの全範囲のうち
回転体(1) の定格回転数近傍のＮ1 からＮ2 までの間の
一定の範囲（直線近似範囲）(A) においてのみ、前回り
成分ｆF を１つの直線(L3)で近似した第１中心周波数可
変パターン（第１パターン）を有し、このパターンを用
いて回転数Ｎに対応する電圧を第１フィルタ(10)に出力
する。第２関数発生回路(22)は、直線近似範囲(A) にお
いてのみ、後回り成分ｆB を１つの直線(L4)で近似した
第２中心周波数可変パターン（第２パターン）を有し、
このパターンを用いて回転数Ｎに対応する電圧を第２フ
ィルタ(11)に出力する。
【００２１】回転センサ(4) の出力がＦ−Ｖ変換回路
(5) に入力するとともに、切り替え回路(23)に入力し、
切り替え回路(23)の出力により、次のようにスイッチ回
路(20)が切り替えられる。すなわち、回転数Ｎが直線近
似範囲(A) 内にないときは、スイッチ回路(20)が第１切
り替え接点(20a) 側に切り替えられ、回転数Ｎが直線近
似範囲(A) 内にあるときは、スイッチ回路(20)が第２切
り替え接点(20b) 側に切り替えられる。
(5) に入力するとともに、切り替え回路(23)に入力し、
切り替え回路(23)の出力により、次のようにスイッチ回
路(20)が切り替えられる。すなわち、回転数Ｎが直線近
似範囲(A) 内にないときは、スイッチ回路(20)が第１切
り替え接点(20a) 側に切り替えられ、回転数Ｎが直線近
似範囲(A) 内にあるときは、スイッチ回路(20)が第２切
り替え接点(20b) 側に切り替えられる。
【００２２】回転センサ(4) およびＦ−Ｖ変換回路(5)
により、回転体(1) の回転数Ｎを検出する回転数検出手
段が構成されている。位置センサ(6)(7)、第１および第
２減算回路(8)(9)により、回転体(1) のラジアル方向の
変位を検出する変位検出手段が構成されている。また、
第１および第２関数発生回路(21)(22)が、それぞれ、回
転数検出信号ＶN に基づいてフィルタ(10)(11)の中心周
波数を設定する中心周波数設定手段を構成している。
により、回転体(1) の回転数Ｎを検出する回転数検出手
段が構成されている。位置センサ(6)(7)、第１および第
２減算回路(8)(9)により、回転体(1) のラジアル方向の
変位を検出する変位検出手段が構成されている。また、
第１および第２関数発生回路(21)(22)が、それぞれ、回
転数検出信号ＶN に基づいてフィルタ(10)(11)の中心周
波数を設定する中心周波数設定手段を構成している。
【００２３】回転体(1) の回転数Ｎが直線近似範囲(A)
内にない場合、前記のようにスイッチ回路(20)が第１切
り替え接点(20a) 側に切り替えられて、共通接点(20c)
が第１切り替え接点(20a) に接続されるため、第１フィ
ルタ(10)の出力はＰＩＤ制御回路(12)に入力されず、第
２減算回路(9) からの変位検出信号δがそのままＰＩＤ
制御回路(12)に入力される。そして、この変位検出信号
δに基づいて、電磁石(2)(3)の制御が行われる。
内にない場合、前記のようにスイッチ回路(20)が第１切
り替え接点(20a) 側に切り替えられて、共通接点(20c)
が第１切り替え接点(20a) に接続されるため、第１フィ
ルタ(10)の出力はＰＩＤ制御回路(12)に入力されず、第
２減算回路(9) からの変位検出信号δがそのままＰＩＤ
制御回路(12)に入力される。そして、この変位検出信号
δに基づいて、電磁石(2)(3)の制御が行われる。
【００２４】回転体(1) の回転数Ｎが直線近似範囲(A)
内にある場合、前記のようにスイッチ回路(20)が第２切
り替え接点(20b) 側に切り替えられて、共通接点(20c)
が第２切り替え接点(20b) に接続されるため、変位検出
信号δがそのままＰＩＤ制御回路(12)に入力されること
はなく、第１フィルタ(10)の出力がＰＩＤ制御回路(12)
に入力される。このとき、前記のように、第１関数発生
回路(21)が第１パターンを用いて回転数Ｎに対応する電
圧を出力し、この出力電圧に対応する周波数に第１フィ
ルタ(10)の中心周波数が設定される。また、第２関数発
生回路(22)が第２パターンを用いて回転数Ｎに対応する
電圧を出力し、この出力電圧に対応する周波数に第２フ
ィルタ(11)の中心周波数が設定される。このため、変位
検出信号δから前回り成分ｆF と後回り成分ｆB が除去
された信号がＰＩＤ制御回路(12)に入力し、これに基づ
いて電磁石(2)(3)の制御が行われる。
内にある場合、前記のようにスイッチ回路(20)が第２切
り替え接点(20b) 側に切り替えられて、共通接点(20c)
が第２切り替え接点(20b) に接続されるため、変位検出
信号δがそのままＰＩＤ制御回路(12)に入力されること
はなく、第１フィルタ(10)の出力がＰＩＤ制御回路(12)
に入力される。このとき、前記のように、第１関数発生
回路(21)が第１パターンを用いて回転数Ｎに対応する電
圧を出力し、この出力電圧に対応する周波数に第１フィ
ルタ(10)の中心周波数が設定される。また、第２関数発
生回路(22)が第２パターンを用いて回転数Ｎに対応する
電圧を出力し、この出力電圧に対応する周波数に第２フ
ィルタ(11)の中心周波数が設定される。このため、変位
検出信号δから前回り成分ｆF と後回り成分ｆB が除去
された信号がＰＩＤ制御回路(12)に入力し、これに基づ
いて電磁石(2)(3)の制御が行われる。
【００２５】第１および第２関数発生回路(21)(22)にお
ける第１および第２パターンは、回転体(1) の定格回転
数近傍の直線近似範囲(A) においてのみ前回り成分ｆF
および後回り成分ｆB を直線近似したものであるから、
前回り成分ｆF および後回り成分ｆB と第１および第２
パターンとの間の誤差は小さく、したがって、前回り成
分ｆF および後回り成分ｆB の影響を確実に除去するこ
とができる。回転数Ｎが直線近似範囲(A) 内にない場合
は、前回り成分ｆF および後回り成分ｆB の影響は除去
されないが、実際に前回り成分ｆF および後回り成分ｆ
B の影響が問題となるのは回転体(1) の定格回転数近傍
であり、これを含む直線近似範囲(A) 内では上記のよう
に前回り成分ｆF および後回り成分ｆB の影響を確実に
除去することができるので、全体としても、前回り成分
ｆF および後回り成分ｆB の影響を受けない安定した制
御が可能になる。
ける第１および第２パターンは、回転体(1) の定格回転
数近傍の直線近似範囲(A) においてのみ前回り成分ｆF
および後回り成分ｆB を直線近似したものであるから、
前回り成分ｆF および後回り成分ｆB と第１および第２
パターンとの間の誤差は小さく、したがって、前回り成
分ｆF および後回り成分ｆB の影響を確実に除去するこ
とができる。回転数Ｎが直線近似範囲(A) 内にない場合
は、前回り成分ｆF および後回り成分ｆB の影響は除去
されないが、実際に前回り成分ｆF および後回り成分ｆ
B の影響が問題となるのは回転体(1) の定格回転数近傍
であり、これを含む直線近似範囲(A) 内では上記のよう
に前回り成分ｆF および後回り成分ｆB の影響を確実に
除去することができるので、全体としても、前回り成分
ｆF および後回り成分ｆB の影響を受けない安定した制
御が可能になる。
【００２６】図３は、第２実施例を示している。
【００２７】第２実施例において、第１関数発生回路(2
4)および第２関数発生回路(25)が図５の従来例のものと
異なるだけであり、他は従来例のものと同様である。
4)および第２関数発生回路(25)が図５の従来例のものと
異なるだけであり、他は従来例のものと同様である。
【００２８】第１関数発生回路(24)および第２関数発生
回路(25)は、図４に示すような周波数可変パターンを用
いて、回転数検出信号ＶN に対応する電圧を出力する。
図４において、回転体(1) の回転数Ｎの全範囲が複数の
直線近似範囲(A1)〜(An)に分割されている。第１関数発
生回路(24)は、各直線近似範囲(A1)〜(An)において前回
り成分ｆF をそれぞれ１つの直線(L11) 〜(L1n) で近似
した中心周波数可変パターンを複数有し、これらのパタ
ーンを用いて回転数Ｎに対応する電圧を第１フィルタ(1
0)に出力する。第２関数発生回路(25)は、各直線近似範
囲(A1)〜(An)において後回り成分ｆB をそれぞれ１つの
直線(L21) 〜(L2n) で近似した中心周波数可変パターン
を複数有し、これらのパターンを用いて回転数Ｎに対応
する電圧を第２フィルタ(11)に出力する。このように、
前回り成分ｆF および後回り成分ｆB が回転数Ｎの全範
囲にわたって複数の中心周波数可変パターンにより折れ
線近似され、これに基づいてフィルタ(10)(11)の中心周
波数が設定されるので、回転数Ｎの全範囲にわたって、
フィルタ(10)(11)の中心周波数を前回り成分ｆF および
後回り成分ｆB に正確に一致させることができ、したが
って、前回り成分ｆF および後回り成分ｆB の影響を確
実に除去することができる。
回路(25)は、図４に示すような周波数可変パターンを用
いて、回転数検出信号ＶN に対応する電圧を出力する。
図４において、回転体(1) の回転数Ｎの全範囲が複数の
直線近似範囲(A1)〜(An)に分割されている。第１関数発
生回路(24)は、各直線近似範囲(A1)〜(An)において前回
り成分ｆF をそれぞれ１つの直線(L11) 〜(L1n) で近似
した中心周波数可変パターンを複数有し、これらのパタ
ーンを用いて回転数Ｎに対応する電圧を第１フィルタ(1
0)に出力する。第２関数発生回路(25)は、各直線近似範
囲(A1)〜(An)において後回り成分ｆB をそれぞれ１つの
直線(L21) 〜(L2n) で近似した中心周波数可変パターン
を複数有し、これらのパターンを用いて回転数Ｎに対応
する電圧を第２フィルタ(11)に出力する。このように、
前回り成分ｆF および後回り成分ｆB が回転数Ｎの全範
囲にわたって複数の中心周波数可変パターンにより折れ
線近似され、これに基づいてフィルタ(10)(11)の中心周
波数が設定されるので、回転数Ｎの全範囲にわたって、
フィルタ(10)(11)の中心周波数を前回り成分ｆF および
後回り成分ｆB に正確に一致させることができ、したが
って、前回り成分ｆF および後回り成分ｆB の影響を確
実に除去することができる。
【００２９】
【発明の効果】この発明の磁気軸受の制御装置によれ
ば、上述のように、所要の回転数範囲においてジャイロ
作用による回転体の１次曲げモード固有振動成分の前回
り成分および後回り成分の影響を確実に除去することが
できる。
ば、上述のように、所要の回転数範囲においてジャイロ
作用による回転体の１次曲げモード固有振動成分の前回
り成分および後回り成分の影響を確実に除去することが
できる。
【００３０】帯域消去フィルタの中心周波数設定手段
が、回転体の定格回転数近傍の直線近似範囲における中
心周波数可変パターンを有するものであれば、回転体の
定格回転数近傍において前回り成分および後回り成分の
影響を確実に除去することができる。
が、回転体の定格回転数近傍の直線近似範囲における中
心周波数可変パターンを有するものであれば、回転体の
定格回転数近傍において前回り成分および後回り成分の
影響を確実に除去することができる。
【００３１】回転体の全回転数範囲が複数の直線近似範
囲に分割され、帯域消去フィルタの中心周波数設定手段
が、これら全直線近似範囲における中心周波数可変パタ
ーンを有するものであれば、各直線近似範囲において帯
域消去フィルタの中心周波数を前回り成分および後回り
成分に正確に一致させることができ、したがって、全回
転数範囲において前回り成分および後回り成分の影響を
確実に除去することができる。
囲に分割され、帯域消去フィルタの中心周波数設定手段
が、これら全直線近似範囲における中心周波数可変パタ
ーンを有するものであれば、各直線近似範囲において帯
域消去フィルタの中心周波数を前回り成分および後回り
成分に正確に一致させることができ、したがって、全回
転数範囲において前回り成分および後回り成分の影響を
確実に除去することができる。
【図１】この発明の第１実施例を示すラジアル磁気軸受
の制御装置の主要部の電気ブロック図である。
の制御装置の主要部の電気ブロック図である。
【図２】第１実施例における回転体の回転数と固有振動
成分の前回り成分および後回り成分ならびに中心周波数
可変パターンとの関係を示すグラフである。
成分の前回り成分および後回り成分ならびに中心周波数
可変パターンとの関係を示すグラフである。
【図３】この発明の第２実施例を示すラジアル磁気軸受
の制御装置の主要部の電気ブロック図である。
の制御装置の主要部の電気ブロック図である。
【図４】第２実施例における回転体の回転数と固有振動
成分の前回り成分および後回り成分ならびに中心周波数
可変パターンとの関係を示すグラフである。
成分の前回り成分および後回り成分ならびに中心周波数
可変パターンとの関係を示すグラフである。
【図５】従来例を示すラジアル磁気軸受の制御装置の主
要部の電気ブロック図である。
要部の電気ブロック図である。
【図６】従来例における回転体の回転数と固有振動成分
の前回り成分および後回り成分ならびにこれらを近似し
た直線との関係を示すグラフである。
の前回り成分および後回り成分ならびにこれらを近似し
た直線との関係を示すグラフである。
(1) 回転体 (2)(3) 電磁石 (4) 回転センサ (5) Ｆ−Ｖ変換器 (6)(7) 位置センサ (8)(9) 減算回路 (10)(11) 電圧可変帯域消去フィルタ (12) ＰＩＤ制御回路 (21)(22) 関数発生回路 (24)(25) 関数発生回路
Claims (3)
- 【請求項１】回転体の回転数を検出する回転数検出手
段、回転体の変位を検出する変位検出手段、変位検出信
号からジャイロ作用による回転体の１次曲げモード固有
振動成分の前回り成分と後回り成分を除去するための中
心周波数可変の帯域消去フィルタ、回転数検出信号に基
づいて帯域消去フィルタの中心周波数を設定する中心周
波数設定手段、および帯域消去フィルタの出力に基づい
て回転体を非接触支持する電磁石を制御する制御回路を
備えた磁気軸受の制御装置において、 中心周波数設定手段が、回転体の回転数の所要の直線近
似範囲において回転数に対する固有振動成分の前回り成
分および後回り成分の変化を直線近似した中心周波数可
変パターンを有し、このパターンに基づいて帯域消去フ
ィルタの中心周波数を設定するものであることを特徴と
する磁気軸受の制御装置。 - 【請求項２】中心周波数設定手段が、回転体の定格回転
数近傍の直線近似範囲における中心周波数可変パターン
を有することを特徴とする請求項１の磁気軸受の制御装
置。 - 【請求項３】回転体の全回転数範囲が複数の直線近似範
囲に分割され、中心周波数設定手段が、これら全直線近
似範囲における中心周波数可変パターンを有することを
特徴とする請求項１の磁気軸受の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23055392A JP3528001B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 磁気軸受の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23055392A JP3528001B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 磁気軸受の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674233A true JPH0674233A (ja) | 1994-03-15 |
| JP3528001B2 JP3528001B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=16909568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23055392A Expired - Fee Related JP3528001B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 磁気軸受の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3528001B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103174746A (zh) * | 2013-03-28 | 2013-06-26 | 南京工业大学 | 一种主动型磁悬浮轴承系统及控制电路 |
-
1992
- 1992-08-28 JP JP23055392A patent/JP3528001B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103174746A (zh) * | 2013-03-28 | 2013-06-26 | 南京工业大学 | 一种主动型磁悬浮轴承系统及控制电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3528001B2 (ja) | 2004-05-17 |
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