JPH11287247A - 制御型磁気軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定制御特性の自己診断が可能な制御型磁気
軸受装置を提供する。 【解決手段】 制御型磁気軸受装置は、回転体５を１つ
の制御軸方向の両側から挟んで所定の目標位置に非接触
支持する１対の電磁石27a、27bと、回転体５の制御軸方
向の位置を検出する位置検出装置29a、29b、13と、位置
検出装置29a、29b、13からの位置検出信号に基づいて１
対の電磁石27a、27bに供給する励磁電流を制御するコン
トローラ２とを備えている。コントローラ２に、回転体
５を制御軸方向に１つの所定の周波数で加振する加振手
段が設けられ、コントローラ２が、加振手段により回転
体５を加振したときの位相特性を測定し、この測定結果
に基づいて制御特性を判定する制御特性判定手段を備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえばターボ
分子ポンプなどに使用され、回転体を磁気軸受により非
接触支持して回転させる制御型磁気軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の制御型磁気軸受装置として、回
転体を非接触支持する複数の電磁石を有する複数組の磁
気軸受と、回転体の位置を検出する位置検出装置と、位
置検出装置からの位置検出信号に基づいて磁気軸受の各
電磁石に供給する励磁電流を制御する電磁石制御装置と
を備えているものが知られている。

【０００３】このような磁気軸受装置においては、磁気
軸受の電磁石を最適に制御することが重要であり、とく
に回転体の曲げ固有振動数に対する安定制御特性（減衰
特性）が重要となる。

【０００４】ところが、上記のような従来の磁気軸受装
置は、電磁石制御装置における制御はアナログＰＩＤ制
御が主であり、入力信号に対する制御信号を出力するだ
けの機能しか備えておらず、安定制御特性を判断するよ
うな自己診断機能を付加することはきわめて困難であっ
た。

【０００５】この発明の目的は、上記の問題を解決し、
安定制御特性の自己診断が可能な制御型磁気軸受装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】この発
明による制御型磁気軸受装置は、回転体を１つの制御軸
方向の両側から挟んで前記制御軸方向の所定の目標位置
に非接触支持する１対の電磁石と、前記回転体の前記制
御軸方向の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検
出手段からの位置検出信号に基づいて前記１対の電磁石
に供給する励磁電流を制御する電磁石制御手段とを備え
ている制御型磁気軸受装置において、前記回転体を前記
制御軸方向に１つの所定の周波数で加振する加振手段が
設けられ、前記電磁石制御手段が、前記加振手段により
前記回転体を加振したときの位相特性を測定し、この測
定結果に基づいて制御特性を判定する制御特性判定手段
を備えていることを特徴とするものである。

【０００７】回転体の曲げ固有振動数に対する安定制御
特性を調べる場合は、１つの制御軸はラジアル方向の制
御軸である。また、回転体の軸方向の振動に対する安定
制御特性を調べる場合は、１つの制御軸はアキシアル方
向の制御軸である。

【０００８】回転体とこれを１つの制御軸方向の両側か
ら挟む１対の電磁石とからなる系は、質量、ばねおよび
ダンパよりなる１自由度振動系と等価である。そして、
制御型磁気軸受装置においては、各対の電磁石の部分に
おけるばね定数および減衰係数が所定の値になるように
設計されるが、装置の製作誤差や組立誤差、電磁石の特
性のばらつきなどにより、ばね定数および減衰係数にば
らつきが生じる。この発明は、このような減衰係数のば
らつきを調べることにより、磁気軸受の減衰特性を調べ
て、安定制御特性の良否を判定することを可能にするも
のである。

【０００９】上記のような振動系の減衰特性を調べる場
合、通常は、周波数特性の１つであるゲイン特性を調べ
るのが普通である。

【００１０】図７は、質量Ｍおよびばね定数Ｋが一定で
ある１自由度振動系において、減衰係数Ｃを変化させた
ときの系のゲイン特性を表わしており、横軸が周波数、
縦軸がゲインを示している。図７から明らかなように、
ゲインは、回転体の曲げ固有振動数（この例では約１０
０Ｈｚ）において急激に低下し、減衰係数Ｃが小さくな
るほどゲインの低下の度合が大きくなる。したがって、
固有振動数におけるゲインを調べることにより、減衰特
性を調べることができる。すなわち、回転体を固有振動
数で加振して、そのときのゲインを測定し、この測定結
果と図７の関係から、そのときの減衰係数を求めて、減
衰特性の良否を判定することができる。

【００１１】しかしながら、回転体を設計上の固有振動
数だけで加振してゲイン特性を調べたのでは、次に説明
するように、上記のようなばね定数のばらつきの影響を
受け、減衰特性を正確に調べることができない。

【００１２】図８は、質量Ｍおよび減衰係数Ｃが一定で
ある１自由度振動系において、ばね定数Ｋを変化させた
ときの系のゲイン特性を表わしている。図８から明らか
なように、減衰係数Ｃが一定であっても、ばね定数Ｋの
変化によってゲイン特性が変化し、ゲインが最も低下す
る周波数（固有振動数）が変化する。これは、ばね定数
Ｋの変化によって固有振動数が変化することによる。そ
して、このようにばね定数Ｋのばらつきによって固有振
動数がばらつくため、回転体を設計上の固有振動数（こ
の例では１００Ｈｚ）だけで加振してゲインを測定した
のでは、減衰係数Ｃが一定であっても、ばね定数のばら
つきによってゲインの測定値がばらついてしまう。この
ため、ゲインの測定値からそのときの減衰係数Ｃを正確
に求めることはできない。

【００１３】ゲイン特性による場合でも、図８に示すよ
うな固有振動数のばらつきの範囲内において、周波数を
細かいピッチで変化させ、各周波数で回転体を加振し
て、そのときのゲインを測定するようにすれば、そのと
きの減衰特性を比較的正確に求めることができる。とこ
ろが、そのようにすると、回転体を複数の異なる周波数
で何度も加振する必要があり、測定が面倒である。

【００１４】本発明者は、回転体を設計上の固有振動数
から所定値だけ離れた１つの周波数で加振して、そのと
きの位相特性を求めることにより、ばね定数Ｋのばらつ
きの影響を受けずに、そのときの減衰係数Ｃを正確に求
めることができることを見出だし、この発明を完成し
た。

【００１５】図９は、質量Ｍおよび減衰係数Ｃが一定で
ある系において、ばね定数Ｋを変化させたときの系の位
相特性を表わしており、横軸が周波数、縦軸が位相を示
している。図９から明らかなように、設計上の固有振動
数（この例では１００Ｈｚ）を含む幅の狭い周波数範囲
においては、減衰係数Ｃが一定であっても、ばね定数Ｋ
のばらつきによって位相もばらつくが、設計上の固有振
動数よりも所定値だけ低い周波数たとえば６０Ｈｚの点
Ａでは、ばね定数Ｋのばらつきにかかわらず、位相はほ
ぼ一定になる。一方、図１０は、質量Ｍおよびばね係数
Ｋが一定である系において、減衰係数Ｃを変化させたと
きの系の位相特性を表わしている。図１０から明らかな
ように、図９においてばね定数Ｋのばらつきにかかわら
ずに位相がほぼ一定になる上記の点Ａにおいて、減衰係
数Ｃの変化によって位相も変化する。したがって、回転
体を上記の点Ａの１つの周波数で加振して、そのときの
位相を測定すれば、この測定結果と図１０の関係に基づ
いて、そのときの減衰係数Ｃを正確に求めることがで
き、これに基づいて、磁気軸受の減衰特性の良否の判定
ができる。図９および図１０より明らかなように、位相
特性は、設計上の固有振動数より小さい側と大きい側と
で同じような傾向を示す。このため、回転体を設計上の
固有振動数より大きい所定の１つの振動数で加振して、
上記と同様に減衰特性の良否の判定をすることもでき
る。

【００１６】この発明の制御型磁気軸受装置によれば、
上述のように、安定制御特性の自己診断ができる。しか
も、回転体を１つの周波数で加振するだけで、系のばね
定数のばらつきにかかわらず、そのときの減衰特性を正
確に求めることができ、測定がきわめて簡単である。

【００１７】たとえば、前記電磁石制御手段が、前記位
置検出手段からの位置検出信号に基づいて前記１対の電
磁石に対する制御電流値を求め、一定のバイアス電流値
に対して前記制御電流値を加算および減算した値を前記
１対の電磁石に対する励磁電流値として出力するもので
あり、前記電磁石制御手段に、ソフトウェアプログラム
が可能なディジタル処理手段と、不揮発性記憶装置とが
設けられ、前記不揮発性記憶装置に、正弦波信号のデー
タを記憶した正弦波信号テーブルが設けられ、前記ディ
ジタル処理手段に、前記正弦波信号テーブルのデータを
前記制御電流値に加算することにより前記回転体を加振
する前記加振手段が設けられている ソフトウェアプログラムが可能なディジタル処理手段と
しては、たとえば、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）、デ
ィジタル信号処理プロセッサなどが使用される。この明
細書において、ディジタル信号処理プロセッサ（Digita
l Signal Processor）とは、ディジタル信号を入力して
ディジタル信号を出力し、ソフトウェアプログラムが可
能で、高速実時間処理が可能な専用ハードウェアを指
す。なお、以下、これを「ＤＳＰ」と略すことにする。

【００１８】不揮発性記憶装置としては、たとえば、フ
ラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭなど、適当なものが使用さ
れる。

【００１９】この場合、電磁石制御手段のディジタル処
理手段に設けられた加振手段で、不揮発性記憶装置の正
弦波信号テーブルに記憶された正弦波信号のデータを制
御電流値に加算することにより、回転体を加振すること
ができ、電磁石制御手段の他に別に機械的な加振手段を
設ける必要がない。このため、加振手段による磁気軸受
装置の構成の複雑化、大型化、コストアップを招くこと
がない。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態について説明する。

【００２１】図１は制御型磁気軸受装置の機械的部分の
主要部を示す縦断面図、図２は同横断面図、図３はその
電気的構成の１例を示すブロック図である。

【００２２】磁気軸受装置は、機械本体(1)およびコン
トローラ(2)を備えており、コントローラ(2)にパソコン
(3)が接続されている。

【００２３】磁気軸受装置は、鉛直円筒状のケーシング
(4)の内側で鉛直軸状の回転体(5)が回転する縦型のもの
である。以下の説明において、回転体(5)の軸方向（鉛
直方向）の制御軸（アキシアル制御軸）をＺ軸、Ｚ軸と
直交するとともに互いに直交する２つの径方向（水平方
向）の制御軸（ラジアル制御軸）をＸ軸およびＹ軸とす
る。

【００２４】機械本体(1)には、回転体(5)を軸方向に非
接触支持する１組のアキシアル磁気軸受(6)、回転体(5)
を径方向に非接触支持する上下２組のラジアル磁気軸受
(7)(8)、回転体(5)の軸方向および径方向の位置を検出
するための位置検出部(9)、回転体(5)を高速回転させる
ためのビルトイン型電動モータ(10)、ならびに回転体
(5)の軸方向および径方向の可動範囲を規制して回転体
(5)を磁気軸受(6)(7)(8)で支持できなくなったときなど
に可動範囲の極限位置において回転体(5)を機械的に支
持する規制手段としての上下２組の保護軸受(11)(12)が
設けられている。

【００２５】コントローラ(2)には、センサ回路(13)、
磁気軸受駆動回路(14)、インバータ(15)、ＤＳＰボード
(16)およびシリアル通信ボード(17)が設けられ、ＤＳＰ
ボード(16)には、ディジタル処理手段としてのＤＳＰ(1
8)、ＲＯＭ(31)、不揮発性記憶装置としてのフラッシュ
メモリ(19)、Ａ／Ｄ変換器(20)およびＤ／Ａ変換器(21)
が設けられている。コントローラ(2)とパソコン(3)は互
いに離れた場所に設置され、フラッシュメモリ(19)とパ
ソコン(3)が通信ボード(17)とケーブル(22)を介して接
続されている。

【００２６】位置検出部(9)は、回転体(5)の軸方向の変
位を位置するための１個のアキシアル位置センサ(23)、
および回転体(5)の径方向の位置を検出するための上下
２組のラジアル位置センサユニット(24)(25)を備えてい
る。

【００２７】アキシアル磁気軸受(6)は、回転体(5)の下
部に一体に形成されたフランジ部(5a)をＺ軸方向の両側
から挟むように配置された１対のアキシアル電磁石(26
a)(26b)を備えている。アキシアル電磁石は、符号(26)
で総称する。

【００２８】アキシアル位置センサ(23)は、回転体(5)
の下端面にＺ軸方向の下側から対向するように配置さ
れ、回転体(5)の下端面との距離（空隙）に比例する距
離信号を出力する。

【００２９】２組のラジアル磁気軸受(7)(8)は、アキシ
アル磁気軸受(6)の上側において上下方向に所定の間隔
をおいて配置されており、これらの間にモータ(10)が配
置されている。上側のラジアル磁気軸受(7)は、回転体
(5)をＸ軸方向の両側から挟むように配置された１対の
ラジアル電磁石(27a)(27b)、および回転体(5)をＹ軸方
向の両側から挟むように配置された１対のラジアル電磁
石(27c)(27d)を備えている。これらのラジアル電磁石
は、符号(27)で総称する。同様に、下側のラジアル電磁
石(8)も、２対のラジアル電磁石(28a)(28b)(28c)(28d)
を備えている。これらのラジアル電磁石も、符号(28)で
総称する。

【００３０】上側のラジアル位置センサユニット(24)
は、上側のラジアル磁気軸受(7)の近傍に配置されてお
り、Ｘ軸方向の電磁石(27a)(27b)の近傍においてＸ軸方
向の両側から回転体(5)を挟むように配置された１対の
ラジアル位置センサ(29a)(29b)、Ｙ軸方向の電磁石(27
c)(27d)の近傍においてＹ軸方向の両側から回転体(5)を
挟むように配置された１対のラジアル位置センサ(29c)
(29d)を備えている。これらのラジアル位置センサは、
符号(29)で総称する。同様に、下側のラジアル位置セン
サユニット(25)は、下側のラジアル磁気軸受(8)の近傍
に配置されており、２対のラジアル位置センサ(30a)(30
b)(30c)(30d)を備えている。これらのラジアル位置セン
サも、符号(30)で総称する。各ラジアル位置センサ(29)
(30)は、回転体(5)の外周面との距離に比例する距離信
号を出力する。

【００３１】電磁石(26)(27)(28)および位置センサ(23)
(29)(30)は、ケーシング(4)に固定されている。

【００３２】コントローラ(2)のＲＯＭ(31)には、ＤＳ
Ｐ(18)における処理プログラムなどが格納されている。
フラッシュメモリ(19)には、正弦波信号テーブル(32)、
磁気軸受(6)(7)(8)の制御パラメータを記憶した制御パ
ラメータテーブル(33)、後述するバイアス電流値を記憶
したバイアス電流値テーブル(34)などが設けられてお
り、正弦波信号テーブルには、正弦波信号のデータが記
憶されている。これらのテーブル(32)(33)(34)の内容
は、パソコン(3)を用いて書き替えることができる。

【００３３】センサ回路(13)は、位置検出部(9)の各位
置センサ(23)(29)(30)を駆動し、各位置センサ(23)(29)
(30)の出力に基づいて、回転体(5)のＺ軸方向の位置、
ならびに上下のラジアル位置センサユニット(24)(25)の
部分におけるＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を演算し、
その演算結果である位置検出信号をＡ／Ｄ変換器(20)を
介してＤＳＰ(18)に出力する。

【００３４】ＤＳＰ(18)は、Ａ／Ｄ変換器(20)から入力
する回転体(5)の位置の検出値に基づいて、各磁気軸受
(6)(7)(8)の各電磁石(26)(27)(28)に対する励磁電流信
号をＤ／Ａ変換器(21)を介して磁気軸受駆動回路(14)に
出力する。そして、駆動回路(14)は、ＤＳＰ(18)からの
励磁電流信号に基づく励磁電流を対応する磁気軸受(6)
(7)(8)の電磁石(26)(27)(28)に供給し、これにより、回
転体(5)が所定の目標位置に非接触支持される。

【００３５】ＤＳＰ(18)は、また、モータ(10)に対する
回転数指令信号をインバータ(15)に出力し、インバータ
(15)は、この信号に基づいて、モータ(10)の回転数を制
御する。そして、その結果、回転体(5)が、磁気軸受(6)
(7)(8)により目標位置に非接触支持された状態で、モー
タ(10)により高速回転させられる。

【００３６】位置検出部(9)とセンサ回路(13)により、
回転体(5)の各制御軸方向の位置を検出する位置検出手
段が構成されている。また、コントローラ(2)のセンサ
回路(13)を除く部分により、センサ回路(13)からの位置
検出信号に基づいて各磁気軸受(6)(7)(8)の電磁石(26)
(27)(28)に供給する励磁電流を制御する電磁石制御手段
が構成されている。

【００３７】図４は、コントローラ(2)の構成のうち、
上側のラジアル磁気軸受(7)におけるＸ軸方向の１対の
ラジアル電磁石(27a)(27b)の制御に関する部分だけを示
したものである。次に、図４を参照して、コントローラ
(2)による上記の１対のラジアル電磁石(27a)(27b)の制
御について説明する。

【００３８】まず、センサ回路(13)は、上側のラジアル
位置センサユニット(24)のＸ軸方向の１対のラジアル位
置センサ(29a)(29b)のうちの一方の出力信号から他方の
出力信号を減算することにより、上側のラジアル磁気軸
受(7)の部分における回転体(5)のＸ軸方向の位置すなわ
ち目標位置に対する変位を求め、この変位に比例した変
位検出信号ΔＸを出力する。センサ回路(13)からの変位
検出信号ΔＸは、ＡＤ変換器(20)によりディジタル値に
変換されて、ＤＳＰ(18)に入力する。ＤＳＰ(18)は、変
位検出信号ΔＸに基づいて、たとえばＰＩＤ演算によ
り、電磁石(27a)(27b)に対する制御電流値Ｉcを演算
し、フラッシュメモリ(19)のテーブル(34)に記憶されて
いるバイアス電流値Ｉoと上記のように演算した制御電
流値Ｉcを加算し、その結果得られた値（Ｉo＋Ｉc）を
第１の励磁電流値としてＤＡ変換器(21)に出力するとと
もに、上記バイアス電流値Ｉoから上記制御電流値Ｉcを
減算し、その結果得られた値（Ｉo−Ｉc）を第２の励磁
電流値としてＤＡ変換器(21)に出力する。第１の励磁電
流値（Ｉo＋Ｉc）はＤＡ変換器(21)によりアナログ信号
に変換されて、第１の励磁電流信号（Ｉo＋Ｉc）として
磁気軸受駆動回路(14)の第１の電力増幅器(35)に供給さ
れ、第１の電力増幅器(35)は第１の励磁電流信号（Ｉo
＋Ｉc）を増幅し、これに比例する励磁電流を第１の電
磁石(27a)に供給する。第２の励磁電流値（Ｉo−Ｉc）
はＤＡ変換器(21)によりアナログ信号に変換されて、第
２の励磁電流信号（Ｉo−Ｉc）として磁気軸受駆動回路
(14)の第２の電力増幅器(36)に供給され、第２の電力増
幅器(36)は第２の励磁電流信号（Ｉo−Ｉc）を増幅し、
これに比例する励磁電流を第２の電磁石(27a)に供給す
る。その結果、回転体(5)の上側のラジアル磁気軸受(7)
の部分が、Ｘ軸方向の目標位置に支持される。

【００３９】図５は、図４に示されているコントローラ
(2)の部分において、上記のような通常の制御を行って
いるときのＤＳＰ(18)の動作を機能ブロックで表わした
ものである。このときは、ＤＳＰ(18)は、機能的には、
制御電流演算手段(37)および励磁電流演算手段(38)を備
えている。制御電流演算手段(37)は、センサ回路(13)か
らの変位検出信号ΔＸをＡＤ変換器(20)でディジタル化
した変位検出値ΔＸに基づいて、たとえばＰＩＤ演算に
より、電磁石(27a)(27b)に対する制御電流値Ｉcを演算
する。励磁電流演算手段(38)は、フラッシュメモリ(19)
のテーブル(34)に記憶されているバイアス電流値Ｉoと
上記のように演算した制御電流値Ｉcを加算し、その結
果得られた値（Ｉo＋Ｉc）を第１の励磁電流値としてＤ
Ａ変換器(21)に出力するとともに、上記バイアス電流値
Ｉoから上記制御電流値Ｉcを減算し、その結果得られた
値（Ｉo−Ｉc）を第２の励磁電流値としてＤＡ変換器(2
1)に出力する。

【００４０】上記の磁気軸受装置において、パソコン
(3)からの指令に基づいて、安定制御特性の自己診断が
行われる。次に、上側のラジアル磁気軸受(7)のＸ軸方
向の１対のラジアル電磁石(27a)(27b)の部分の自己診断
を行う場合を例にとって、ＤＳＰ(18)の動作について説
明する。

【００４１】自己診断を行う場合、設計上の固有振動
数、その他の種々の条件を考慮して、回転体(5)を加振
する周波数（加振周波数）を決定する。たとえば、前記
のように、設計上の固有振動数が１００Ｈｚであると
し、加振周波数を６０Ｈｚとする。そして、パソコン
(3)を用いて、フラッシュメモリ(19)の正弦波信号テー
ブル(32)の内容すなわち正弦波信号のデータを加振周波
数に対応したものに書き替える。

【００４２】一方、自己診断を行う前に、回転体(5)の
回転を停止した状態で、コントローラ(2)により磁気軸
受(6)(7)(8)を制御して、回転体(5)を目標位置に非接触
支持しておく。

【００４３】上記のような準備が終了したならば、パソ
コン(3)からコントローラ(2)に自己診断指令を出力す
る。すると、コントローラ(2)は、自己診断を開始す
る。図６は、図４に示されているコントローラ(2)の部
分において、自己診断を行うときのＤＳＰ(18)の動作を
機能ブロックで表わしたものであり、図５と同じ部分に
は同一の符号を付している。このときは、ＤＳＰ(18)
は、機能的には、制御電流演算手段(37)、加振手段を構
成する正弦波信号加算手段(39)、励磁電流演算手段(38)
および制御特性判定手段(40)を備えている。

【００４４】パソコン(3)から自己診断指令が出力され
ると、ＤＳＰ(18)において、制御電流演算手段(37)が制
御電流値Ｉcを演算して出力する度に、加算手段(39)
が、フラッシュメモリ(19)のテーブル(32)から正弦波信
号のデータＳを順に読み込み、これを制御電流演算手段
(37)からの制御電流値Ｉcに加算して、新たな制御電流
値Ｉcとし、これを励磁電流演算手段(38)に出力する。
そして、励磁電流演算手段(38)が、バイアス電流値Ｉo
に正弦波信号のデータＳを含む制御電流値Ｉcを加算し
た値（Ｉo＋Ｉc）を第１の励磁電流値としてＤＡ変換器
(21)に出力するとともに、バイアス電流値Ｉoから正弦
波信号のデータＳを含む制御電流値Ｉcを減算した値
（Ｉo−Ｉc）を第２の励磁電流値としてＤＡ変換器(21)
に出力する。このため、１対の電磁石(27a)(27b)に供給
される励磁電流は、通常の制御時の励磁電流に正弦波信
号が加算されたものとなり、この正弦波信号により、回
転体(5)がＸ軸方向に加振される。そして、このように
回転体(5)が加振されている間に、判定手段(40)が、Ｄ
ＳＰ(18)の入力信号であるＡＤ変換器(20)からの変位検
出値ΔＸとＤＳＰ(18)の出力信号の１つである励磁電流
演算回路(38)からの第１の励磁電流値（Ｉo＋Ｉc）の位
相差を求め、前記のように、この位相差と図１０に示す
ような関係から、減衰係数を求める。そして、この減衰
係数に基づいて、安定制御特性を判定する。あるいは、
求められた位相から直接減衰特性の良否を判定する。た
とえば、上記の場合、位相のしきい値を２〜３°とし、
求めた位相がこのしきい値より大きいときは、減衰特性
が良好であると判定する。

【００４５】磁気軸受(6)(7)(8)の他の各対の電磁石(2
6)(27)(28)についても、同様に、安定制御特性の自己診
断を行うことができる。

【００４６】コントローラ(2)は、必ずしもパソコンな
どのコンピュータに接続されなくてもよい。その場合、
望ましくは、コントローラ(2)に操作パネルとＬＣＤ
（液晶ディスプレイ）を設け、これらを使用してフラッ
シュメモリ(19)のテーブル(32)(33)(34)の内容の書き替
え、自己診断の指令などができるようにする。

【００４７】上記実施形態では、フラッシュメモリ(19)
のテーブル(32)に記憶されている正弦波信号のデータを
用いて、ＤＳＰ(18)の加算手段(39)により、回転体(5)
を加振しているが、加振手段として機械的な加振装置を
用いて回転体(5)を加振することも可能である。

【００４８】上記実施形態には、回転体(5)が固定部分
であるケーシング(4)の内側で回転するインナロータ型
の磁気軸受装置を示したが、この発明は、回転体が固定
部分の外側で回転するアウタロータ型の磁気軸受装置に
も適用できる。

【００４９】また、上記実施形態には、回転体(5)が鉛
直に支持される縦型の磁気軸受装置を示したが、この発
明は、回転体が水平に支持される横型の磁気軸受装置に
も適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の実施形態を示す磁気軸受装
置の機械的部分の主要部の縦断面図である。

【図２】図２は、同横断面図である。

【図３】図３は、同磁気軸受装置の電気的構成の１例を
示すブロック図である。

【図４】図４は、図３のコントローラの１対の電磁石に
関する部分を示すブロック図である。

【図５】図５は、通常の制御時における図４のＤＳＰの
部分の機能を示すブロック図である。

【図６】図６は、自己診断時における図４のＤＳＰの部
分の機能を示すブロック図である。

【図７】図７は、質量およびばね定数が一定で減衰係数
が変化するときのゲイン特性の１例を示す図である。

【図８】図８は、質量および減衰係数が一定でばね定数
が変化するときのゲイン特性の１例を示す図である。

【図９】図９は、質量および減衰係数が一定でばね定数
が変化するときの位相特性の１例を示す図である。

【図１０】図１０は、質量およびばね定数が一定で減衰
係数が変化するときの位相特性の１例を示す図である。

【符号の説明】

(2) コントローラ (5) 回転体 (6) アキシアル磁気軸受 (7)(8) ラジアル磁気軸受 (9) 位置検出部 (13) センサ回路 (18) ディジタル信号処理プロ
セッサ（ＤＳＰ） (19) フラッシュメモリ（不揮
発性記憶装置） (27a)(27b) ラジアル電磁石 (29a)(29b) ラジアル位置センサ (32) 正弦波信号テーブル (37) 制御電流演算手段 (38) 励磁電流演算手段 (39) 正弦波信号加算手段（加
振手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転体を１つの制御軸方向の両側から挟ん
   で前記制御軸方向の所定の目標位置に非接触支持する１
   対の電磁石と、前記回転体の前記制御軸方向の位置を検
   出する位置検出手段と、前記位置検出手段からの位置検
   出信号に基づいて前記１対の電磁石に供給する励磁電流
   を制御する電磁石制御手段とを備えている制御型磁気軸
   受装置において、 前記回転体を前記制御軸方向に１つの所定の周波数で加
   振する加振手段が設けられ、前記電磁石制御手段が、前
   記加振手段により前記回転体を加振したときの位相特性
   を測定し、この測定結果に基づいて制御特性を判定する
   制御特性判定手段を備えていることを特徴とする制御型
   磁気軸受装置。
2. 【請求項２】前記電磁石制御手段が、前記位置検出手段
   からの位置検出信号に基づいて前記１対の電磁石に対す
   る制御電流値を求め、一定のバイアス電流値に対して前
   記制御電流値を加算および減算した値を前記１対の電磁
   石に対する励磁電流値として出力するものであり、前記
   電磁石制御手段に、ソフトウェアプログラムが可能なデ
   ィジタル処理手段と、不揮発性記憶装置とが設けられ、
   前記不揮発性記憶装置に、正弦波信号のデータを記憶し
   た正弦波信号テーブルが設けられ、前記ディジタル処理
   手段に、前記正弦波信号テーブルのデータを前記制御電
   流値に加算することにより前記回転体を加振する前記加
   振手段が設けられていることを特徴とする請求項１の制
   御型磁気軸受装置。