JPH07184345A - 磁気浮上モータ装置 - Google Patents

磁気浮上モータ装置

Info

Publication number
JPH07184345A
JPH07184345A JP5328818A JP32881893A JPH07184345A JP H07184345 A JPH07184345 A JP H07184345A JP 5328818 A JP5328818 A JP 5328818A JP 32881893 A JP32881893 A JP 32881893A JP H07184345 A JPH07184345 A JP H07184345A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
magnetic
motor
magnetic levitation
levitation motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP5328818A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Oishi
哲男 大石
Yoji Okada
養二 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinko Electric Co Ltd filed Critical Shinko Electric Co Ltd
Priority to JP5328818A priority Critical patent/JPH07184345A/ja
Publication of JPH07184345A publication Critical patent/JPH07184345A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/044Active magnetic bearings
    • F16C32/0474Active magnetic bearings for rotary movement
    • F16C32/0493Active magnetic bearings for rotary movement integrated in an electrodynamic machine, e.g. self-bearing motor
    • F16C32/0497Active magnetic bearings for rotary movement integrated in an electrodynamic machine, e.g. self-bearing motor generating torque and radial force
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2380/00Electrical apparatus
    • F16C2380/26Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造が簡単かつ小型軽量で、しかも大きな浮
上力によってロータを安定に支持することができる磁気
浮上モータ装置を提供する。 【構成】 ロータ2に回転トルクを発生させるモータを
ロータ2を浮上させる浮上力をも発生することができる
磁気浮上モータ1′として構成し、1つの磁気浮上モー
タ1′と1つの磁気軸受3bとによってロータ2を浮上
支持するよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気軸受を回転型の
モータに適用した磁気浮上モータ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、回転体を非接触で支持したい
という要求は強く、このために磁気軸受が各種開発され
ている。この磁気軸受を回転型のモータに適用した磁気
浮上モータ装置では、回転体を電磁力で浮上支持して回
転体と静止体との機械的な接触をなくすことにより、回
転に伴う機械的な損失を大幅に低減させることが可能と
なる。
【0003】図4は、従来の磁気浮上モータ装置の概略
構造を示す断面図である。同図において、1は、周知の
誘導モータあるいは永久磁石モータであり、ロータ2に
与える回転トルクを発生させる。このモータ1の左右両
側には、2つの磁気軸受3a,3bが配設されている。
これら磁気軸受3a,3bは、ロータ2を磁気浮上力に
よって回転自在に非接触で支持する。一般のモータ装置
では、ロータ2は、その両端が玉軸受などの機械的な接
触を伴う軸受によって支持されるが、磁気浮上モータ装
置では、非接触式の磁気軸受3a,3bによって支持さ
れる。しかしながら、こうした磁気浮上モータ装置にお
いても、非常時や磁気軸受3a,3bの停止時にロータ
2を支持する必要があることから、その両端にタッチダ
ウン・ベアリング4a,4bが設けられる。
【0004】また、各磁気軸受3a,3bの近傍には、
ロータ2のラジアル方向(ロータ2の半径方向)の偏移
を検出するギャップセンサ5a,5bが設けられてい
る。これらギャップセンサ5a,5bの出力は、図示し
ない制御回路に取り込まれる。この制御回路は、ギャッ
プセンサ5a,5bの出力に応じて磁気軸受3a,3b
による磁気浮上力を制御し、ロータ2の位置が最適とな
るよう調整する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
磁気浮上モータ装置においては、磁気軸受3a,3bに
加わるラジアル方向の負荷として、ロータ2自体の重量
の他、モータ1の磁気吸引力のアンバランスや回転に伴
う振動による過渡的な負荷等が挙げられる。こうした負
荷の影響を受けることなく、あらゆる回転数の範囲にお
いてロータ2を安定に支持するためには、磁気軸受3
a,3bによる支持力を大きくし、軸受剛性を高くする
必要がある。このためには、磁気軸受3a,3bを大型
化せざるを得ず、これに伴ってロータ2の軸方向長が長
くなると共に、モータ装置全体の重量が増加してしまう
という問題があった。
【0006】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、構造が簡単かつ小型軽量で、しかも大きな浮
上力によってロータを安定に支持することができる磁気
浮上モータ装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1記載の発明は、磁気軸受によって回転
自在に浮上支持されるロータと、該ロータの周囲に配置
されたステータとを具備して成り、前記ステータと前記
ロータとの間で発生される回転トルクによって前記ロー
タを回転駆動する磁気浮上モータ装置において、前記回
転トルクを発生させるステータを、前記ロータを浮上さ
せる浮上力をも発生する磁気浮上モータとして構成し、
前記1つの磁気浮上モータと1つの磁気軸受とによって
前記ロータを支持することを特徴としている。
【0008】また、請求項2記載の発明は、磁気軸受に
よって回転自在に浮上支持されるロータと、該ロータの
周囲に配置されたステータとを具備して成り、前記ステ
ータと前記ロータとの間で発生される回転トルクによっ
て前記ロータを回転駆動する磁気浮上モータ装置におい
て、前記回転トルクを発生させるステータを、前記ロー
タを浮上させる浮上力をも発生する磁気浮上モータとし
て構成し、前記1つの磁気浮上モータと、該磁気浮上モ
ータを介して2箇所に配置された2つの磁気軸受とによ
って前記ロータを支持することを特徴としている。
【0009】また、請求項3記載の発明は、請求項1ま
たは請求項2記載の発明において、前記磁気浮上モータ
を永久磁石型モータによって構成したことを特徴として
いる。
【0010】また、請求項4記載の発明は、請求項1ま
たは請求項2記載の発明において、前記磁気浮上モータ
を誘導形モータによって構成したことを特徴としてい
る。
【0011】また、請求項5記載の発明は、請求項1ま
たは請求項2記載の発明において、前記磁気浮上モータ
をリラクタンス型モータによって構成したことを特徴と
している。
【0012】
【作用】請求項1記載の発明によれば、ロータは、磁気
浮上モータによって回転駆動されるとともに、該1つの
磁気浮上モータと1つの磁気軸受とによって浮上され、
2箇所で支持される。これにより、従来の磁気浮上モー
タ装置においてステータの他に必要とされた2つの磁気
軸受のうち1つを省略することができると共に、回転ト
ルクを発生させるモータである磁気浮上モータによって
大きな浮上力が得られる。
【0013】また、請求項2記載の発明によれば、ロー
タは、磁気浮上モータによって回転駆動されるととも
に、該1つの磁気浮上モータとこれを介して配置された
2つの補助的な磁気軸受とによって浮上され、3箇所で
支持される。これにより、従来の磁気浮上モータ装置に
おいてステータの他に必要とされた2つの磁気軸受を小
型化することができると共に、回転トルクを発生させる
モータである磁気浮上モータによって大きな浮上力が得
られる。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。図1はこの発明の第1実施例による磁
気浮上モータ装置の要部構成を示す断面図である。この
図において、図4に示した各部と共通する部分には、同
一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す実
施例が図4に示した従来例と異なる点は、ロータ2の軸
中央にモータ1に代えて磁気浮上モータ1′を設ける共
に、その左右両側に磁気軸受3a,3bに代えて小型に
構成された磁気軸受3a′,3b′を設けたところにあ
る。
【0015】ここで、磁気浮上モータ1′とは、ロータ
2を回転させるための回転トルクとロータ2を回転自在
に非接触で支持するための磁気浮上力とを発生させるも
のであり、モータの機能と磁気軸受の機能とを兼ね備え
ている。その動作原理については、特願平2−2846
89号等において既に提案しているので詳述を略すが、
概説すれば、ロータ2の極数Nに対して極数N±2の回
転磁界を発生させることにより、ロータ2に回転トルク
と共に連続的な浮上力をも供給する、というものであ
る。
【0016】また、この磁気浮上モータ1′としては、
モータ巻線がモータ電流を流す巻線と浮上用電流を流す
巻線とに分かれているものと、モータ電流と浮上用電流
とを重畳して兼用のモータ巻線に流すものとがあるが、
いずれのものを使用してもよいものとする。さらに、磁
気浮上モータ1′は、永久磁石型の他、例えば籠型ロー
タを用いて回転磁界を発生させる誘導形や、磁気抵抗に
よるリラクタンストルクを発生させるリラクタンス型と
して構成することも可能である。これらの各方式につい
ては周知技術であるので詳述を略すこととする。
【0017】次に、図2は、この実施例による制御回路
の構成を示すブロック図である。同図において、2つの
磁気軸受3a′,3b′の近傍に設けられたギャップセ
ンサ5a,5bの出力は、A(アナログ)/D(ディジ
タル)変換器10を介してディジタル信号に変換された
後、ディジタル・シグナル・プロセッサ(以下、DSP
と略す)11に取り込まれる。このDSP11では、2
つのギャップセンサ5a,5bの出力すなわちロータ2
の2箇所におけるラジアル方向の偏移に基づき、所定の
演算を行い、ロータ2を最適の位置で支持するための励
磁電流指令値を発生する。
【0018】ここで発生される励磁電流指令値とは、磁
気浮上モータ1′、磁気軸受3a′,3b′のそれぞれ
によって供給すべき浮上力を調整するための指令値であ
り、磁気浮上モータ1′に対してはロータ2全体の偏移
を補正する指令値が発生され、磁気軸受3a′,3b′
に対してはロータ2の2箇所におけるラジアル方向の偏
移を補正する指令値が発生される。
【0019】そして、これら指令値は、D(ディジタ
ル)/A(アナログ)変換器12を介してアナログ信号
に変換され、さらに電流増幅器13を介して増幅された
後、磁気浮上モータ1′、磁気軸受3a′,3b′の各
々に対応する励磁コイルに供給される。なお、モータ巻
線がモータ電流用と浮上用とに分かれている場合には、
上記指令値に対応する電流は浮上用の巻線に供給され、
兼用のモータ巻線となっている場合には、上記指令値に
対応する電流はモータ電流に重畳される。
【0020】このような構成によれば、磁気浮上モータ
1′は回転トルクを発生させると共に浮上力をも発生す
ることができるので、左右の磁気軸受3a′,3b′に
加わるラジアル方向の負荷荷重は極めて軽減される。こ
れにより、磁気軸受3a′,3b′に要求される浮上力
は極めて小さくなり、磁気軸受3a′,3b′を小型化
することができる。しかも、回転トルクを発生させるモ
ータである磁気浮上モータ1′自身が浮上力を発生させ
ることから、通常の磁気軸受に比して大きな浮上力を得
ることができる。このことは、単独の磁気軸受のコア厚
さよりも回転トルクを発生させるモータのコア厚さの方
が大きいことからも明かである。また、磁気軸受3
a′,3b′を小型化できることにより、ロータ2の軸
方向長を短くすることができ、結果として小型軽量な磁
気浮上モータ装置を提供することができる。
【0021】次に、この発明の第2実施例について説明
する。図3は、同実施例による磁気浮上モータ装置の要
部構成を示す断面図である。この図において、図1およ
び図4に示した各部と共通する部分には、同一の符号を
付し、その説明を省略する。この図に示す実施例が図4
に示した従来例と異なる点は、モータ1および片側の磁
気軸受3aに代えて上記第1実施例と同一構成の磁気浮
上モータ1′を設けたところにある。なお、図3では、
左側の磁気軸受3aを省略した構成となっているが、こ
れとは逆に右側の磁気軸受3bを省略した構成にしても
よい。
【0022】また、磁気浮上モータ1′と磁気軸受3b
の浮上力は、図2に示した第1実施例と同様の制御回路
によって制御される。ただしこの場合、磁気浮上モータ
1′と磁気軸受3bに対し、これらとロータ2との位置
関係等に対応した励磁電流指令値が発生されるものとす
る。
【0023】このような構成によれば、磁気浮上モータ
1′は、従来の磁気浮上モータ装置におけるモータ1と
磁気軸受3bの両者の機能を兼ねるため、従来よりモー
タ1の両側に必要としていた磁気軸受の一方(この場
合、磁気軸受3b)を省略することができる。しかも、
回転トルクを発生させるモータである磁気浮上モータ
1′自身が浮上力を発生させることから、上記第1実施
例と同様、通常の磁気軸受に比して大きな浮上力を得る
ことができる。また、磁気軸受3bを省略できることか
ら、構造が簡単になる共に、ロータ2の軸方向長を短く
することができ、結果として小型軽量かつ低価格な磁気
浮上モータ装置を提供することができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、従来の磁気浮上モータ装置においてステー
タの他に必要とされた2つの磁気軸受のうち1つが省略
され、ロータは1つの磁気浮上モータと1つの磁気軸受
とによって2箇所で浮上支持される。しかも、回転トル
クを発生させるモータである磁気浮上モータ自身によっ
て大きな浮上力が得られる。これにより、構造が簡略化
されると共にロータの軸方向長を短くすることができる
ため小型軽量化され、しかも大きな浮上力によってロー
タを安定に支持することができる。
【0025】また、請求項2記載の発明によれば、従来
の磁気浮上モータ装置においてステータの他に必要とさ
れた2つの磁気軸受を小型化することができ、ロータは
1つの磁気浮上モータと2つの補助的な磁気軸受とによ
って3箇所で浮上支持される。しかも、回転トルクを発
生させるモータである磁気浮上モータ自身によって大き
な浮上力が得られる。これにより、ロータの軸方向長を
短くすることができるため小型軽量化され、しかも上記
請求項1記載の発明に比してさらに安定にロータを支持
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例による磁気浮上モータ装
置の要部構成を示す断面図である。
【図2】同実施例による制御回路の構成を示すブロック
図である。
【図3】この発明の第2実施例による磁気浮上モータ装
置の要部構成を示す断面図である。
【図4】従来の磁気浮上モータ装置の概略構造を示す断
面図である。
【符号の説明】
1 モータ 1′ 磁気浮上モータ 2 ロータ 3a,3b,3a′,3b′ 磁気軸受 4a,4b タッチダウン・ベアリング 5a,5b ギャップセンサ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気軸受によって回転自在に浮上支持さ
    れるロータと、該ロータの周囲に配置されたステータと
    を具備して成り、前記ステータと前記ロータとの間で発
    生される回転トルクによって前記ロータを回転駆動する
    磁気浮上モータ装置において、 前記回転トルクを発生させるステータを、前記ロータを
    浮上させる浮上力をも発生する磁気浮上モータとして構
    成し、 前記1つの磁気浮上モータと1つの磁気軸受とによって
    前記ロータを支持することを特徴とする磁気浮上モータ
    装置。
  2. 【請求項2】 磁気軸受によって回転自在に浮上支持さ
    れるロータと、該ロータの周囲に配置されたステータと
    を具備して成り、前記ステータと前記ロータとの間で発
    生される回転トルクによって前記ロータを回転駆動する
    磁気浮上モータ装置において、 前記回転トルクを発生させるステータを、前記ロータを
    浮上させる浮上力をも発生する磁気浮上モータとして構
    成し、 前記1つの磁気浮上モータと、該磁気浮上モータを介し
    て2箇所に配置された2つの磁気軸受とによって前記ロ
    ータを支持することを特徴とする磁気浮上モータ装置。
  3. 【請求項3】 前記磁気浮上モータを永久磁石型モータ
    によって構成したことを特徴とする請求項1または請求
    項2記載の磁気浮上モータ装置。
  4. 【請求項4】 前記磁気浮上モータを誘導形モータによ
    って構成したことを特徴とする請求項1または請求項2
    記載の磁気浮上モータ装置。
  5. 【請求項5】 前記磁気浮上モータをリラクタンス型モ
    ータによって構成したことを特徴とする請求項1または
    請求項2記載の磁気浮上モータ装置。
JP5328818A 1993-12-24 1993-12-24 磁気浮上モータ装置 Withdrawn JPH07184345A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5328818A JPH07184345A (ja) 1993-12-24 1993-12-24 磁気浮上モータ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5328818A JPH07184345A (ja) 1993-12-24 1993-12-24 磁気浮上モータ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07184345A true JPH07184345A (ja) 1995-07-21

Family

ID=18214439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5328818A Withdrawn JPH07184345A (ja) 1993-12-24 1993-12-24 磁気浮上モータ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07184345A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100403857B1 (ko) * 2000-01-05 2003-11-01 가부시기가이샤 산교세이기 세이사꾸쇼 자기부상모터
WO2022202543A1 (ja) 2021-03-22 2022-09-29 ダイキン工業株式会社 電動機システム、ターボ圧縮機、及び冷凍装置
CN116191801A (zh) * 2023-01-18 2023-05-30 南京航空航天大学 一种无轴承混合励磁同步电机及其悬浮控制方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100403857B1 (ko) * 2000-01-05 2003-11-01 가부시기가이샤 산교세이기 세이사꾸쇼 자기부상모터
WO2022202543A1 (ja) 2021-03-22 2022-09-29 ダイキン工業株式会社 電動機システム、ターボ圧縮機、及び冷凍装置
CN116191801A (zh) * 2023-01-18 2023-05-30 南京航空航天大学 一种无轴承混合励磁同步电机及其悬浮控制方法
CN116191801B (zh) * 2023-01-18 2023-12-01 南京航空航天大学 一种无轴承混合励磁同步电机及其悬浮控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3949916B2 (ja) 磁気浮上モータ、及び磁気軸受装置
KR100352022B1 (ko) 자기 부상형 전동기
CN100419379C (zh) 单端支撑式单框架磁悬浮控制力矩陀螺
JP2002354767A (ja) 磁気浮上電動機
JP2002505066A (ja) 磁気軸支電気駆動装置
JPH07256503A (ja) スピンドル装置
JP3981901B2 (ja) 推力制御可能な回転型同期機
JPH09105414A (ja) ロータを軸支する磁気軸受
JP3678517B2 (ja) 半径方向力発生装置、巻線付き回転機、および回転装置
JP2001190045A (ja) 磁気浮上モータ
JP4513458B2 (ja) 磁気軸受装置及びそれを備えるフライホイールエネルギ貯蔵装置
EP0716241B1 (en) Magnetic bearing apparatus
JP2002247823A (ja) 磁気浮上型電動機
JPH10108437A (ja) スイッチドリラクタンスモータ
JP2860398B2 (ja) アキシャル磁気浮上回転モータ及びこれを用いた回転機器
JPH07184345A (ja) 磁気浮上モータ装置
JP3742697B2 (ja) ホモポーラ型リラクタンスモータ
JP3694794B2 (ja) 磁気軸受を用いた同期回転電機とその制御装置及び方法
JP3350109B2 (ja) 磁気浮上モータ
JP3710547B2 (ja) ディスク型磁気浮上回転機械
JPH0332338A (ja) モーター体型磁気軸受
JPH0226310A (ja) 磁気スラスト軸受
JPH06141512A (ja) 磁気浮上モータ
JPH06133493A (ja) 磁気浮上誘導モータ
Ueno et al. Improvement of stability of an tilt-controlling axial gap self-bearing motor with single stator

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20010306