JPH09257035A - 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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- JPH09257035A JPH09257035A JP9364996A JP9364996A JPH09257035A JP H09257035 A JPH09257035 A JP H09257035A JP 9364996 A JP9364996 A JP 9364996A JP 9364996 A JP9364996 A JP 9364996A JP H09257035 A JPH09257035 A JP H09257035A
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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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- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ケーブル長が異なるたびに必要とされる、煩
わしいオフセット調整を行うことなく、安定に回転軸を
目標位置に浮上支持することができる磁気軸受の制御装
置を提供する。 【解決手段】 回転軸１０の変位を位置センサ１５で
検出し、該検出された変位信号をオフセット調整した変
位信号を位相補償して、相対向する一対の電磁石の磁気
吸引力にフィードバック制御することにより、回転軸を
前記一対の電磁石の磁極間に非接触で支持する磁気軸受
装置において、位置センサ１５を構成する相対向する磁
極の２個のコイル１６Ａ，１６Ｂを直列接続し、同様に
等価な２個の擬似インダクタンス素子３０Ａ，３１Ａ，
３１Ｂ，３０Ｂを直列接続して、前記２個のコイルに並
列に接続し、前記直列接続された２個のコイル又は擬似
インダクタンス素子の両端子間に信号源１７を接続し、
前記直列接続された２個のコイル及び擬似インダクタン
ス素子のそれぞれの中点から差動出力を取出すようにし
たことを特徴とする。
わしいオフセット調整を行うことなく、安定に回転軸を
目標位置に浮上支持することができる磁気軸受の制御装
置を提供する。 【解決手段】 回転軸１０の変位を位置センサ１５で
検出し、該検出された変位信号をオフセット調整した変
位信号を位相補償して、相対向する一対の電磁石の磁気
吸引力にフィードバック制御することにより、回転軸を
前記一対の電磁石の磁極間に非接触で支持する磁気軸受
装置において、位置センサ１５を構成する相対向する磁
極の２個のコイル１６Ａ，１６Ｂを直列接続し、同様に
等価な２個の擬似インダクタンス素子３０Ａ，３１Ａ，
３１Ｂ，３０Ｂを直列接続して、前記２個のコイルに並
列に接続し、前記直列接続された２個のコイル又は擬似
インダクタンス素子の両端子間に信号源１７を接続し、
前記直列接続された２個のコイル及び擬似インダクタン
ス素子のそれぞれの中点から差動出力を取出すようにし
たことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は回転軸を電磁石の磁
気吸引力により非接触で支持する磁気軸受装置に係り、
特に回転軸の変位を位置センサで検出し、検出された変
位信号をオフセット調整した後、位相補償して相対向す
る一対の電磁石の磁気吸引力にフィードバック制御する
磁気軸受の制御装置に関する。
気吸引力により非接触で支持する磁気軸受装置に係り、
特に回転軸の変位を位置センサで検出し、検出された変
位信号をオフセット調整した後、位相補償して相対向す
る一対の電磁石の磁気吸引力にフィードバック制御する
磁気軸受の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の磁気軸受の制御装置の構
成を示す回路図である。回転軸１０は、磁気軸受１３で
ある相対向する一対の電磁石１１Ａ，１１Ｂの磁極間
に、両電磁石の生成する磁気吸引力で非接触支持され
る。電磁石１１Ａ，１１Ｂには、それぞれ励磁電流
ＩP ，ＩN がそれぞれ流され、それぞれの磁気吸引力が
制御される。励磁電流ＩP ，ＩN は、ＰＷＭコントロー
ラ１２でそれぞれ指定のパルス幅変調された電流値の電
流が流される。回転軸１０の電磁石１１Ａ，１１Ｂの磁
極間の位置は、磁気軸受１３に機構的に隣接して設けら
れている位置センサ１５によって検出される。位置セン
サ１５はインダクタンス型の変位センサであり、回転軸
１０の変位が相対向する磁極に巻回された一対のコイル
１６Ａ，１６Ｂのインダクタンスの変化として検出され
る。
成を示す回路図である。回転軸１０は、磁気軸受１３で
ある相対向する一対の電磁石１１Ａ，１１Ｂの磁極間
に、両電磁石の生成する磁気吸引力で非接触支持され
る。電磁石１１Ａ，１１Ｂには、それぞれ励磁電流
ＩP ，ＩN がそれぞれ流され、それぞれの磁気吸引力が
制御される。励磁電流ＩP ，ＩN は、ＰＷＭコントロー
ラ１２でそれぞれ指定のパルス幅変調された電流値の電
流が流される。回転軸１０の電磁石１１Ａ，１１Ｂの磁
極間の位置は、磁気軸受１３に機構的に隣接して設けら
れている位置センサ１５によって検出される。位置セン
サ１５はインダクタンス型の変位センサであり、回転軸
１０の変位が相対向する磁極に巻回された一対のコイル
１６Ａ，１６Ｂのインダクタンスの変化として検出され
る。
【０００３】即ち、信号源１７と抵抗素子１８Ａ，１８
Ｂとコイル１６Ａ，１６Ｂとからなるブリッジ回路に、
回転軸１０の変位が生じるとコイル１６Ａ，１６Ｂのイ
ンダクタンスにアンバランスが生じ、その出力が差動ア
ンプ１９に入力される。この位置センサ１５の出力信号
を差動アンプ１９で増幅後、同期検波回路２０で同期検
波を行う。そしてオフセット調整器２１でオフセットが
調整され、増幅器２２で増幅された後に、点ａにおける
回転軸１０の変位信号として取り出される。
Ｂとコイル１６Ａ，１６Ｂとからなるブリッジ回路に、
回転軸１０の変位が生じるとコイル１６Ａ，１６Ｂのイ
ンダクタンスにアンバランスが生じ、その出力が差動ア
ンプ１９に入力される。この位置センサ１５の出力信号
を差動アンプ１９で増幅後、同期検波回路２０で同期検
波を行う。そしてオフセット調整器２１でオフセットが
調整され、増幅器２２で増幅された後に、点ａにおける
回転軸１０の変位信号として取り出される。
【０００４】補償回路２３では、制御系を安定に動作さ
せるための位相補償及びゲイン補償が行われる。補償後
の点ｂにおける回転軸の変位信号は、ＰＷＭコントロー
ラ１２に入力され、回転軸１０に生じた浮上目標位置か
らの偏差を無くすように、相対向する一対の電磁石１１
Ａ，１１Ｂのそれぞれの励磁電流ＩP ，ＩN が制御され
る。
せるための位相補償及びゲイン補償が行われる。補償後
の点ｂにおける回転軸の変位信号は、ＰＷＭコントロー
ラ１２に入力され、回転軸１０に生じた浮上目標位置か
らの偏差を無くすように、相対向する一対の電磁石１１
Ａ，１１Ｂのそれぞれの励磁電流ＩP ，ＩN が制御され
る。
【０００５】従って、上述した磁気軸受の制御装置の動
作は次の通りである。まず、電磁石１１Ａ，１１Ｂ間の
浮上目標位置に非接触支持されている回転軸１０が、何
らかの原因で一方の電磁石の磁極側に移動したとする。
すると、位置センサ１５ではコイル１６Ａ，１６Ｂのイ
ンダクタンスが変化することにより、回転軸１０の変位
に対応した信号が検出される。この信号を増幅して検波
した後に、オフセット調整を施して、位相補償を行なっ
た後に、電磁石１１Ａ，１１Ｂの励磁電流ＩP，ＩNにフ
ィードバックする。そして、電磁石１１Ａ，１１Ｂの磁
気吸引力が制御され、回転軸１０は目標位置に戻され
る。
作は次の通りである。まず、電磁石１１Ａ，１１Ｂ間の
浮上目標位置に非接触支持されている回転軸１０が、何
らかの原因で一方の電磁石の磁極側に移動したとする。
すると、位置センサ１５ではコイル１６Ａ，１６Ｂのイ
ンダクタンスが変化することにより、回転軸１０の変位
に対応した信号が検出される。この信号を増幅して検波
した後に、オフセット調整を施して、位相補償を行なっ
た後に、電磁石１１Ａ，１１Ｂの励磁電流ＩP，ＩNにフ
ィードバックする。そして、電磁石１１Ａ，１１Ｂの磁
気吸引力が制御され、回転軸１０は目標位置に戻され
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁気軸
受１３を構成する一対の電磁石１１Ａ，１１Ｂ及び位置
センサ１５を構成するコイル１６Ａ，１６Ｂは、例えば
ターボポンプ装置等の回転軸１０の極く近傍に配置され
ている。ところが、信号源１７、抵抗素子１８Ａ，１８
Ｂ、差動アンプ１９等の電源回路部分は、磁気軸受を用
いた例えばターボポンプ装置等の外の制御盤或いは制御
箱等の中に配置される。このため、図５に示した制御装
置においては、回転軸の近傍に配置される電磁石１１
Ａ，１１Ｂと、位置センサのコイル１６Ａ，１６Ｂと
は、比較的長い（例えば１０ｍ程度の）ケーブルによっ
てその他の電源回路部分と接続されている。
受１３を構成する一対の電磁石１１Ａ，１１Ｂ及び位置
センサ１５を構成するコイル１６Ａ，１６Ｂは、例えば
ターボポンプ装置等の回転軸１０の極く近傍に配置され
ている。ところが、信号源１７、抵抗素子１８Ａ，１８
Ｂ、差動アンプ１９等の電源回路部分は、磁気軸受を用
いた例えばターボポンプ装置等の外の制御盤或いは制御
箱等の中に配置される。このため、図５に示した制御装
置においては、回転軸の近傍に配置される電磁石１１
Ａ，１１Ｂと、位置センサのコイル１６Ａ，１６Ｂと
は、比較的長い（例えば１０ｍ程度の）ケーブルによっ
てその他の電源回路部分と接続されている。
【０００７】このため、位置センサ１５に接続してブリ
ッジ回路を構成するケーブル２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃの
長さがブリッジ回路を構成する一部分となり、その差動
出力に影響を及ぼしてくる。即ち、ケーブルの長さが異
なると、実際の回転軸１０の位置と、位置センサ１５の
出力とは異なるものとなる。
ッジ回路を構成するケーブル２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃの
長さがブリッジ回路を構成する一部分となり、その差動
出力に影響を及ぼしてくる。即ち、ケーブルの長さが異
なると、実際の回転軸１０の位置と、位置センサ１５の
出力とは異なるものとなる。
【０００８】これは、ブリッジ回路の一方の出力である
差動アンプ１９の＋側入力は、信号源１７の電圧Ｖを抵
抗１８Ａと１８Ｂとで等分割したＶ／２の電圧が与えら
れる。しかしながら、ブリッジ回路の他方の出力である
差動アンプ１９の−側入力は、信号源１７の電圧Ｖをコ
イル１６Ａと１６Ｂとで分割した電圧分担分に、ケーブ
ルＣの長さに相当するインダクタンス分及びキャパシタ
ンス分が直並列に加わった電圧分担分が与えられる。こ
のため、ケーブルＣの長さが異なると、回転軸１０が目
標位置であるコイル１６Ａ，１６Ｂ間の中心位置（目標
位置）に位置していても、点ａにおける位置センサ出力
信号はケーブルＣの電圧分担分により必ずしも０（ゼ
ロ）Ｖにならない。
差動アンプ１９の＋側入力は、信号源１７の電圧Ｖを抵
抗１８Ａと１８Ｂとで等分割したＶ／２の電圧が与えら
れる。しかしながら、ブリッジ回路の他方の出力である
差動アンプ１９の−側入力は、信号源１７の電圧Ｖをコ
イル１６Ａと１６Ｂとで分割した電圧分担分に、ケーブ
ルＣの長さに相当するインダクタンス分及びキャパシタ
ンス分が直並列に加わった電圧分担分が与えられる。こ
のため、ケーブルＣの長さが異なると、回転軸１０が目
標位置であるコイル１６Ａ，１６Ｂ間の中心位置（目標
位置）に位置していても、点ａにおける位置センサ出力
信号はケーブルＣの電圧分担分により必ずしも０（ゼ
ロ）Ｖにならない。
【０００９】このため、オフセット調整器２１によりオ
フセットを調整して、回転軸１０が中心（目標位置）に
位置しているときに、点ａにおける位置センサ出力を０
Ｖに調整する必要がある。ところが実際に磁気軸受１３
の電磁石１１Ａ，１１Ｂに励磁電流を流し、磁気軸受１
３を動作させると、上述した制御ループが働いてしま
い、どこが回転軸１０の中心位置か分からなくなってし
まう。このため、従来は、擬似回転軸１０が中心位置に
固定され、その位置センサ出力を取り出せる擬似磁気軸
受を用いて、現実に使用するケーブルを介して制御盤と
接続し、そのケーブル長を用いてオフセット調整を行っ
ていたが、これが大変煩雑な作業であった。
フセットを調整して、回転軸１０が中心（目標位置）に
位置しているときに、点ａにおける位置センサ出力を０
Ｖに調整する必要がある。ところが実際に磁気軸受１３
の電磁石１１Ａ，１１Ｂに励磁電流を流し、磁気軸受１
３を動作させると、上述した制御ループが働いてしま
い、どこが回転軸１０の中心位置か分からなくなってし
まう。このため、従来は、擬似回転軸１０が中心位置に
固定され、その位置センサ出力を取り出せる擬似磁気軸
受を用いて、現実に使用するケーブルを介して制御盤と
接続し、そのケーブル長を用いてオフセット調整を行っ
ていたが、これが大変煩雑な作業であった。
【００１０】本発明は上述した課題に鑑みて為されたも
ので、ケーブル長が異なるたびに必要とされる、煩わし
いオフセット調整を行うことなく、安定に回転軸を目標
位置に浮上支持することができる磁気軸受の制御装置を
提供することを目的とする。
ので、ケーブル長が異なるたびに必要とされる、煩わし
いオフセット調整を行うことなく、安定に回転軸を目標
位置に浮上支持することができる磁気軸受の制御装置を
提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気軸受装置の
制御装置は、回転軸の変位を位置センサで検出し、該検
出された変位信号をオフセット調整した変位信号を位相
補償して、相対向する一対の電磁石の磁気吸引力にフィ
ードバック制御することにより、回転軸を前記一対の電
磁石の磁極間に非接触で支持する磁気軸受装置におい
て、位置センサを構成する相対向する磁極の２個のコイ
ルを直列接続し、同様に等価な２個の擬似インダクタン
ス素子を直列接続して、前記２個のコイルに並列に接続
し、前記直列接続された２個のコイル又は擬似インダク
タンス素子の両端子間に信号源を接続し、前記直列接続
された２個のコイル及び擬似インダクタンス素子のそれ
ぞれの中点から差動出力を取出すようにしたことを特徴
とする。
制御装置は、回転軸の変位を位置センサで検出し、該検
出された変位信号をオフセット調整した変位信号を位相
補償して、相対向する一対の電磁石の磁気吸引力にフィ
ードバック制御することにより、回転軸を前記一対の電
磁石の磁極間に非接触で支持する磁気軸受装置におい
て、位置センサを構成する相対向する磁極の２個のコイ
ルを直列接続し、同様に等価な２個の擬似インダクタン
ス素子を直列接続して、前記２個のコイルに並列に接続
し、前記直列接続された２個のコイル又は擬似インダク
タンス素子の両端子間に信号源を接続し、前記直列接続
された２個のコイル及び擬似インダクタンス素子のそれ
ぞれの中点から差動出力を取出すようにしたことを特徴
とする。
【００１２】又、前記擬似インダクタンス素子は、前記
信号源と位置センサとを接続するケーブルと同じ長さを
有するケーブルに、前記コイルと同じインダクタンスを
有するインダクタンス素子を接続したものであることを
特徴とする。
信号源と位置センサとを接続するケーブルと同じ長さを
有するケーブルに、前記コイルと同じインダクタンスを
有するインダクタンス素子を接続したものであることを
特徴とする。
【００１３】又、前記擬似インダクタンス素子は、前記
直列接続された２個のコイルの両端に前記位置センサの
ケーブルをコイルに相当するインダクタンスを有するイ
ンダクタンス素子を接続したものであることを特徴とす
る。
直列接続された２個のコイルの両端に前記位置センサの
ケーブルをコイルに相当するインダクタンスを有するイ
ンダクタンス素子を接続したものであることを特徴とす
る。
【００１４】上述した磁気軸受の制御装置の回路構成に
よれば、位置センサを構成する直列接続された２個のコ
イルと、同様に直列接続された等価な２個の擬似インダ
クタンス素子とでブリッジ回路を構成する。そして、直
列接続された２個のコイルと、２個の擬似インダクタン
ス素子のそれぞれ両端子間に信号源を接続して、直列接
続された２個のコイル及び擬似インダクタンス素子のそ
れぞれの中点から差動出力を取り出すようにしたので、
ケーブルによる電圧分担分の影響を相殺することができ
る。従って、オフセット調整を行うことなく、回転軸が
位置センサの磁極間の中央に位置する場合には、差動出
力（回転軸の変位）がゼロとなる。
よれば、位置センサを構成する直列接続された２個のコ
イルと、同様に直列接続された等価な２個の擬似インダ
クタンス素子とでブリッジ回路を構成する。そして、直
列接続された２個のコイルと、２個の擬似インダクタン
ス素子のそれぞれ両端子間に信号源を接続して、直列接
続された２個のコイル及び擬似インダクタンス素子のそ
れぞれの中点から差動出力を取り出すようにしたので、
ケーブルによる電圧分担分の影響を相殺することができ
る。従って、オフセット調整を行うことなく、回転軸が
位置センサの磁極間の中央に位置する場合には、差動出
力（回転軸の変位）がゼロとなる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例について添付図面を
参照しながら説明する。なお、各図中同一の構成要素に
は同一の符号を付する。
参照しながら説明する。なお、各図中同一の構成要素に
は同一の符号を付する。
【００１６】図１は、本発明の第１実施例の磁気軸受の
制御装置の要部を示す。この装置では、図５に示す従来
の装置と比較して、ブリッジ回路の構成が異なる点を除
いて、その制御ループの構成は同様である。即ち、位置
センサ１５を構成する相対向する磁極に巻回された２本
のコイル１６Ａ,１６Ｂと、等価な２個の擬似インダク
タンス素子３１Ａ，３１Ｂを備える。そして、この擬似
インダクタンス素子３１Ａ，３１Ｂは、ケーブル２５Ａ
と同等な長さ、容量を有するケーブル３０Ａ、ケーブル
２５Ｂと同等な長さ、容量を有するケーブル３０Ｂとに
接続されている。従って、ケーブル３０Ａ，インダクタ
ンス素子３１Ａ，インダクタンス素子３１Ｂ，ケーブル
３０Ｂとが直列に接続されている回路は、ケーブル２５
Ａ，コイル１６Ａ，コイル１６Ｂ，ケーブル２５Ｂとか
らなる直列回路と、まったく等価なインピーダンスの構
成となる。そして、インダクタンス素子３１Ａ，３１Ｂ
間の中点と、コイル１６Ａ，１６Ｂ間の中点とから差動
出力が取り出され、それぞれ差動アンプ１９の＋側、−
側に入力される。
制御装置の要部を示す。この装置では、図５に示す従来
の装置と比較して、ブリッジ回路の構成が異なる点を除
いて、その制御ループの構成は同様である。即ち、位置
センサ１５を構成する相対向する磁極に巻回された２本
のコイル１６Ａ,１６Ｂと、等価な２個の擬似インダク
タンス素子３１Ａ，３１Ｂを備える。そして、この擬似
インダクタンス素子３１Ａ，３１Ｂは、ケーブル２５Ａ
と同等な長さ、容量を有するケーブル３０Ａ、ケーブル
２５Ｂと同等な長さ、容量を有するケーブル３０Ｂとに
接続されている。従って、ケーブル３０Ａ，インダクタ
ンス素子３１Ａ，インダクタンス素子３１Ｂ，ケーブル
３０Ｂとが直列に接続されている回路は、ケーブル２５
Ａ，コイル１６Ａ，コイル１６Ｂ，ケーブル２５Ｂとか
らなる直列回路と、まったく等価なインピーダンスの構
成となる。そして、インダクタンス素子３１Ａ，３１Ｂ
間の中点と、コイル１６Ａ，１６Ｂ間の中点とから差動
出力が取り出され、それぞれ差動アンプ１９の＋側、−
側に入力される。
【００１７】ここで、回転軸１０がコイル１６Ａ，１６
Ｂの磁極間の中央に位置する場合には、電源装置Ｅ内の
信号源１７からケーブル２５Ａ，２５Ｂを介して接続さ
れた磁気軸受装置Ｄ側のコイル１６Ａ，１６Ｂと、ケー
ブル３０Ａ，３０Ｂを介して接続されたインダクタンス
素子３１Ａ，３１Ｂとは、インピーダンスが全く等しく
なる。そして、コイル１６Ａ，１６Ｂ間の中点と、イン
ダクタンス素子３１Ａ，３１Ｂ間の中点の電位も全く等
しくなり、差動出力はゼロとなる。回転軸１０がコイル
１６Ａ，１６Ｂ間の磁極間で変位が生じた場合には、ブ
リッジ回路のインダクタンスにアンバランスが生じ、変
位に対応した差動出力が差動アンプ１９に入力される。
Ｂの磁極間の中央に位置する場合には、電源装置Ｅ内の
信号源１７からケーブル２５Ａ，２５Ｂを介して接続さ
れた磁気軸受装置Ｄ側のコイル１６Ａ，１６Ｂと、ケー
ブル３０Ａ，３０Ｂを介して接続されたインダクタンス
素子３１Ａ，３１Ｂとは、インピーダンスが全く等しく
なる。そして、コイル１６Ａ，１６Ｂ間の中点と、イン
ダクタンス素子３１Ａ，３１Ｂ間の中点の電位も全く等
しくなり、差動出力はゼロとなる。回転軸１０がコイル
１６Ａ，１６Ｂ間の磁極間で変位が生じた場合には、ブ
リッジ回路のインダクタンスにアンバランスが生じ、変
位に対応した差動出力が差動アンプ１９に入力される。
【００１８】図２は、本発明の第２実施例の磁気軸受の
制御装置の要部を示す。この装置では、ケーブル部Ｃと
磁気軸受部Ｄの接続部分に、位置センサのコイル１６
Ａ，１６Ｂに対して、等価なインダクタンスを有する擬
似インダクタンス素子３２Ａ，３２Ｂを接続する。この
擬似インダクタンス素子３２Ａ，３２Ｂは、集中インダ
クタンス素子であり、磁気軸受装置Ｄ側に接続されてお
り、磁気軸受等を有する例えばポンプユニット等の機器
内側に配置されている。
制御装置の要部を示す。この装置では、ケーブル部Ｃと
磁気軸受部Ｄの接続部分に、位置センサのコイル１６
Ａ，１６Ｂに対して、等価なインダクタンスを有する擬
似インダクタンス素子３２Ａ，３２Ｂを接続する。この
擬似インダクタンス素子３２Ａ，３２Ｂは、集中インダ
クタンス素子であり、磁気軸受装置Ｄ側に接続されてお
り、磁気軸受等を有する例えばポンプユニット等の機器
内側に配置されている。
【００１９】この擬似インダクタンス素子３２Ａ，３２
Ｂのインダクタンスは、回転軸１０が中央に位置してい
るときのコイル１６Ａ，１６Ｂのインダクタンスと同じ
インダクタンスを有している。そして、コイル１６Ａ，
１６Ｂ間の中点から差動アンプ１９の−側に接続するケ
ーブル２５Ｃは、擬似インダクタンス素子３２Ａ，３２
Ｂ間の中点から差動アンプ２２の＋側に接続するケーブ
ル３３Ｃと同じ長さ、容量を有している。このため、ケ
ーブル２５Ｃのインダクタンス及びキャパシタンスが、
ケーブル３３Ｃのインダクタンス及びキャパシタンスに
より相殺される。それ故、ブリッジ回路のインダクタン
スは、回転軸１０がコイル１６Ａ，１６Ｂの磁極間の中
央に位置するときには、擬似インダクタンス素子３２
Ａ，３２Ｂ側と全く同じとなる。このため、差動アンプ
２２への差動出力はゼロとなり、オフセット調整が不要
となる。そして、回転軸１０がコイル１６Ａ，１６Ｂの
磁極間で変位が生じたときにそれぞれのインダクタンス
が変化するため差動出力が差動アンプ１９に入力され
る。
Ｂのインダクタンスは、回転軸１０が中央に位置してい
るときのコイル１６Ａ，１６Ｂのインダクタンスと同じ
インダクタンスを有している。そして、コイル１６Ａ，
１６Ｂ間の中点から差動アンプ１９の−側に接続するケ
ーブル２５Ｃは、擬似インダクタンス素子３２Ａ，３２
Ｂ間の中点から差動アンプ２２の＋側に接続するケーブ
ル３３Ｃと同じ長さ、容量を有している。このため、ケ
ーブル２５Ｃのインダクタンス及びキャパシタンスが、
ケーブル３３Ｃのインダクタンス及びキャパシタンスに
より相殺される。それ故、ブリッジ回路のインダクタン
スは、回転軸１０がコイル１６Ａ，１６Ｂの磁極間の中
央に位置するときには、擬似インダクタンス素子３２
Ａ，３２Ｂ側と全く同じとなる。このため、差動アンプ
２２への差動出力はゼロとなり、オフセット調整が不要
となる。そして、回転軸１０がコイル１６Ａ，１６Ｂの
磁極間で変位が生じたときにそれぞれのインダクタンス
が変化するため差動出力が差動アンプ１９に入力され
る。
【００２０】図３は、差動アンプ１９の詳細を示す図で
ある。差動アンプ１９の前段にはバッファアンプ３５
Ａ，３５Ｂがそれぞれ接続されている。このバッファア
ンプ３５Ａ，３５Ｂは、位置センサの変位信号及び基準
信号入力に対して、高インピーダンスとなり、ブリッジ
回路側に対して影響を及ぼさなくする作用を有してい
る。バッファアンプ３５Ａ，３５Ｂの出力側は、低イン
ピーダンスであり、差動アンプ１９に対してインピーダ
ンス整合を図っている。尚、差動アンプ１９は、演算増
幅器１９Ａを用いた、＋側入力と−側入力との差分に比
例した増幅出力が得られる線形演算回路である。
ある。差動アンプ１９の前段にはバッファアンプ３５
Ａ，３５Ｂがそれぞれ接続されている。このバッファア
ンプ３５Ａ，３５Ｂは、位置センサの変位信号及び基準
信号入力に対して、高インピーダンスとなり、ブリッジ
回路側に対して影響を及ぼさなくする作用を有してい
る。バッファアンプ３５Ａ，３５Ｂの出力側は、低イン
ピーダンスであり、差動アンプ１９に対してインピーダ
ンス整合を図っている。尚、差動アンプ１９は、演算増
幅器１９Ａを用いた、＋側入力と−側入力との差分に比
例した増幅出力が得られる線形演算回路である。
【００２１】図４は、信号源１７から見た位置センサ側
又は擬似インダクタンス素子側の等価回路である。図中
Ｃ1は、例えばペアケーブル２５Ａ，２５Ｂの線間容量
を示し、静電容量Ｃ2は、コイル１６Ａ，１６Ｂの中点
と２５Ｂ間の静電容量である。インダクタンスＬA及び
ＬBは、位置センサ側ではコイル１６Ａ，１６Ｂに相当
し、擬似インダクタンス側ではインダクタンス素子３１
Ａ，３１Ｂ又は３２Ａ，３２Ｂに相当する。この中点
は、バッファアンプ３５Ａ，３５Ｂの入力側に接続され
ている。
又は擬似インダクタンス素子側の等価回路である。図中
Ｃ1は、例えばペアケーブル２５Ａ，２５Ｂの線間容量
を示し、静電容量Ｃ2は、コイル１６Ａ，１６Ｂの中点
と２５Ｂ間の静電容量である。インダクタンスＬA及び
ＬBは、位置センサ側ではコイル１６Ａ，１６Ｂに相当
し、擬似インダクタンス側ではインダクタンス素子３１
Ａ，３１Ｂ又は３２Ａ，３２Ｂに相当する。この中点
は、バッファアンプ３５Ａ，３５Ｂの入力側に接続され
ている。
【００２２】そして、インダクタンスＬAに対応するコ
イル１６Ａのインダクタンスは、回転軸１０が磁極間の
中心に位置しているときには擬似インダクタンス素子の
インダクタンスと等しい。又、同様にコイル１６Ｂのイ
ンダクタンスは、回転軸１０が中心に位置しているとき
には、擬似インダクタンス素子３１Ｂと等しくなる。こ
のように擬似インダクタンス素子を接続することによ
り、ケーブルのインダクタンス分及びキャパシタンス分
を相殺することができる。従って、ケーブル長さの違い
によるオフセット量が自動的に補償される。
イル１６Ａのインダクタンスは、回転軸１０が磁極間の
中心に位置しているときには擬似インダクタンス素子の
インダクタンスと等しい。又、同様にコイル１６Ｂのイ
ンダクタンスは、回転軸１０が中心に位置しているとき
には、擬似インダクタンス素子３１Ｂと等しくなる。こ
のように擬似インダクタンス素子を接続することによ
り、ケーブルのインダクタンス分及びキャパシタンス分
を相殺することができる。従って、ケーブル長さの違い
によるオフセット量が自動的に補償される。
【００２３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、ケーブルの長さの違いによるオフセット量が擬似イ
ンダクタンス素子を接続することにより、自動的に調整
される。従って、従来オフセット調整時に必要としてい
た擬似的な磁気軸受のセンサ部分が不要となる。そし
て、この擬似軸受を用いたオフセット調整の手間が不要
となる。又、ケーブルの長さが変更となった場合の煩わ
しい再調整作業が不要となる。
ば、ケーブルの長さの違いによるオフセット量が擬似イ
ンダクタンス素子を接続することにより、自動的に調整
される。従って、従来オフセット調整時に必要としてい
た擬似的な磁気軸受のセンサ部分が不要となる。そし
て、この擬似軸受を用いたオフセット調整の手間が不要
となる。又、ケーブルの長さが変更となった場合の煩わ
しい再調整作業が不要となる。
【図１】本発明の第１実施例の磁気軸受の制御装置の要
部の回路図。
部の回路図。
【図２】本発明の第２実施例の磁気軸受の制御装置の要
部の回路図。
部の回路図。
【図３】差動増幅回路の詳細を示す回路図。
【図４】信号源側から見たブリッジ回路の片側を示す等
価回路図。
価回路図。
【図５】従来の磁気軸受の制御装置の回路図。
１０ 回転軸 １１Ａ，１１Ｂ 電磁石 １２ ＰＷＭコントローラ １３ 磁気軸受 １５ 位置センサ １６Ａ，１６Ｂ センサコイル １９ 差動アンプ ２０ 同期検波回路 ２１ オフセット調整器 ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，３０Ａ，３０Ｂ，３３Ｃ
ケーブル ３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ インダクタンス素
子 ３５Ａ，３５Ｂ バッファアンプ
ケーブル ３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ インダクタンス素
子 ３５Ａ，３５Ｂ バッファアンプ
Claims (3)
- 【請求項１】 回転軸の変位を位置センサで検出し、該
検出された変位信号をオフセット調整した変位信号を位
相補償して、相対向する一対の電磁石の磁気吸引力にフ
ィードバック制御することにより、回転軸を前記一対の
電磁石の磁極間に非接触で支持する磁気軸受装置におい
て、位置センサを構成する相対向する磁極の２個のコイ
ルを直列接続し、同様に等価な２個の擬似インダクタン
ス素子を直列接続して、前記２個のコイルに並列に接続
し、前記直列接続された２個のコイル又は擬似インダク
タンス素子の両端子間に信号源を接続し、前記直列接続
された２個のコイル及び擬似インダクタンス素子のそれ
ぞれの中点から差動出力を取出すようにしたことを特徴
とする磁気軸受の制御装置。 - 【請求項２】 前記擬似インダクタンス素子は、前記信
号源と位置センサとを接続するケーブルと同じ長さを有
するケーブルに、前記コイルと同じインダクタンスを有
するインダクタンス素子を接続したものであることを特
徴とする請求項１記載の磁気軸受の制御装置。 - 【請求項３】 前記擬似インダクタンス素子は、前記直
列接続された２個のコイルの両端に、前記コイルと同じ
インダクタンスを有するインダクタンス素子を接続した
ものであることを特徴とする請求項１記載の磁気軸受の
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9364996A JPH09257035A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 磁気軸受の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9364996A JPH09257035A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 磁気軸受の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09257035A true JPH09257035A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=14088231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9364996A Pending JPH09257035A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 磁気軸受の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09257035A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999028640A1 (fr) * | 1997-12-02 | 1999-06-10 | Ebara Corporation | Organe de commande a palier magnetique et dispositif a pompe turbomoleculaire |
| EP1039159A2 (en) * | 1999-03-11 | 2000-09-27 | Ebara Corporation | Magnetic suspending device controlled by temperature of controlled object |
| CN102918352A (zh) * | 2010-03-02 | 2013-02-06 | D&M科技株式会社 | 位移传感器以及利用该位移传感器的磁轴承系统 |
| TWI547653B (zh) * | 2014-06-06 | 2016-09-01 | 致揚科技股份有限公司 | 磁浮軸承系統及其控制電路 |
| DE102005025588B4 (de) * | 2005-06-03 | 2017-12-07 | Lust Antriebstechnik Gmbh | Anordnung zur Positionsmessung bei einer magnetisch gelagerten Welle |
-
1996
- 1996-03-22 JP JP9364996A patent/JPH09257035A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999028640A1 (fr) * | 1997-12-02 | 1999-06-10 | Ebara Corporation | Organe de commande a palier magnetique et dispositif a pompe turbomoleculaire |
| US6398524B1 (en) | 1997-12-02 | 2002-06-04 | Ebara Corporation | Magnetic bearing control device and turbo-molecular pump device |
| EP1039159A2 (en) * | 1999-03-11 | 2000-09-27 | Ebara Corporation | Magnetic suspending device controlled by temperature of controlled object |
| EP1039159B1 (en) * | 1999-03-11 | 2002-10-23 | Ebara Corporation | Magnetic suspending device controlled by temperature of controlled object |
| DE102005025588B4 (de) * | 2005-06-03 | 2017-12-07 | Lust Antriebstechnik Gmbh | Anordnung zur Positionsmessung bei einer magnetisch gelagerten Welle |
| CN102918352A (zh) * | 2010-03-02 | 2013-02-06 | D&M科技株式会社 | 位移传感器以及利用该位移传感器的磁轴承系统 |
| TWI547653B (zh) * | 2014-06-06 | 2016-09-01 | 致揚科技股份有限公司 | 磁浮軸承系統及其控制電路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040730 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040810 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041207 |