JPS59500979A - 回転子用磁気支承装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 回転子用磁気支承装置 本発明は軸の周りで回転する回転子に用いられる磁気支承装置であって回転軸の 方向で相い対して配設された２つの軸受部分を有し、回転軸に対して垂直な２つ の方向に対して、その回転軸の瞬時位置の、設定位置からの並進的な偏差を検出 し、かつ磁気力の制御によって調整し、かつその他に回転子の傾斜運動を、回転 軸に対して垂直な両方向に平行な回転軸の周って検出し、これらの軸の周りで復 帰モーメントを発生し、その場合章動運動周波数を減衰する付加的な切換装置が 設けられて℃・る、磁気支承装置に関する。

前述の特徴を有する磁気支承装置は例えばｌ゛イソ連邦共和国特許出願公告第２ ２６３０９６号公報によって公知である。その第６図によれば、回転子の並進的 なふれな℃・し変位を調整する信号の他に、和形成および差形成によって、傾き な℃・しふれの運動の制御調整に用℃・られる“傾き表示信号°°を形成してい る。この°“傾き表示信号°°に対しては、章動運動周波数を減衰するために大 きな位相なし・し角度偏差を強調する非常に広帯域の増幅器が必要である。これ を回避するために、第４図、第６図および第７図につき、比較的狭帯域の増幅器 で章動運動周波数を減衰できるようにする手段が記載されて℃・る。然るにここ でもまた斯様な結果に到達するには、複雑な回路装置が必要である。

本発明の基礎とする課題は、回転子の章動運動の減衰を、簡単な付加装置を用い て従来のものよりも効率よく達成することである。本発明によればこの課題は、 調整チャネルの間にそれぞれ１つの交差結合増幅器を有する交差結合アームを挿 入接続し、交差結合されたモーメントＭを発生する増幅率の極性はその都度、相 応する軸のこま運動トルクＭＨで生ずる角運動量Ｈの極性とは反対になるように したことによって解決される。

回転子の章動運動を、非常に簡単な装置を用いて減衰し、ひいては゛傾き表示信 号゛°に対する（狭帯域）増幅器を簡単に構成した際の磁気支承装置に対する省 エネルギー効果が生ずることの他に、付加的に、ジャイロスタット即ち高速で回 転する回転子が組込まれた被覆体の高い周波数の固有振動（章動運動）が減衰さ れることによって、この包被体は（受動的に）安定化される。

例えば本発明を、はずみ車で安定化された人工衛星に利用すると有利である。そ れはその場合人工衛星に生ずることがある章動運動が減衰されかつ励振されるこ とはな（・からである。そのような不都合な運動が起これば場合によっては人工 衛生からの通信に障害を発生することになる。

次に本発明を図示の実施例につき説明する。

第１図は磁気支承された回転子を原理図で示し、第２図は本発明による交差結合 装置を有しかつ傾きないしふれの振動を制御調整する制御調整回路を示し、第３ 図は傾きないしふれの調整用の両制御調整回路を制御調整技術的に示す。

第１図におし・て１は回転子を示し、２は回転子の軸を示す。回転子１は２つの 磁気支承装置部分３と４で磁気支承されて℃・る。これらの磁気支承装置部分３ と４のうちでそれぞれ支承方法が１つの面でだけ示されている。相応する支承方 法は紙面に垂直な面で回転子軸５の設定位置によって与えられるべきである。

それぞれの磁気支承装置部分は固定子に設けら土１だ電磁石６ａおよび６ｂと７ ａおよび７ｂとを有し、またセッサ８ａおよび８ｂと９ａおよび９ｂとを有する 。

相応する電磁石６Ｃと６ｄまたは７Ｃと７ｄ、ならひにセッサ８ｃと８ｄまたは ９Ｃと９ｄはこれに垂直な面に設けられて℃・る。

すべてのセンサ８と９は調整器１０に接続されており、調整器１０自体は電磁石 ６と７に接続されておりかつこれらを制御する。

第２図にお℃・てセッサ８ａ〜８ｄと９ａ〜９ｄと電磁石６ａ〜６ｄと７ａ〜７ ｄがブロックで示されている。それぞれ２つの対向して設けられたセッサ８ａと Ｂｂ、ｓｃと３ｄ、９ａと９ｂ、および９ｃと９ｄは増幅器２０ａと２０ｂまた は２］ａと２１ｂを介して、それらの出力信号が、回転子の設定位置で０になり 、かつ回転子の設定位置からのずれの増加と共に増加するように、まとめられて 見・る。その場合出力信号の符号はずれの方向を示す。それぞれ１つの面のセン サから導出される増幅器２０ａと２１８または２０ｂと２１ｂの出力信号はイン パーク２２および２３と増幅器２４および２５とを介してまとめられ、その結果 として生ずる出力信号は２つの面ψ８またはψアに対しての傾斜角度に関する基 準量を示す。これらの信号は、あまり広帯域である必要はない位相ないし角度偏 差を強調する調整増幅器２６または２７と増幅器３４および３５とを介して、電 磁石６ａと６ｂ、または６ｃと６ｄには直接に、かつ７ａと７ｂ、または７Ｃと ７ｄには反転されて（インバータ３２または３３）、供給される。これによって 傾きないしふれを有する軸の周りでモーメントが回転子に加わり、かつ回転子は 設定位置に復帰する。

また本発明において交差結合アームが設けられており、この交差結合アームによ って調整増幅器２６または２７の出力信号はそれぞれ他のチャネルの増幅器３４ または３５に供給される。これらのアームに比例増幅器２８と２９が挿入接続さ れている。

前述のように交差結合アームによって、回転子の章動と同時に回転子の収容体例 えば人工衛星の章動も阻止される。

調整増幅器２８と２９の出力信号の極性は第３図の調整回路に示されている。こ の場合ＭｘはＸ−軸の周りの妨害モーメント、Ｍｙはｙ−軸の周りの妨害モーメ ントを示し、これらの妨害モーメントは、慣性モーメントＪによって傾きないし ふれを有する軸の周りで傾斜角度ψ工またはψアを発生する。回転子の角運動量 ■（に係る自由度をダイナミック結合することによって、その都度他の調整回路 にこま運動トルクＭＨが生ずる。

伝達関数ｆ、（ｓ）を有する調整増幅器２６と２７は傾きないしふれの角度から 復帰モーメントＭｆを発生する。

また調整増幅器２８と２９が挿入接続されており、それらの調整増幅器は比例増 幅率ｇて作動されかつその都度交差結合モーメン）Ｍを発生する。この交差結合 モーメントを発生する交差結合増幅器の増幅率の極性は、その都度、相応する軸 のこま運動トルクＭＨで牛する角運動量Ｈの極性とは反対になる。

このような装置によって、比較的小さな帯域幅を有しひいてはダイナミックな増 幅率上昇の比較的小さな調整増幅器２６と２７を構成することがてきる。これは 増幅されたセンサのノイズによっては電磁石があまり負荷されな℃・、即ちオー ・ζ−ロードの危険が減少しかつ電力が節約されることを意味する。

ＯｆＤ　口　、０　０　−〇　〇　ｕ ■　■　さ　ｔ’−■　Ｏさ　さ 画　潔　調　審　報　告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　軸の周りで回転する回転子に用（・られる磁気支承装置であって回転軸の方 向で相対して配設された２つの軸受部分を有し、前記回転軸に対して垂直な２つ の方向に対して、前記回転軸の瞬時位置の、設定位置からの並進的な偏差を検出 し、前記偏差を磁気力の制御によって調整し、かつ回転軸に対して垂直な両方向 に平行な軸線の周りでの回転子の傾きな℃・しふれ運動を検出し、かつ２つの調 整増幅器を有する調整チャネルを介して前記軸線の周りで復帰モーメントを発生 し、その場合章動運動周波数を減衰する付加的な切換装置が設けられて（・る、 磁気支承装置において、調整チャネル（２６または２７）の間にそれぞれ１つの 交差結合増幅器（２８または２９）を有する交差結合アームを挿入接続し、モー メントＭを発生する前記交差結合増幅器の交差結合増幅率の極性はその都度、相 応する軸のこま運動トルクＭＨで生ずる角運動量Ｈの極性とは反対になることを 特徴とする磁気支承装置。 ２　交差結合増幅器（２８，２９）は比例増幅器である請求の範囲第１項記載の 磁気支承装置。 ３　はすみ車で安定化された人工衛星の、はずみ車の支承装置として用℃・られ る請求の範囲第１項または第２項に記載の磁気支承装置。 、４　それぞれの調整増幅器（２６または２７）の出力側を、それぞれ１つの交 差結合増幅器（２８または２９）を介して他方の調整増幅器（２７または２６） の出力側に接続した請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の磁気支承 装置。 ｌ