JPS5937322A - 磁気軸受装置の制御装置 - Google Patents
磁気軸受装置の制御装置Info
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- JPS5937322A JPS5937322A JP14737282A JP14737282A JPS5937322A JP S5937322 A JPS5937322 A JP S5937322A JP 14737282 A JP14737282 A JP 14737282A JP 14737282 A JP14737282 A JP 14737282A JP S5937322 A JPS5937322 A JP S5937322A
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- JP
- Japan
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- value
- initial
- shaft
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- Granted
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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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
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】
本発明は、磁気軸受装置における電磁石の励磁を調整す
るだめの制御装置に関するものである。
るだめの制御装置に関するものである。
従来の磁気軸受装置とその制御装置は第１図お（２）
よび第２図に示すように１回転軸／の外周面に空隙を介
して磁極面を対向させたλ対の電磁石２ａ。
して磁極面を対向させたλ対の電磁石２ａ。
２＋３ 、２ｃ 、 、ｌ ｄを設け、その／対の電磁
石２ａ。
石２ａ。
２ ＋３を回転軸心に直角’＆ Ｘ ｉｌｌ＋ Ｊ二に
対称的に配置し。
対称的に配置し。
他の／苅の電磁石、２Ｃ，，２１１を前記Ｘ軸と９θ０
異なるＹ軸」二に同様に配置するとともに、前記電磁石
の各列に対応して電磁石に近接させ中心をそれぞれＸ軸
とＹ軸上に設けた変位検出器３Ｘ、 ３７をそなえてお
り、この２個の変位検出器の検出値ａ、ａをそれぞれ変
位基準設定器グの変位基準値Ｓと比１咬器ｊ−ｊで比較
し、その出力Ｆｉｂ−ｂを位相制御装置乙・乙′に変位
修正指令値として与え。
異なるＹ軸」二に同様に配置するとともに、前記電磁石
の各列に対応して電磁石に近接させ中心をそれぞれＸ軸
とＹ軸上に設けた変位検出器３Ｘ、 ３７をそなえてお
り、この２個の変位検出器の検出値ａ、ａをそれぞれ変
位基準設定器グの変位基準値Ｓと比１咬器ｊ−ｊで比較
し、その出力Ｆｉｂ−ｂを位相制御装置乙・乙′に変位
修正指令値として与え。
励磁装置７・７を介して、前記各列の電磁石２ａ。
２ｂ、２ｃ、２ｄのコイルを各列ごとに一方の励磁を強
め、他方を弱めて変位検出器の検出値ａ。
め、他方を弱めて変位検出器の検出値ａ。
ａが変位基準値Ｓと等しくなるように励磁させる。
しかし、変位基準値Ｓは、変位検出器３Ｘ、３／と回転
軸ｌとの基準空隙に対応するものであるが。
軸ｌとの基準空隙に対応するものであるが。
回転軸／は工作」二の粘度や傷などにより真円でなく、
また、変位検出器３Ｘ、３ｙにも電気的ノイ（３） ズがあるため１回転軸ｌが中心位置に保持されている状
態であ−ても、変位検出器の検出値ａ、ａ’は一定でな
く、たとえば第３図に示゛すように７回転を周期として
同一形状の波形になり、変位基準値Ｓとの差を生じ、比
較器の出力ｂ−ｂが偏心として判定され、電磁石の励磁
修正指令を出力させることになり、真の軸中心位置を振
動させる。また、傷などにより比較器出力にピークｐが
あると。
また、変位検出器３Ｘ、３ｙにも電気的ノイ（３） ズがあるため１回転軸ｌが中心位置に保持されている状
態であ−ても、変位検出器の検出値ａ、ａ’は一定でな
く、たとえば第３図に示゛すように７回転を周期として
同一形状の波形になり、変位基準値Ｓとの差を生じ、比
較器の出力ｂ−ｂが偏心として判定され、電磁石の励磁
修正指令を出力させることになり、真の軸中心位置を振
動させる。また、傷などにより比較器出力にピークｐが
あると。
急激な修正指令が出力されるため軸に衝撃を与える。こ
のような不要な修正は１位相制御装置６・乙のゲインを
上げて制御の応答を速くするほど増幅され、磁気軸受装
置の運転の安定性を害する。
のような不要な修正は１位相制御装置６・乙のゲインを
上げて制御の応答を速くするほど増幅され、磁気軸受装
置の運転の安定性を害する。
なお、このような７回転ごとに繰り返される定常的な励
磁電流の変動を抑えるため、ローパスフィルターを挿入
してノイズを除く方法もあるが、フィルターの通過帯域
が大きく応答性を低下させる欠点がある。
磁電流の変動を抑えるため、ローパスフィルターを挿入
してノイズを除く方法もあるが、フィルターの通過帯域
が大きく応答性を低下させる欠点がある。
□ 本発明はこのような欠点をなくすようにしたもの
で、第を図の実施例において第２図と同一部分に同じ符
号を付しており、ざは軸／の円周方向の位置を検出する
角位置検出器で、軸／の回転中の円周方向位置を示すパ
ルス信号Ｃをカウンターソに出力し、カウンタータは基
準点からの軸／の回転角付１ｉｌＩをカウントし、角位
置区分信号を出力する。この実施例では７回転をｇ個の
角位置に区分している。記憶袋ｆｉｆｆ ／θ・／θに
は後述するように、あらかじめ変位基準値および軸の加
工精度やイ」質の不均一、傷などのデータｃ以下初期変
位値という）を記憶させておき。
で、第を図の実施例において第２図と同一部分に同じ符
号を付しており、ざは軸／の円周方向の位置を検出する
角位置検出器で、軸／の回転中の円周方向位置を示すパ
ルス信号Ｃをカウンターソに出力し、カウンタータは基
準点からの軸／の回転角付１ｉｌＩをカウントし、角位
置区分信号を出力する。この実施例では７回転をｇ個の
角位置に区分している。記憶袋ｆｉｆｆ ／θ・／θに
は後述するように、あらかじめ変位基準値および軸の加
工精度やイ」質の不均一、傷などのデータｃ以下初期変
位値という）を記憶させておき。
カウンター９からの角位置区分に対応して記憶内容をＤ
／Ａ変換器ｌ／・／／を介してアナ口！ ゲに変換した出力ｅを化較畷、ｓ−ｓに与えている。１
２・／２はローパスフィルター、／３はリフレッシュ指
令ｇで動作するリフレッシュコントローラ、／ｌ・／弘
はＡ ／ Ｄ変換器、／３・／ ３’は切換装置で、変
位検出器３Ｘ・３ｙの検出値ａ −ａ’をそれぞれＡｌ
１）変換器／４／−・／ｌおよび切換装置ｉ！？ ／
５・／ ３’を介して記憶装置／θ・１０′に与えるよ
うにしである。
／Ａ変換器ｌ／・／／を介してアナ口！ ゲに変換した出力ｅを化較畷、ｓ−ｓに与えている。１
２・／２はローパスフィルター、／３はリフレッシュ指
令ｇで動作するリフレッシュコントローラ、／ｌ・／弘
はＡ ／ Ｄ変換器、／３・／ ３’は切換装置で、変
位検出器３Ｘ・３ｙの検出値ａ −ａ’をそれぞれＡｌ
１）変換器／４／−・／ｌおよび切換装置ｉ！？ ／
５・／ ３’を介して記憶装置／θ・１０′に与えるよ
うにしである。
なお、第３図および？４ｊ図は回転軸／の初期（３）
変位置があり実際の軸変位がない場合の各部の特性曲線
で説明のため変位置を過大に示しである。
で説明のため変位置を過大に示しである。
変位検出器３Ｘ、３ｙで検出された変位検出値ａ、ａは
Ｄ／Ａ変換器／ｌ・／／からの初期変位値に対する出力
ｅと比較器ｊ−ｊで比較され、角位置区分毎の変位出力
ｆをローパスフィルター２・／２′を介して位相制御装
置乙・６′に変位修正指令入力として与え、励磁装置７
・７により電磁石、２ａ、２ｂおよび、ｌ ｃ 、 ２
．、、ｄの各コイルを変位検出値ａ、、 ａが初期変位
置、に対応する出力Ｃと等しくなるように励磁する。
Ｄ／Ａ変換器／ｌ・／／からの初期変位値に対する出力
ｅと比較器ｊ−ｊで比較され、角位置区分毎の変位出力
ｆをローパスフィルター２・／２′を介して位相制御装
置乙・６′に変位修正指令入力として与え、励磁装置７
・７により電磁石、２ａ、２ｂおよび、ｌ ｃ 、 ２
．、、ｄの各コイルを変位検出値ａ、、 ａが初期変位
置、に対応する出力Ｃと等しくなるように励磁する。
運転当初における初期変位−の設定および軸の運転によ
って生じる熱や長期間の運転により。
って生じる熱や長期間の運転により。
初期変位値の校正、変更が必要になった時は。
リフレッシュコントローラー３にリフレッシユｔＷ令ｇ
を与えると、リフレッシュコントローラ１３から位相制
御装置、６・ｔ′にゲイン下げ信号ｊが出力され１位相
制御装置のゲインを下限（乙） これを確認して記憶装置／θ・／θに書き込みモードへ
の切り替え指令りを出力し、記憶されている初期変位値
あ書き換え準備を行な−たのち、１叩換装置／３−／３
を閉路させる。したがって、、変位検出器３Ｘ・３ｙの
検出値はカラン！−２から出力する軸ｌの角位置に対応
してＡｌ１）変換器／ｌ・／グでデジタル化されて記憶
装置ｌθ・ｌθにそれぞれ入力され、記憶データを書き
かえる。１回転分のデータを書きかえると、リフレッシ
ュコントローラー３からの切り換え指令１１を消去して
記憶装置／θ・／θ、を読み出し、モードへ復帰させ、
同時に切換装置１、り・／ｌを開路する。またゲイン下
げ信号ｊを切り２位相制御装置のゲインを正規の運転状
態に復させる。
を与えると、リフレッシュコントローラ１３から位相制
御装置、６・ｔ′にゲイン下げ信号ｊが出力され１位相
制御装置のゲインを下限（乙） これを確認して記憶装置／θ・／θに書き込みモードへ
の切り替え指令りを出力し、記憶されている初期変位値
あ書き換え準備を行な−たのち、１叩換装置／３−／３
を閉路させる。したがって、、変位検出器３Ｘ・３ｙの
検出値はカラン！−２から出力する軸ｌの角位置に対応
してＡｌ１）変換器／ｌ・／グでデジタル化されて記憶
装置ｌθ・ｌθにそれぞれ入力され、記憶データを書き
かえる。１回転分のデータを書きかえると、リフレッシ
ュコントローラー３からの切り換え指令１１を消去して
記憶装置／θ・／θ、を読み出し、モードへ復帰させ、
同時に切換装置１、り・／ｌを開路する。またゲイン下
げ信号ｊを切り２位相制御装置のゲインを正規の運転状
態に復させる。
このように９本発明は９回転軸の角位置を検、出して、
各角位置区分ごとにあらかじめ記憶させた塑期変位値と
、その区分の変位検出値とを比較するようにしであるか
ら、工作粘度などに（７） 磁装置が影響をうけるととがなく、軸の傷などによる変
位検出値のピークもあらかじめ初期変位値として記憶さ
せておけば、軸に６える衝撃をなくすことができ、初期
変位値を越えた変位量によってのみ修正が行なわれ、過
度の修正による振動をなくすことができる。
各角位置区分ごとにあらかじめ記憶させた塑期変位値と
、その区分の変位検出値とを比較するようにしであるか
ら、工作粘度などに（７） 磁装置が影響をうけるととがなく、軸の傷などによる変
位検出値のピークもあらかじめ初期変位値として記憶さ
せておけば、軸に６える衝撃をなくすことができ、初期
変位値を越えた変位量によってのみ修正が行なわれ、過
度の修正による振動をなくすことができる。
捷だ、比較器出力は角位置検出器からのパルス信号に応
じて区分された範囲で、変位検出値と初期変位値との比
較を行なうので、出力信号の波高値が低くなりローパス
フィルタによる応答性のおくれを実用上無視でき、制御
装置のゲインを高くすることが可ｆＩＬになり、制御性
の向上と安定性を保つことができ、初期変位値の設定、
修正も容易に行なうことができる。
じて区分された範囲で、変位検出値と初期変位値との比
較を行なうので、出力信号の波高値が低くなりローパス
フィルタによる応答性のおくれを実用上無視でき、制御
装置のゲインを高くすることが可ｆＩＬになり、制御性
の向上と安定性を保つことができ、初期変位値の設定、
修正も容易に行なうことができる。
なお１回転軸の加工精度や材質の不均一性を厳密に保持
しなくても良好な軸受保持ができるので。
しなくても良好な軸受保持ができるので。
加工精度不良や材質欠陥などによる不良軸を減少させ、
省資源面にも有効である。
省資源面にも有効である。
この磁気軸受の制御装置はスラスト軸受にも適用できる
ことは明らかである。
ことは明らかである。
第１図は磁気軸受装置ｉｌｔにおける電磁石の削置図。
第２図は従来の（１１コ搬１１装置１ｑの例を示すブロ
ック図。 第３図は各部の出力特性例、第グ図は本発明の実施例を
示すブｒｌツク図、第ｊ図は本発明における各部分の出
力９、ｌｒ性例を示す１、 ／は軸、 ２ａ、 ２＋１．ａ２（’ｚ ２（ｌは電磁
石。 ３Ｘ、３ｙは変位検出器、グは変位基準値設定器。 ５・汐は比１１咬’ＡＩ’ｊ、６・乙は４７７４１１制
御装置、７・ゲは励磁装ＭＱ、Ｉは角付ｉｉ’ｌＩ′検
出器、９はカウンター。 ／θ・／θは記ｔ（Ｉ装置、／／・／／はＤ／Ａ変換に
、／２・７．２はローパスフィルター、／３ｔｄリフレ
ッシュコントローラ、／ｌ・／グ’ハＡ ／ Ｄ 変換
器、／３・７５′はり換装置１′？である。 第１ 図 第３ 間第 ２ 図 ａ ３＞ ２ｄ 。 、≧１゜ ３χ ７ も Ｓ σ
ック図。 第３図は各部の出力特性例、第グ図は本発明の実施例を
示すブｒｌツク図、第ｊ図は本発明における各部分の出
力９、ｌｒ性例を示す１、 ／は軸、 ２ａ、 ２＋１．ａ２（’ｚ ２（ｌは電磁
石。 ３Ｘ、３ｙは変位検出器、グは変位基準値設定器。 ５・汐は比１１咬’ＡＩ’ｊ、６・乙は４７７４１１制
御装置、７・ゲは励磁装ＭＱ、Ｉは角付ｉｉ’ｌＩ′検
出器、９はカウンター。 ／θ・／θは記ｔ（Ｉ装置、／／・／／はＤ／Ａ変換に
、／２・７．２はローパスフィルター、／３ｔｄリフレ
ッシュコントローラ、／ｌ・／グ’ハＡ ／ Ｄ 変換
器、／３・７５′はり換装置１′？である。 第１ 図 第３ 間第 ２ 図 ａ ３＞ ２ｄ 。 、≧１゜ ３χ ７ も Ｓ σ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転軸の変位を検出する変位検出器の検出値と、変
位基準値とを比較して、軸の変位を修正するようにした
磁気軸受装置において１回転軸の角位置検出器と、軸の
加工誤差などによる初期変位値をあらかじめ記憶する記
憶装置とをそなえ、角位置検出器によ−て分割された角
位置区分ごとに変位検出値と初期変位値とを比較して軸
位置を修正することを特徴とする磁気軸受装置の制御装
置。 ２ 前記記憶装置が、変位検出器の検出値をＮの変換器
を介して初期変位値として書き込むようにした特許請求
の範囲第１項記載の磁気軸受装置の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14737282A JPS5937322A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 磁気軸受装置の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14737282A JPS5937322A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 磁気軸受装置の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5937322A true JPS5937322A (ja) | 1984-02-29 |
| JPS6335849B2 JPS6335849B2 (ja) | 1988-07-18 |
Family
ID=15428738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14737282A Granted JPS5937322A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 磁気軸受装置の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5937322A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60215119A (ja) * | 1984-03-26 | 1985-10-28 | ソシエテ・ユーロペーヌ・ドウ・プロプルジオン | 補償装置 |
| US4795927A (en) * | 1986-05-02 | 1989-01-03 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Control system for a magnetic type bearing |
| US4976177A (en) * | 1986-11-13 | 1990-12-11 | S.A.: Societe Europeenne De Propulsion | Workpiece-carrier spindle assembly having magnetic bearings, and a device implementing such an assembly for a very high precision machine tool |
| US5013987A (en) * | 1989-07-18 | 1991-05-07 | Seiko Instruments Inc. | Control system for magnetic bearing |
| US5247219A (en) * | 1991-06-27 | 1993-09-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Control apparatus of magnetic bearing |
-
1982
- 1982-08-23 JP JP14737282A patent/JPS5937322A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60215119A (ja) * | 1984-03-26 | 1985-10-28 | ソシエテ・ユーロペーヌ・ドウ・プロプルジオン | 補償装置 |
| JPH0155805B2 (ja) * | 1984-03-26 | 1989-11-27 | Yuuropeenu Do Puropuyurushion Soc | |
| US4795927A (en) * | 1986-05-02 | 1989-01-03 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Control system for a magnetic type bearing |
| US4976177A (en) * | 1986-11-13 | 1990-12-11 | S.A.: Societe Europeenne De Propulsion | Workpiece-carrier spindle assembly having magnetic bearings, and a device implementing such an assembly for a very high precision machine tool |
| US5013987A (en) * | 1989-07-18 | 1991-05-07 | Seiko Instruments Inc. | Control system for magnetic bearing |
| US5247219A (en) * | 1991-06-27 | 1993-09-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Control apparatus of magnetic bearing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6335849B2 (ja) | 1988-07-18 |
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