JPS58108941A - 立軸電気機械における磁気軸受の励磁電流の制御方法 - Google Patents
立軸電気機械における磁気軸受の励磁電流の制御方法Info
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- JPS58108941A JPS58108941A JP56208634A JP20863481A JPS58108941A JP S58108941 A JPS58108941 A JP S58108941A JP 56208634 A JP56208634 A JP 56208634A JP 20863481 A JP20863481 A JP 20863481A JP S58108941 A JPS58108941 A JP S58108941A
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
-
- 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
- F16C32/0408—Passive magnetic bearings
-
- 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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- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/06—Relieving load on bearings using magnetic means
-
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
仁の発明は電気機械の回転子側に設けられ几回転部電気
機械の固定子１１に設けられた同定部とが互に対向して
配置され、前記−足部には吸引力を生ずる磁束を発生す
るための励磁巻線が設けられた車軸電気機械における磁
気軸受の励磁電流の制御方法に関する。
機械の固定子１１に設けられた同定部とが互に対向して
配置され、前記−足部には吸引力を生ずる磁束を発生す
るための励磁巻線が設けられた車軸電気機械における磁
気軸受の励磁電流の制御方法に関する。
この種の磁気軸受が電気機械の始動時の静止摩擦トルク
並びに定常運転時の軸受損失を低減して円滑な始動と運
転効率の向上に寄与することは公知である。また磁気軸
受Ｋｌｌ求される吸引力が始動時と定常運転時とでは異
なるため、励磁電流を２段階に切換制御し各段階におけ
る励磁電流を一定にすることも知られている。シタがっ
て定常運転時の軸受損笑を低減して運転効率を向上させ
るためには、水車を含む電気機械回転部が浮き上ること
のない範囲内で磁気軸受の吸引力をできるだけ増大し、
それによってスラスト軸受の荷重を軽減してこれを小形
化することが望ましい。しかし−万では水車に生ずる水
スラスト力は水車の負荷の変動に従って変動するから、
スラスト荷重に占める水スラスト力の比率が＾い場合に
は電気機械の運転条件によってスラスト荷重そのものが
変動することになる。今水車発電電動機の場合を例にと
って従来例による運転条件とスラスト荷重との関係を示
すと集１−の如くになる。即ち図に示す如く水スラスト
力Ｂは運転条件によって着しく変動し、特に始動時ある
いは負荷の遮断時には逆向きのスラスト力が生ずる。総
合スラスト力Ｃはこの水スラスト力Ｂに水車を含む電気
機械回転部の電量Ａｔ加えたものであるから、水車を含
む電気機械回転部が浮き上がることのないようにして運
転の安定性會確保するためｋは、逆向きのスラスト力が
最大になる負荷遮断時即ち第１図のＭ点にかいてもなお
スラスト軸受に正方向のスラスト荷重の残存することが
必要である。そのためには磁気軸受に要求される吸引力
りが、逆向きのスラスト力の最大となるＭ点におけるス
ラスト荷重をわずかに下まわることが必要である。その
結果在米のスラスト軸受におけるスラスト荷重Ｅａ総合
スラストカＣから磁気軸受の吸引力りを差引いたものに
等しくなシ、シたがって長時間にわたる定常運転時にお
けるスラスト軸受の荷重の総合スラスト力に対する比率
Ｂ／Ａ＋Ｂ即ちスラスト軸受の荷重負担率に一定の下限
値が存在したためスラスト軸受の荷重負担率を更に低減
してスラスト軸受を小形にしその摩擦損失を軽減して運
転効率の向上を計ることは不可能であった。
並びに定常運転時の軸受損失を低減して円滑な始動と運
転効率の向上に寄与することは公知である。また磁気軸
受Ｋｌｌ求される吸引力が始動時と定常運転時とでは異
なるため、励磁電流を２段階に切換制御し各段階におけ
る励磁電流を一定にすることも知られている。シタがっ
て定常運転時の軸受損笑を低減して運転効率を向上させ
るためには、水車を含む電気機械回転部が浮き上ること
のない範囲内で磁気軸受の吸引力をできるだけ増大し、
それによってスラスト軸受の荷重を軽減してこれを小形
化することが望ましい。しかし−万では水車に生ずる水
スラスト力は水車の負荷の変動に従って変動するから、
スラスト荷重に占める水スラスト力の比率が＾い場合に
は電気機械の運転条件によってスラスト荷重そのものが
変動することになる。今水車発電電動機の場合を例にと
って従来例による運転条件とスラスト荷重との関係を示
すと集１−の如くになる。即ち図に示す如く水スラスト
力Ｂは運転条件によって着しく変動し、特に始動時ある
いは負荷の遮断時には逆向きのスラスト力が生ずる。総
合スラスト力Ｃはこの水スラスト力Ｂに水車を含む電気
機械回転部の電量Ａｔ加えたものであるから、水車を含
む電気機械回転部が浮き上がることのないようにして運
転の安定性會確保するためｋは、逆向きのスラスト力が
最大になる負荷遮断時即ち第１図のＭ点にかいてもなお
スラスト軸受に正方向のスラスト荷重の残存することが
必要である。そのためには磁気軸受に要求される吸引力
りが、逆向きのスラスト力の最大となるＭ点におけるス
ラスト荷重をわずかに下まわることが必要である。その
結果在米のスラスト軸受におけるスラスト荷重Ｅａ総合
スラストカＣから磁気軸受の吸引力りを差引いたものに
等しくなシ、シたがって長時間にわたる定常運転時にお
けるスラスト軸受の荷重の総合スラスト力に対する比率
Ｂ／Ａ＋Ｂ即ちスラスト軸受の荷重負担率に一定の下限
値が存在したためスラスト軸受の荷重負担率を更に低減
してスラスト軸受を小形にしその摩擦損失を軽減して運
転効率の向上を計ることは不可能であった。
この発明は水車発電機において、水車の負荷変動に原因
する水スラストの変動に追従して、ス・ラスト荷重が常
に一定になる様に磁気軸受の吸引力を制御してスラスト
軸受には常に一定のしかも比較的軽荷重を負担させるよ
うにすることによってスラスト軸受を小形にしその摩擦
損失を軽減して運転効率の向上を計ることのできる磁気
軸受の励磁電流の制御方法ｔＩＩ供することを目的とす
る。
する水スラストの変動に追従して、ス・ラスト荷重が常
に一定になる様に磁気軸受の吸引力を制御してスラスト
軸受には常に一定のしかも比較的軽荷重を負担させるよ
うにすることによってスラスト軸受を小形にしその摩擦
損失を軽減して運転効率の向上を計ることのできる磁気
軸受の励磁電流の制御方法ｔＩＩ供することを目的とす
る。
前記の目的はこの発明によると菫記の装置において、水
車に生ずる水スラスト力の変動に応じて生ずるスラスト
荷重の変動を検出する九めの装置を電気機械のスラスト
軸受に設け、検出され九スラスト荷重ＯＲ前に対応して
得られる制御信号を介して前記磁気軸受の励磁電流を制
御することによって構成される。
車に生ずる水スラスト力の変動に応じて生ずるスラスト
荷重の変動を検出する九めの装置を電気機械のスラスト
軸受に設け、検出され九スラスト荷重ＯＲ前に対応して
得られる制御信号を介して前記磁気軸受の励磁電流を制
御することによって構成される。
第２図は本発明の実施例によるスラスト荷重と磁−気軸
受吸引力との関係図であって、Ｅ＝Ｃ−Ｄにおいて、水
スラスト力の変化に応じて変わる総合スラスト荷重ＣＫ
対応して磁気軸受吸引力りを制御してスラスト軸受荷重
Ｒ１が常に一１ｌ！になる様に運転される。Ｅの値は任
意に設定できる。次に次１ｉＫ表わされ九実施例にもと
づきこの発明の詳細な説明する。第３図は本発明の実施
例による磁気軸受の概略断面図である。第３図で磁気軸
受５はプラタン）１４ｔ−介して電気機械の固定子１１
１５に配置され励磁巻線１０１−備えた固定部と、前記
固定部と空隙を距て、電気機械の回転子１Ｉｌ１１６の
回転軸に配置された回転体６に対向するように構成され
る。スラスト軸受のスラストパット２は電気機械の回転
子＠１６に配置されるスラストランナ１に対向してブラ
ケット６に設けられた油槽４内に配置される。スラスト
パット２にはスラストパットとスラストランナ３との間
の油膜１１の圧力を検出するため開口１２が設けられ、
この開口１２は適当な伝送路１３を介して変換装置７に
連結される。変換装置７の出力端は磁気軸受５の励磁巻
線１０の電源９０制御装置８に接続される。
受吸引力との関係図であって、Ｅ＝Ｃ−Ｄにおいて、水
スラスト力の変化に応じて変わる総合スラスト荷重ＣＫ
対応して磁気軸受吸引力りを制御してスラスト軸受荷重
Ｒ１が常に一１ｌ！になる様に運転される。Ｅの値は任
意に設定できる。次に次１ｉＫ表わされ九実施例にもと
づきこの発明の詳細な説明する。第３図は本発明の実施
例による磁気軸受の概略断面図である。第３図で磁気軸
受５はプラタン）１４ｔ−介して電気機械の固定子１１
１５に配置され励磁巻線１０１−備えた固定部と、前記
固定部と空隙を距て、電気機械の回転子１Ｉｌ１１６の
回転軸に配置された回転体６に対向するように構成され
る。スラスト軸受のスラストパット２は電気機械の回転
子＠１６に配置されるスラストランナ１に対向してブラ
ケット６に設けられた油槽４内に配置される。スラスト
パット２にはスラストパットとスラストランナ３との間
の油膜１１の圧力を検出するため開口１２が設けられ、
この開口１２は適当な伝送路１３を介して変換装置７に
連結される。変換装置７の出力端は磁気軸受５の励磁巻
線１０の電源９０制御装置８に接続される。
今水車の負荷の変動によって過渡的に水スラスト力が増
大すると水車（＠示せず）を含む電気機械回転部全体が
押し下げられ、スラストランナ１とスラストパット２と
の間の油膜１１の圧力が上昇する。この油膜１１の圧力
や変化量ΔＰは開口１２によって検出され、伝送路１３
ｆ：通して変換装置７に送られる。こ＼で圧力信号扛電
流信号に変換されて制御装置８に送られ、この電流信号
によって電源９から磁気軸受５の励磁巻＠１０に供給さ
れる電流線、磁気軸受５の吸引力が増大してスラスト荷
重の増加分を吸収するように制御される・し７ｔがって
スラスト軸受の荷重は所定の値に保持される。
大すると水車（＠示せず）を含む電気機械回転部全体が
押し下げられ、スラストランナ１とスラストパット２と
の間の油膜１１の圧力が上昇する。この油膜１１の圧力
や変化量ΔＰは開口１２によって検出され、伝送路１３
ｆ：通して変換装置７に送られる。こ＼で圧力信号扛電
流信号に変換されて制御装置８に送られ、この電流信号
によって電源９から磁気軸受５の励磁巻＠１０に供給さ
れる電流線、磁気軸受５の吸引力が増大してスラスト荷
重の増加分を吸収するように制御される・し７ｔがって
スラスト軸受の荷重は所定の値に保持される。
水車に生ずるスラスト力が上向ｔｋＫ働らく場合は油膜
１１の圧力の変化量−ΔＰが検出されて。
１１の圧力の変化量−ΔＰが検出されて。
磁気軸受の吸引力が減少する方向にそ０励磁巻纏ｌＯに
供給される電流が制御されることは言うまでもない。
供給される電流が制御されることは言うまでもない。
−この発明の制御方法の別の実１／ＩＡＩＩ橡によれば
。
。
磁気軸受５の吸引力が常に全スラスト荷重を負担し、ス
ラスト軸受の荷重が零になるように磁気軸受の励磁電流
が制御される。この場合のスラスト軸受の荷重はたｙ停
止中の電気機械の重量に匹敵するもののみであるからス
ラスト軸受は看しく小形となる。その上運転中は油のか
きまぜ損失以外の１１１１１損失は生じないから、スラ
スト軸受の損失は激減し１′気機械の運転効率を更に向
上する。
ラスト軸受の荷重が零になるように磁気軸受の励磁電流
が制御される。この場合のスラスト軸受の荷重はたｙ停
止中の電気機械の重量に匹敵するもののみであるからス
ラスト軸受は看しく小形となる。その上運転中は油のか
きまぜ損失以外の１１１１１損失は生じないから、スラ
スト軸受の損失は激減し１′気機械の運転効率を更に向
上する。
以上の実施例においては、哀ラスト軸受の荷重の変ａｔ
検出するのにスラストランチとスラストバットとの閣の
油膜の圧力の変動を利用したが。
検出するのにスラストランチとスラストバットとの閣の
油膜の圧力の変動を利用したが。
ま九スラスト軸受の支持ばね３にたわみ針基しくにひず
み計を装置してスラスト軸受の荷重を検出し、変換装置
を介して磁気軸受の励磁電ｆＩｔを制御するようにして
も＾い。第４図は本発明の他の実施例によるものでひず
み針を検出装置として備えた磁気軸受の概略断面図であ
る。纂３図と同じ部品は同一番号を付しである。
み計を装置してスラスト軸受の荷重を検出し、変換装置
を介して磁気軸受の励磁電ｆＩｔを制御するようにして
も＾い。第４図は本発明の他の実施例によるものでひず
み針を検出装置として備えた磁気軸受の概略断面図であ
る。纂３図と同じ部品は同一番号を付しである。
本発明は以上に説明し九如く、その回転部が電気機械の
回転子１１に、その固定部が電気機械の固定子１１に位
置しかつ相互に対向して配置され、その固定部には吸引
力を生ずる磁束を発生するための励磁巻線が設けられた
車軸電気機械の磁気軸受の励磁電流の制御方法において
、水車に生ずる水スラスト力の変動に従って生ずるスラ
スト荷重の変動を検出する装置を電気機械のスラスト軸
受に設け、検出されたスラスト荷重の変動に対応して得
られる制御信号を介して前記磁気軸受の励磁電流を制御
することによって、水車の負荷変）ＩＫ起因する水スラ
ストの変動分を磁気軸受の吸引力によって吸収し、スラ
スト軸受Ｋａ常に一定のしかも比較的軽荷重を負担させ
ることにしてスラスト軸受を小形にし、その摩擦損失を
軽減して運転効率を向上させることのできる効果がある
。
回転子１１に、その固定部が電気機械の固定子１１に位
置しかつ相互に対向して配置され、その固定部には吸引
力を生ずる磁束を発生するための励磁巻線が設けられた
車軸電気機械の磁気軸受の励磁電流の制御方法において
、水車に生ずる水スラスト力の変動に従って生ずるスラ
スト荷重の変動を検出する装置を電気機械のスラスト軸
受に設け、検出されたスラスト荷重の変動に対応して得
られる制御信号を介して前記磁気軸受の励磁電流を制御
することによって、水車の負荷変）ＩＫ起因する水スラ
ストの変動分を磁気軸受の吸引力によって吸収し、スラ
スト軸受Ｋａ常に一定のしかも比較的軽荷重を負担させ
ることにしてスラスト軸受を小形にし、その摩擦損失を
軽減して運転効率を向上させることのできる効果がある
。
第１図４ＩＥ米例によるスラスト荷重と磁気軸受吸引力
との関係図、１１２図は本発明によるスラスト荷重と磁
気軸受吸引力との関係図、第３図は本柘明の実施例によ
る油膜の圧力の変化を検出して制御する磁気軸受を備え
た概略断ａｍ、第４図は本発明の他の実施例によるひず
み針を備えた磁気軸受の概略断面図である。 １・・・ｘ５スト２ン？、２・・・スラストバット。 ３・・・スラスト軸受支持ばね、５・・・磁気軸受、６
・・・磁気軸受吸引板、７・・・変換装置、８・・・電
源制御装置、９・・・電源、１０・・・励磁巻線、１１
・・・油膜。 １２・・・開０．１３・・・伝送路、１４・・・ブラケ
ット。 １５・・・電気機械の固定子側、１６・・・電気機械の
回転子１１ｉｉｌ、１７・・・ひずみ針。
との関係図、１１２図は本発明によるスラスト荷重と磁
気軸受吸引力との関係図、第３図は本柘明の実施例によ
る油膜の圧力の変化を検出して制御する磁気軸受を備え
た概略断ａｍ、第４図は本発明の他の実施例によるひず
み針を備えた磁気軸受の概略断面図である。 １・・・ｘ５スト２ン？、２・・・スラストバット。 ３・・・スラスト軸受支持ばね、５・・・磁気軸受、６
・・・磁気軸受吸引板、７・・・変換装置、８・・・電
源制御装置、９・・・電源、１０・・・励磁巻線、１１
・・・油膜。 １２・・・開０．１３・・・伝送路、１４・・・ブラケ
ット。 １５・・・電気機械の固定子側、１６・・・電気機械の
回転子１１ｉｉｌ、１７・・・ひずみ針。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ）電気機械の回転子側に設けられた回転部と電気機械
の固定子１１に設けられた固定部とが互に対向して配置
され、前記固定部には吸引力を生ンる磁束を発生するた
めの励磁巻縮が設けられた車軸電気機械における磁気軸
受において、水車に生ずる水スラスト力に従って生ずる
スラスト荷重の変ｊＩｔＩｔ−検出する装置を設け、こ
の検出装置によって検出されたスラスト荷重の変ｍｌ！
ＩＫ応じてスラスト荷重を一定にする様に励磁電流を制
御することを特徴とする車軸電気機械における磁気軸受
の励磁電流の制御方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の制御方法において、
スラスト荷重の変動をスラストバットとスラストランナ
との間の油膜の圧力の変化として取９出す仁とを特徴と
する車軸電気機械における磁気軸受の励磁電流の制御方
法。 ３）特許請求の範囲ｌ１１ｆｔＫ記載の制御方法におい
て、スラスト荷重の変動を軸受支持ばねのひずみ量或い
は良かみ愈として検出することを特徴とする車軸電気機
械における磁気軸受の励磁電流の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56208634A JPS58108941A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 立軸電気機械における磁気軸受の励磁電流の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56208634A JPS58108941A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 立軸電気機械における磁気軸受の励磁電流の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58108941A true JPS58108941A (ja) | 1983-06-29 |
Family
ID=16559475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56208634A Pending JPS58108941A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 立軸電気機械における磁気軸受の励磁電流の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58108941A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6166541A (ja) * | 1984-09-08 | 1986-04-05 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 制御式ラジアル磁気軸受装置 |
| JPH0378598A (ja) * | 1989-08-22 | 1991-04-03 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 冷凍機用圧縮機 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5331049A (en) * | 1976-09-03 | 1978-03-23 | Fuji Electric Co Ltd | Magnetic bearing |
-
1981
- 1981-12-23 JP JP56208634A patent/JPS58108941A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5331049A (en) * | 1976-09-03 | 1978-03-23 | Fuji Electric Co Ltd | Magnetic bearing |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6166541A (ja) * | 1984-09-08 | 1986-04-05 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 制御式ラジアル磁気軸受装置 |
| JPH0232868B2 (ja) * | 1984-09-08 | 1990-07-24 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | |
| JPH0378598A (ja) * | 1989-08-22 | 1991-04-03 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 冷凍機用圧縮機 |
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