JPH0854019A - 磁気軸受回路 - Google Patents
磁気軸受回路Info
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- JPH0854019A JPH0854019A JP7109436A JP10943695A JPH0854019A JP H0854019 A JPH0854019 A JP H0854019A JP 7109436 A JP7109436 A JP 7109436A JP 10943695 A JP10943695 A JP 10943695A JP H0854019 A JPH0854019 A JP H0854019A
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- Japan
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- motor
- amplifier
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- 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
- F16C32/0442—Active magnetic bearings with devices affected by abnormal, undesired or non-standard conditions such as shock-load, power outage, start-up or touchdown
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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
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- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0444—Details of devices to control the actuation of the electromagnets
- F16C32/0457—Details of the power supply to the electromagnets
-
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16C2360/44—Centrifugal pumps
- F16C2360/45—Turbo-molecular pumps
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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
- F16C2380/00—Electrical apparatus
- F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
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- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【構成】 磁気軸受の浮揚コイルを駆動するためのシス
テムは、DC電力源3と、電力源によって給電されるモ
ータ駆動装置4と、モータ駆動装置によって駆動される
DCモータ5とを備え、DCモータからの出力は、スイ
ッチング増幅器7に結合され、スイッチング増幅器から
の出力は、磁気軸受8の浮揚コイルに結合され、さら
に、浮揚コイルに関連したロータの所定の位置決めがス
イッチング増幅器の出力を変えることによって行われう
るように磁気軸受からスイッチング増幅器へのフィード
バック制御手段を備え、DC電力源は、スイッチング増
幅器に直接的に給電する。 【効果】 回生電力源ユニットの必要をなくし、このよ
うなユニットを使用することに伴う問題点を解消でき
る。磁気軸受に関連したロータの浮揚を非常に幅広い範
囲に亘って制御できる。
テムは、DC電力源3と、電力源によって給電されるモ
ータ駆動装置4と、モータ駆動装置によって駆動される
DCモータ5とを備え、DCモータからの出力は、スイ
ッチング増幅器7に結合され、スイッチング増幅器から
の出力は、磁気軸受8の浮揚コイルに結合され、さら
に、浮揚コイルに関連したロータの所定の位置決めがス
イッチング増幅器の出力を変えることによって行われう
るように磁気軸受からスイッチング増幅器へのフィード
バック制御手段を備え、DC電力源は、スイッチング増
幅器に直接的に給電する。 【効果】 回生電力源ユニットの必要をなくし、このよ
うなユニットを使用することに伴う問題点を解消でき
る。磁気軸受に関連したロータの浮揚を非常に幅広い範
囲に亘って制御できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気軸受に使用する回
路に関するものであり、特に、高速度で回転するシャフ
トを支持するような磁気軸受に使用する回路に関するも
のである。
路に関するものであり、特に、高速度で回転するシャフ
トを支持するような磁気軸受に使用する回路に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】回転シャフトを支持するための磁気軸受
は、多くの種々な分野において使用されている。その一
つの分野としては、ターボ分子真空ポンプがある。ター
ボ分子真空ポンプは、シャフトまたはロータを含み、そ
のシャフトまたはロータの一端には、ロータブレードの
アレイが配置されている。これらロータブレードは、緊
密に対応したステータハウジングおよびブレードが占め
る空間内にて高速度で回転させられる必要がある。ロー
タ軸受として磁気浮揚手段を使用すると非常に効果的で
ある。
は、多くの種々な分野において使用されている。その一
つの分野としては、ターボ分子真空ポンプがある。ター
ボ分子真空ポンプは、シャフトまたはロータを含み、そ
のシャフトまたはロータの一端には、ロータブレードの
アレイが配置されている。これらロータブレードは、緊
密に対応したステータハウジングおよびブレードが占め
る空間内にて高速度で回転させられる必要がある。ロー
タ軸受として磁気浮揚手段を使用すると非常に効果的で
ある。
【0003】この種の磁気浮揚手段に関連した浮揚コイ
ルを駆動するための既知のシステムの一つにおいては、
AC電力源をDCへと整流してから制御器に給電してい
る。AC電力源は、DC源へと整流され、そのDC源
は、ポンプ(または別の任意のもの)のDCモータに結
合されたDCモータ駆動装置および回生電力源ユニット
(PSU)の両者に給電する。
ルを駆動するための既知のシステムの一つにおいては、
AC電力源をDCへと整流してから制御器に給電してい
る。AC電力源は、DC源へと整流され、そのDC源
は、ポンプ(または別の任意のもの)のDCモータに結
合されたDCモータ駆動装置および回生電力源ユニット
(PSU)の両者に給電する。
【0004】PSUからの出力は、比例増幅器に給電す
るようにされている。比例増幅器の出力は、制御器の外
で、真空ポンプ(または別の任意のもの)の磁気軸受の
磁気浮揚コイルに加えられる。PSUから引き出される
電力量の大きさ、したがって、比例増幅器からの出力
は、軸受から増幅器へのフィードバック制御信号によっ
て決定される。このフィードバック制御信号の大きさ
は、コイルに対して所定の軸位置にロータを維持するた
めそのロータに与えられる浮揚の程度に依存している。
るようにされている。比例増幅器の出力は、制御器の外
で、真空ポンプ(または別の任意のもの)の磁気軸受の
磁気浮揚コイルに加えられる。PSUから引き出される
電力量の大きさ、したがって、比例増幅器からの出力
は、軸受から増幅器へのフィードバック制御信号によっ
て決定される。このフィードバック制御信号の大きさ
は、コイルに対して所定の軸位置にロータを維持するた
めそのロータに与えられる浮揚の程度に依存している。
【0005】電力供給が停止されるとき、モータ駆動装
置に関連したダイオードの如き整流手段は、DCモータ
によって発生される三相電力を整流し、回生電力源ユニ
ットに給電し続ける。しかしながら、電力源がない場合
には、モータ駆動装置からの出力は、例えば、6ボルト
というような最小電圧まで徐々に低下する。このような
最小電圧となるときには、磁気浮揚は停止され、補助の
機械的軸受が引き継いでロータを支持する。
置に関連したダイオードの如き整流手段は、DCモータ
によって発生される三相電力を整流し、回生電力源ユニ
ットに給電し続ける。しかしながら、電力源がない場合
には、モータ駆動装置からの出力は、例えば、6ボルト
というような最小電圧まで徐々に低下する。このような
最小電圧となるときには、磁気浮揚は停止され、補助の
機械的軸受が引き継いでロータを支持する。
【0006】一般的には、これにより、AC電源がター
ンオフされたときに、ロータは機械的軸受へとスムース
に移されうる。
ンオフされたときに、ロータは機械的軸受へとスムース
に移されうる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなシステムの動作には、次のような問題がある。例え
ば、回生PSUに関連した電力量には、このようなユニ
ットが相当量の熱を発生し、その熱の量が電力の増大に
つれて明らかに増大していくものであり、その結果とし
て、PSUのサイズを大きくしなければならないという
ようなことにより、制約が課せられている。
うなシステムの動作には、次のような問題がある。例え
ば、回生PSUに関連した電力量には、このようなユニ
ットが相当量の熱を発生し、その熱の量が電力の増大に
つれて明らかに増大していくものであり、その結果とし
て、PSUのサイズを大きくしなければならないという
ようなことにより、制約が課せられている。
【0008】これに加えて、比例増幅器もまた、熱の発
生という観点からは取り扱える電流容量に制約があり、
全体として、この構成の動作パラメータには制約があ
る。
生という観点からは取り扱える電流容量に制約があり、
全体として、この構成の動作パラメータには制約があ
る。
【0009】これとは別に、関連する制御器を全体とし
て真空ポンプ(または別の任意のもの)から物理的に切
り離すと、必然的に、ロータが補助の機械的軸受へ実質
的に直ぐに移されることになり、これにより、ロータお
よび他の構成部分に対して機械的ショック/損傷が加え
られてしまうことになる。一般的には、このようなロー
タの機械的軸受への移替えは、数回しか行えず、それ以
上移替えが行われると、ポンプは、回復し得ない程に損
傷させられてしまうことになる。
て真空ポンプ(または別の任意のもの)から物理的に切
り離すと、必然的に、ロータが補助の機械的軸受へ実質
的に直ぐに移されることになり、これにより、ロータお
よび他の構成部分に対して機械的ショック/損傷が加え
られてしまうことになる。一般的には、このようなロー
タの機械的軸受への移替えは、数回しか行えず、それ以
上移替えが行われると、ポンプは、回復し得ない程に損
傷させられてしまうことになる。
【0010】本発明は、一般的にこのような問題点を克
服しうるような、この種の装置における浮揚コイルに給
電する新規なシステムに関する。
服しうるような、この種の装置における浮揚コイルに給
電する新規なシステムに関する。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁気軸
受の浮揚コイルを駆動するためのシステムであって、D
C電力源と、該電力源によって給電されるモータ駆動装
置と、該モータ駆動装置によって駆動されるDCモータ
とを備えており、該モータからの出力は、スイッチング
増幅器に結合され、該増幅器からの出力は、前記磁気軸
受の浮揚コイルに結合され、さらに、前記コイルに関連
したロータの所定の位置決めが前記増幅器の出力を変え
ることによって行われうるように前記磁気軸受から前記
増幅器へのフィードバック制御手段を備えており、前記
DC電力源は、前記スイッチング増幅器に直接的に給電
することを特徴とするシステムが提供される。
受の浮揚コイルを駆動するためのシステムであって、D
C電力源と、該電力源によって給電されるモータ駆動装
置と、該モータ駆動装置によって駆動されるDCモータ
とを備えており、該モータからの出力は、スイッチング
増幅器に結合され、該増幅器からの出力は、前記磁気軸
受の浮揚コイルに結合され、さらに、前記コイルに関連
したロータの所定の位置決めが前記増幅器の出力を変え
ることによって行われうるように前記磁気軸受から前記
増幅器へのフィードバック制御手段を備えており、前記
DC電力源は、前記スイッチング増幅器に直接的に給電
することを特徴とするシステムが提供される。
【0012】特に、増幅器を用い、且つそのスイッチン
グ増幅器を電源で直接的に給電するようにしたことによ
り、本発明は、回生電力源ユニットの必要をなくし、こ
のようなユニットを使用することに伴う問題点を解消し
ている。
グ増幅器を電源で直接的に給電するようにしたことによ
り、本発明は、回生電力源ユニットの必要をなくし、こ
のようなユニットを使用することに伴う問題点を解消し
ている。
【0013】その上、スイッチング増幅器を使用したこ
とにより、全体として、その増幅器への入力電圧を非常
に巾広い範囲に亘って変えうるようなシステムとするこ
とができ、したがって、磁気軸受に関連したロータの浮
揚を非常に幅広い範囲に亘って制御できるようなものと
されている。特に、増幅器についてより広い範囲の電流
出力を使用できるということは、ロータに加えられる軸
受のスチフネスを増大させることができるということに
なり、このことは、ターボ分子真空ポンプにおいて特に
重要なことである。
とにより、全体として、その増幅器への入力電圧を非常
に巾広い範囲に亘って変えうるようなシステムとするこ
とができ、したがって、磁気軸受に関連したロータの浮
揚を非常に幅広い範囲に亘って制御できるようなものと
されている。特に、増幅器についてより広い範囲の電流
出力を使用できるということは、ロータに加えられる軸
受のスチフネスを増大させることができるということに
なり、このことは、ターボ分子真空ポンプにおいて特に
重要なことである。
【0014】このようにモータから導出される利用しう
る電流が増大すると、特に、ターボ分子真空ポンプに関
しては通気時間を減少させることができる点でも効果が
ある。
る電流が増大すると、特に、ターボ分子真空ポンプに関
しては通気時間を減少させることができる点でも効果が
ある。
【0015】
【実施例】次に、添付図面に基づいて、本発明の実施例
について、本発明をより詳細に説明する。
について、本発明をより詳細に説明する。
【0016】図1を参照するに、システムは、2つの部
分からなるハウジングに収容されている。第1のハウジ
ング1は、ポンプ制御器に関連しており、第2のハウジ
ング2は、ターボ分子ポンプ自身のための一般ハウジン
グである。
分からなるハウジングに収容されている。第1のハウジ
ング1は、ポンプ制御器に関連しており、第2のハウジ
ング2は、ターボ分子ポンプ自身のための一般ハウジン
グである。
【0017】ハウジング1は、電力源ユニット3を有し
ており、この電力源ユニット3には、交流(主)の電気
供給を受けるためのソケット手段と、このAC給電を直
流給電へと整流するための手段とが設けられている。
ており、この電力源ユニット3には、交流(主)の電気
供給を受けるためのソケット手段と、このAC給電を直
流給電へと整流するための手段とが設けられている。
【0018】電力源ユニット3は、ハウジング1内にお
いて、本出願人による欧州特許公告第535916A号
公報に記載されているような型のモータ駆動装置4に結
合されている。このモータ駆動装置4は、三相整流器を
内蔵しており、その出力は、三相電流である。
いて、本出願人による欧州特許公告第535916A号
公報に記載されているような型のモータ駆動装置4に結
合されている。このモータ駆動装置4は、三相整流器を
内蔵しており、その出力は、三相電流である。
【0019】モータ駆動装置4からの出力は、また本出
願人による欧州特許公告第535916A号公報に記載
されているような動作を行うために、ハウジング2に収
容されたDCモータ5に接続される。
願人による欧州特許公告第535916A号公報に記載
されているような動作を行うために、ハウジング2に収
容されたDCモータ5に接続される。
【0020】電力源ユニット3のDC出力とスイッチン
グ増幅器7との間に別の電気リンクが設けられている。
グ増幅器7との間に別の電気リンクが設けられている。
【0021】DCモータからの出力は、三相整流器6に
通され、この三相整流器6は、そのDCモータ出力をD
C給電へと整流する。整流されたDC給電は、スイッチ
ング増幅器7へと供給される。それにより、前述したよ
うに、従来のシステムにおいて使用されていたような型
の別個の回生電力源ユニットを設ける必要をなくしてい
る。
通され、この三相整流器6は、そのDCモータ出力をD
C給電へと整流する。整流されたDC給電は、スイッチ
ング増幅器7へと供給される。それにより、前述したよ
うに、従来のシステムにおいて使用されていたような型
の別個の回生電力源ユニットを設ける必要をなくしてい
る。
【0022】増幅器7の出力は、磁気軸受8の浮揚コイ
ルへと通される。これらコイルへの電流供給により、そ
れらコイル内にあるターボ分子真空ポンプに作用して、
それ自体は知られている手段により、それらコイルに流
れる電流の大きさに依存してそれらコイル内のある位置
にロータを保持させるようにする強い磁界が形成され
る。
ルへと通される。これらコイルへの電流供給により、そ
れらコイル内にあるターボ分子真空ポンプに作用して、
それ自体は知られている手段により、それらコイルに流
れる電流の大きさに依存してそれらコイル内のある位置
にロータを保持させるようにする強い磁界が形成され
る。
【0023】真空ポンプの使用において必要とされるコ
イルに対するロータの軸位置は、予め決められる。所定
の位置に対するコイル内のロータの位置を識別するため
に感知手段が設けられ、増幅器から正しい大きさの電流
が出力させられて、コイル内の予め決められた所望の軸
位置にロータを維持するに充分な給電がコイルになされ
るようにするフィードバック制御電流が制御器9を介し
て増幅器7に供給される。
イルに対するロータの軸位置は、予め決められる。所定
の位置に対するコイル内のロータの位置を識別するため
に感知手段が設けられ、増幅器から正しい大きさの電流
が出力させられて、コイル内の予め決められた所望の軸
位置にロータを維持するに充分な給電がコイルになされ
るようにするフィードバック制御電流が制御器9を介し
て増幅器7に供給される。
【図1】本発明によるターボ分子真空ポンプのロータの
ための浮揚コイルを駆動するためのシステムを示す概略
図である。
ための浮揚コイルを駆動するためのシステムを示す概略
図である。
1 第1のハウジング 2 第2のハウジング 3 電力源ユニット 4 モータ駆動装置 5 DCモータ 6 三相整流器 7 スイッチング増幅器 8 磁気軸受 9 制御器
Claims (9)
- 【請求項1】 磁気軸受の浮揚コイルを駆動するための
システムであって、DC電力源と、該電力源によって給
電されるモータ駆動装置と、該モータ駆動装置によって
駆動されるDCモータとを備えており、該モータからの
出力は、スイッチング増幅器に結合され、該増幅器から
の出力は、前記磁気軸受の浮揚コイルに結合され、さら
に、前記コイルに関連したロータの所定の位置決めが前
記増幅器の出力を変えることによって行われうるように
前記磁気軸受から前記増幅器へのフィードバック制御手
段を備えており、前記DC電力源は、前記スイッチング
増幅器に直接的に給電することを特徴とするシステム。 - 【請求項2】 前記DC電力源は、前記スイッチング増
幅器に直接的に給電する請求項1記載のシステム。 - 【請求項3】 前記DC電力源は、AC整流電源である
請求項1または2記載のシステム。 - 【請求項4】 前記モータ駆動装置からの出力および前
記モータ自体は、共に三相であり、前記モータと前記ス
イッチング増幅器との間に、三相給電をDC給電へと整
流するための整流器が配置されている請求項1または2
または3記載のシステム。 - 【請求項5】 前記モータ、前記三相整流器、前記スイ
ッチング増幅器および前記浮揚コイルは、ずべて単一の
ハウジング内に収容されている請求項1から4のうちの
いずれかに記載のシステム。 - 【請求項6】 前記モータ駆動装置およびAC電力源の
ためのAC/DC整流器は、別のハウジングに別に収容
されており、前記電力源ハウジングから前記モータへの
接続手段および前記電力源ハウジングから前記スイッチ
ング増幅器への別の接続手段が設けられている請求項5
記載のシステム。 - 【請求項7】 ターボ分子真空ポンプに使用するための
請求項1から6のうちのいずれかに記載のシステム。 - 【請求項8】 前記モータは、前記ポンプロータをも駆
動する請求項6記載のシステム。 - 【請求項9】 前記単一のハウジングは、ターボ分子ポ
ンプ本体内に組み込まれている請求項5または6または
7記載のシステム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB9408959:6 | 1994-05-05 | ||
GB9408959A GB9408959D0 (en) | 1994-05-05 | 1994-05-05 | Magnetic bearing circuitry |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0854019A true JPH0854019A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=10754633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7109436A Pending JPH0854019A (ja) | 1994-05-05 | 1995-05-08 | 磁気軸受回路 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5649814A (ja) |
EP (1) | EP0681115A3 (ja) |
JP (1) | JPH0854019A (ja) |
GB (1) | GB9408959D0 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009536009A (ja) * | 2006-04-28 | 2009-10-01 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 電源電圧の喪失時に磁気軸受の中断のない給電を確保する装置 |
Families Citing this family (6)
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JPH11257352A (ja) * | 1998-03-13 | 1999-09-21 | Hitachi Ltd | 磁気軸受及びそれを搭載した回転機械並びに回転機械の運転方法 |
JP2000145774A (ja) * | 1998-11-17 | 2000-05-26 | Koyo Seiko Co Ltd | 制御型磁気軸受装置 |
JP2001086704A (ja) * | 1999-09-13 | 2001-03-30 | Ebara Corp | モータ一体構造の磁気軸受装置 |
RU2540966C1 (ru) * | 2013-08-08 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Гамем" (ООО "Гамем") | Статический преобразователь |
Family Cites Families (9)
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-
1994
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1995
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- 1995-05-08 JP JP7109436A patent/JPH0854019A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009536009A (ja) * | 2006-04-28 | 2009-10-01 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 電源電圧の喪失時に磁気軸受の中断のない給電を確保する装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0681115A2 (en) | 1995-11-08 |
EP0681115A3 (en) | 1996-10-30 |
GB9408959D0 (en) | 1994-06-22 |
US5649814A (en) | 1997-07-22 |
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