JPS59731B2 - 磁気軸受支持回転体の共振回避方法 - Google Patents
磁気軸受支持回転体の共振回避方法Info
- Publication number
- JPS59731B2 JPS59731B2 JP12810080A JP12810080A JPS59731B2 JP S59731 B2 JPS59731 B2 JP S59731B2 JP 12810080 A JP12810080 A JP 12810080A JP 12810080 A JP12810080 A JP 12810080A JP S59731 B2 JPS59731 B2 JP S59731B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- rotor
- resonance
- magnetic bearing
- electromagnetic coils
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- F16C32/0459—Details of the magnetic circuit
- F16C32/0461—Details of the magnetic circuit of stationary parts of the magnetic circuit
- F16C32/0465—Details of the magnetic circuit of stationary parts of the magnetic circuit with permanent magnets provided in the magnetic circuit of the electromagnets
-
- 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
- F16C32/0474—Active magnetic bearings for rotary movement
- F16C32/0476—Active magnetic bearings for rotary movement with active support of one degree of freedom, e.g. axial magnetic bearings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、磁気力により支持回転体を非接触で浮遊させ
る磁気軸受に於いて、支持回転体の共振を回避する方法
に関するものである。
る磁気軸受に於いて、支持回転体の共振を回避する方法
に関するものである。
３０磁気軸受とは、回転している物体を支持する力と
して磁気力を利用した軸受であつて、摩耗、疲労による
寿命の制限がないこと、摩擦トルクが極めて小さいこと
、真空、高温、低温等の特殊な環境に対する適合性が優
れていること等の著しい特 ３５色がみられる。然しな
がらこの磁気軸受は回転体を有する関係上、回転体特有
の所謂振れ廻りと称する共振現象が或る角周波数領域に
於いて存在する。
して磁気力を利用した軸受であつて、摩耗、疲労による
寿命の制限がないこと、摩擦トルクが極めて小さいこと
、真空、高温、低温等の特殊な環境に対する適合性が優
れていること等の著しい特 ３５色がみられる。然しな
がらこの磁気軸受は回転体を有する関係上、回転体特有
の所謂振れ廻りと称する共振現象が或る角周波数領域に
於いて存在する。
この共振現象には２種類あつて、ロータ部の重心がステ
ータ軸心から離れて回転し、ロータ軸はステータ軸と平
行のまま円筒状の軌跡を画くシリンドリカルな振れ廻り
と、ロータ重心はステータ軸上にあるがロータ軸が傾い
たままで回転する俗に言うみそすり回転と称するコニカ
ルな振れ廻りとがある。これらの振れ廻りの対策として
、従来は、ダンパーを使用し発生した振れ廻りを減衰す
る方法とか、電磁的な力を発生させて振れ廻りを能動的
に制御する方法が採用されている。然しダンパーでは完
全な減衰が困難な場合が多く、能動制御方式では制御機
構が極めて複雑になる欠点を有していた。本発明の目的
は、上述の支持回転体の振れ廻りを電磁コイルを流れる
電流を制御することにより回避するようにした磁気軸受
支持回転体の共振回避方法を提供することにあり、その
内容は、電磁コイルに流れる電流を制御してステータ部
に対するロータ部の位置を調整する磁気軸受装置に於い
て、２個の磁気軸受を分離配置し、分離されたロータ部
同志及びステータ部同志を機械的に連結し、両磁気軸受
の電磁コイルを並列に接続し、片方又は両方の電磁コイ
ルを流れる電流を制御してロータ部の位置を調整すると
共に、ロータ部の振れ廻り現象が検出又は予測されると
きに両電磁コイルを流れる電流を基として発生するそれ
ぞれの力が両磁気軸受で互に逆方向にかつ’１ぼ等しい
大きさで作用するような電流を前記位置制御電流に重畳
して、両電磁コイルヘ供給し、ロータ部の共振角周波数
を変化させることにより共振状態から脱するか又は共振
状態を回避することを待機とするものである。本発明を
図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
ータ軸心から離れて回転し、ロータ軸はステータ軸と平
行のまま円筒状の軌跡を画くシリンドリカルな振れ廻り
と、ロータ重心はステータ軸上にあるがロータ軸が傾い
たままで回転する俗に言うみそすり回転と称するコニカ
ルな振れ廻りとがある。これらの振れ廻りの対策として
、従来は、ダンパーを使用し発生した振れ廻りを減衰す
る方法とか、電磁的な力を発生させて振れ廻りを能動的
に制御する方法が採用されている。然しダンパーでは完
全な減衰が困難な場合が多く、能動制御方式では制御機
構が極めて複雑になる欠点を有していた。本発明の目的
は、上述の支持回転体の振れ廻りを電磁コイルを流れる
電流を制御することにより回避するようにした磁気軸受
支持回転体の共振回避方法を提供することにあり、その
内容は、電磁コイルに流れる電流を制御してステータ部
に対するロータ部の位置を調整する磁気軸受装置に於い
て、２個の磁気軸受を分離配置し、分離されたロータ部
同志及びステータ部同志を機械的に連結し、両磁気軸受
の電磁コイルを並列に接続し、片方又は両方の電磁コイ
ルを流れる電流を制御してロータ部の位置を調整すると
共に、ロータ部の振れ廻り現象が検出又は予測されると
きに両電磁コイルを流れる電流を基として発生するそれ
ぞれの力が両磁気軸受で互に逆方向にかつ’１ぼ等しい
大きさで作用するような電流を前記位置制御電流に重畳
して、両電磁コイルヘ供給し、ロータ部の共振角周波数
を変化させることにより共振状態から脱するか又は共振
状態を回避することを待機とするものである。本発明を
図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
第１図は本発明に係る方法を実現するための磁気軸受装
置の一実施例の断面斜視図であり、第２図はその原理の
説明図である。
置の一実施例の断面斜視図であり、第２図はその原理の
説明図である。
第１図に示すように、この磁気軸受装置には第１及び第
２から成る２組の磁気軸受１ａ，１ｂが例えば上下対称
に配置されている。ステータ部２ａ，２ｂは、真鋳、ア
ルミニユウム等の非磁性体から成る中央の軸方 ５向を
向くシヤフト３を共通の軸として連結されて３り、回転
体であるロータ部４ａ，４ｂ同志は外側の同様に非磁性
体から成る筒状部５により上下に連結されている。磁気
軸受１ａと１ｂは前述したように対称的に配置されてい
るので、磁気軸受 １１については１ａに於いて説明す
ることにする。尚、第２の磁気軸受１ｂに於いて使用し
ている数字、英字は第１の磁気軸受１ａと同じ部分を示
している。磁気軸受１ａのロータ部４ａには２個の断面
コ字状で環状の例えば軟鉄等の磁性体から成るヨ ノー
ク６ａ及び７ａが、その端部８ａ，９ａ及び１０ａ，１
１ａ同志を上下に対向させて配置され、その間にステー
タ部２ａの２個の磁性体から成るヨーク１２ａ，１３ａ
が所定の間隙を保持するように挿人されている。ステー
タ部２ａのヨーク１２ａ，′．１３ａは断面長方形の半
径方向の径が異なる２個の環状体であり、これらはロー
タ部４ａのヨーク６ａ，７ａの端部８ａ，１０ａ間及び
９ａ，１１ａ間に位置するようになつている。又、ステ
ータ部２ａの２個のヨーク１２ａ，１３ａの半径方向の
間には環状に巻回された電磁コイル１４ａと、これと並
列に環状の永久磁石１５ａが設けられて訃り、永久磁石
１５ａは半径方向に磁化されている。尚、両磁気軸受１
ａ，１ｂの電磁コイル１４ａ，１４ｂは並列に電気的な
接続がなされ、後述するように電流は同一の調節器を経
由して２個の電源から供給されている。磁気軸受１ａの
永久磁石１５ａからは第２図で実線で示すような第１及
び第２の２通りの磁束φ，及びφ２の流れがあり、それ
ぞれ第１の空隙磁路Ｇ１及び第２の空隙磁路Ｇ２を通過
するようになつている。
２から成る２組の磁気軸受１ａ，１ｂが例えば上下対称
に配置されている。ステータ部２ａ，２ｂは、真鋳、ア
ルミニユウム等の非磁性体から成る中央の軸方 ５向を
向くシヤフト３を共通の軸として連結されて３り、回転
体であるロータ部４ａ，４ｂ同志は外側の同様に非磁性
体から成る筒状部５により上下に連結されている。磁気
軸受１ａと１ｂは前述したように対称的に配置されてい
るので、磁気軸受 １１については１ａに於いて説明す
ることにする。尚、第２の磁気軸受１ｂに於いて使用し
ている数字、英字は第１の磁気軸受１ａと同じ部分を示
している。磁気軸受１ａのロータ部４ａには２個の断面
コ字状で環状の例えば軟鉄等の磁性体から成るヨ ノー
ク６ａ及び７ａが、その端部８ａ，９ａ及び１０ａ，１
１ａ同志を上下に対向させて配置され、その間にステー
タ部２ａの２個の磁性体から成るヨーク１２ａ，１３ａ
が所定の間隙を保持するように挿人されている。ステー
タ部２ａのヨーク１２ａ，′．１３ａは断面長方形の半
径方向の径が異なる２個の環状体であり、これらはロー
タ部４ａのヨーク６ａ，７ａの端部８ａ，１０ａ間及び
９ａ，１１ａ間に位置するようになつている。又、ステ
ータ部２ａの２個のヨーク１２ａ，１３ａの半径方向の
間には環状に巻回された電磁コイル１４ａと、これと並
列に環状の永久磁石１５ａが設けられて訃り、永久磁石
１５ａは半径方向に磁化されている。尚、両磁気軸受１
ａ，１ｂの電磁コイル１４ａ，１４ｂは並列に電気的な
接続がなされ、後述するように電流は同一の調節器を経
由して２個の電源から供給されている。磁気軸受１ａの
永久磁石１５ａからは第２図で実線で示すような第１及
び第２の２通りの磁束φ，及びφ２の流れがあり、それ
ぞれ第１の空隙磁路Ｇ１及び第２の空隙磁路Ｇ２を通過
するようになつている。
今ここで第２の磁気軸受１ｂの存在を無視して、第１の
磁気軸受１ａのみについて考えてみると、ステータ部２
ａのヨーク１２ａ，１３ａがロータ部４ａの２個のヨー
ク６ａ，７ａの中間位置にあり、各空隙磁路Ｇ，，Ｇ２
を通る磁束φ，，φ２等の条件が同じであれば、空隙磁
路Ｇ，，Ｇ２に作用する吸引力は等しくなり、ロータ部
４ａはステータ部２ａと無接触状態で浮遊されることに
フなる。
磁気軸受１ａのみについて考えてみると、ステータ部２
ａのヨーク１２ａ，１３ａがロータ部４ａの２個のヨー
ク６ａ，７ａの中間位置にあり、各空隙磁路Ｇ，，Ｇ２
を通る磁束φ，，φ２等の条件が同じであれば、空隙磁
路Ｇ，，Ｇ２に作用する吸引力は等しくなり、ロータ部
４ａはステータ部２ａと無接触状態で浮遊されることに
フなる。
然し乍らたとえ上述のような条件が揃つたとしても、実
際には各種の外的条件やロータ部４ａの自重等により、
ロータ部４ａが中立位置を保持することは不可能である
。そこで電磁コイル１４ａにより点線で示すような磁束
φ３を流し、ロータ部４ａの位置を位置検出器１６によ
り検出しながら磁束φ３の方向及び大きさを調整して、
必要な吸引力を作用させてロータ部４ａを中立位置に制
御することになる。例えばロータ部４ａの自重によりロ
ータ部４ａが下方に若干移動すると第１の空隙磁路Ｇ１
の間隙は狭くなり、第２の空隙磁路Ｇ２の間隙は広くな
る。従つて空隙磁゛路Ｇ２に於いて永久磁石１５ａの磁
束φ２が急激に減少し、空隙磁路Ｇ］では磁束φ，が急
激に増加することになつて、第２の空隙磁路Ｇ２の吸引
力は減少し、第１の空隙磁路Ｇ，の吸引力は増加する結
果、ロータ部４ａは更に下方に引き寄せられることにな
る。そこでこのロータ部４ａの位置を常時位置検出器１
６で検出し調節器を介して電磁コイル１４ａに矢印の方
向に磁束φ３を強制的に通過させると、第１の空隙磁路
Ｇ１の磁束はφ，−φ３となつて減少し、第２の空隙磁
路Ｇ２の磁束はφ２＋φ３となり増加するので、 ロー
タ部４ａをもとの中立位置に戻すことができる。磁気軸
受１ｂにに於いてはロータ部４ｂを中立位置に戻す磁束
φ１３は必ずしも必要ではないが、必要な場合は磁気軸
受１ａの場合の磁束φ３とは対称にはならない方向に磁
束を発生させる必要がある。本発明では、第１及び第２
の磁気軸受１ａ及び１ｂのステータ部２ａ，２ｂ同志及
びロータ部４ａ，４ｂ同志を非磁性体により連結し、し
かも両磁気軸受１ａ，１ｂは上下対称に配置しているの
で、例えば前述のように第１の磁気軸受１ａに於けるロ
ータ部４ａの位置変化は、第２の磁気軸受１ｂのロータ
部４ｂでは全く逆な位置変化として現われるために、ロ
ータ部４ａ，４ｂの位置を制御するための磁束φ３，φ
１３は前述のように上下対称ではな〈上下同形である。
然しφ３，φ１３の大きさはほぼ中央位置ではロータ部
の重量を支える程度のものである。ところでφ３，φ１
３の他に別に上下対称にφＣ９φ１ｃを大量に流すよう
に電磁コイル１４ａ，１４ｂに電流を重畳するとφ８・
φ１ｃに基づく力は上下対称になるから、両者は相互に
引力または斤力となつて相殺され、上上位置には殆ど影
響はない。仮に影響があつたにしても微小であり、それ
による位置変化は位置検出器１６で検出されるから、φ
３，φ１３の微小変化によつて中央位置に戻される。φ
Ｃ，φ１ｃをφ３，φ１３に重畳させる理由は、空隙磁
路Ｇ，，Ｇｌ，，Ｇｌ２の磁束密度が変化することによ
る軸受の半径方向の剛性を変えることにある。ところで
振れ廻りについて説明すると、これには二種類あること
は前述した通りである。先ずシリンドリカルな振れ廻り
について考察すると、軸の半径方向剛性（ロータ部４ａ
，４ｂの半径方向の変位Ｘの単位量に対する軸受の復元
力）をＫｒ、ロータ部４ａ，４ｂ等の全質量をＭとすれ
ば、その運動方程式は（ト）式で表わされる。（１）式
からその半径方向の振れ廻りの共振角周波数ωｒは、ω
ｒ＝′ｋ〒ラ〜Ｖ゛゜゜゜゜゜゜゜゜゜゜（２）として
表わすことができる。
際には各種の外的条件やロータ部４ａの自重等により、
ロータ部４ａが中立位置を保持することは不可能である
。そこで電磁コイル１４ａにより点線で示すような磁束
φ３を流し、ロータ部４ａの位置を位置検出器１６によ
り検出しながら磁束φ３の方向及び大きさを調整して、
必要な吸引力を作用させてロータ部４ａを中立位置に制
御することになる。例えばロータ部４ａの自重によりロ
ータ部４ａが下方に若干移動すると第１の空隙磁路Ｇ１
の間隙は狭くなり、第２の空隙磁路Ｇ２の間隙は広くな
る。従つて空隙磁゛路Ｇ２に於いて永久磁石１５ａの磁
束φ２が急激に減少し、空隙磁路Ｇ］では磁束φ，が急
激に増加することになつて、第２の空隙磁路Ｇ２の吸引
力は減少し、第１の空隙磁路Ｇ，の吸引力は増加する結
果、ロータ部４ａは更に下方に引き寄せられることにな
る。そこでこのロータ部４ａの位置を常時位置検出器１
６で検出し調節器を介して電磁コイル１４ａに矢印の方
向に磁束φ３を強制的に通過させると、第１の空隙磁路
Ｇ１の磁束はφ，−φ３となつて減少し、第２の空隙磁
路Ｇ２の磁束はφ２＋φ３となり増加するので、 ロー
タ部４ａをもとの中立位置に戻すことができる。磁気軸
受１ｂにに於いてはロータ部４ｂを中立位置に戻す磁束
φ１３は必ずしも必要ではないが、必要な場合は磁気軸
受１ａの場合の磁束φ３とは対称にはならない方向に磁
束を発生させる必要がある。本発明では、第１及び第２
の磁気軸受１ａ及び１ｂのステータ部２ａ，２ｂ同志及
びロータ部４ａ，４ｂ同志を非磁性体により連結し、し
かも両磁気軸受１ａ，１ｂは上下対称に配置しているの
で、例えば前述のように第１の磁気軸受１ａに於けるロ
ータ部４ａの位置変化は、第２の磁気軸受１ｂのロータ
部４ｂでは全く逆な位置変化として現われるために、ロ
ータ部４ａ，４ｂの位置を制御するための磁束φ３，φ
１３は前述のように上下対称ではな〈上下同形である。
然しφ３，φ１３の大きさはほぼ中央位置ではロータ部
の重量を支える程度のものである。ところでφ３，φ１
３の他に別に上下対称にφＣ９φ１ｃを大量に流すよう
に電磁コイル１４ａ，１４ｂに電流を重畳するとφ８・
φ１ｃに基づく力は上下対称になるから、両者は相互に
引力または斤力となつて相殺され、上上位置には殆ど影
響はない。仮に影響があつたにしても微小であり、それ
による位置変化は位置検出器１６で検出されるから、φ
３，φ１３の微小変化によつて中央位置に戻される。φ
Ｃ，φ１ｃをφ３，φ１３に重畳させる理由は、空隙磁
路Ｇ，，Ｇｌ，，Ｇｌ２の磁束密度が変化することによ
る軸受の半径方向の剛性を変えることにある。ところで
振れ廻りについて説明すると、これには二種類あること
は前述した通りである。先ずシリンドリカルな振れ廻り
について考察すると、軸の半径方向剛性（ロータ部４ａ
，４ｂの半径方向の変位Ｘの単位量に対する軸受の復元
力）をＫｒ、ロータ部４ａ，４ｂ等の全質量をＭとすれ
ば、その運動方程式は（ト）式で表わされる。（１）式
からその半径方向の振れ廻りの共振角周波数ωｒは、ω
ｒ＝′ｋ〒ラ〜Ｖ゛゜゜゜゜゜゜゜゜゜゜（２）として
表わすことができる。
コニカル振れ廻りについては煩雑にわたるため理論的考
察は省略するが、共振角周波数が′玉７に比例すること
はシリンドリカルな振れ廻りと同様である。
察は省略するが、共振角周波数が′玉７に比例すること
はシリンドリカルな振れ廻りと同様である。
半径方向剛性Ｋｒは空隙磁路の磁束密度Ｂｇの二乗にほ
ぼ比例するので Ｋｒ＝ＡＢｇ２・・・・・｛３）と表
わすことができる。
ぼ比例するので Ｋｒ＝ＡＢｇ２・・・・・｛３）と表
わすことができる。
そこで永久磁石１５ａ，１５ｂによる磁束密度をＢｍｌ
電磁コイル１４ａ，１４ｂによる磁束密度をＢｃ（φ３
，φ１３を微小としてφＣ，φ］ｃだけによるものとす
る）とすれば、ロータ部４ａ，４ｂが中立位置にあると
きの空隙磁路Ｇｌ，Ｇｌｌの磁束密度Ｂｇｌは、空隙磁
路Ｇ２，Ｇｌ２の磁束密度Ｂｇ２は、であり、それぞれ
に作用する半径方向剛性ＫｒｌＫｒ２は（３），（４）
，（５）式を基に次式で表わされる。
電磁コイル１４ａ，１４ｂによる磁束密度をＢｃ（φ３
，φ１３を微小としてφＣ，φ］ｃだけによるものとす
る）とすれば、ロータ部４ａ，４ｂが中立位置にあると
きの空隙磁路Ｇｌ，Ｇｌｌの磁束密度Ｂｇｌは、空隙磁
路Ｇ２，Ｇｌ２の磁束密度Ｂｇ２は、であり、それぞれ
に作用する半径方向剛性ＫｒｌＫｒ２は（３），（４）
，（５）式を基に次式で表わされる。
ロータ軸４ａ，４ｂ全体の半径方向剛性ＫｒはＫｒ＝Ｋ
ｒｌ＋Ｋｒ２であり）（６），《７》式から が得られる。
ｒｌ＋Ｋｒ２であり）（６），《７》式から が得られる。
従つて（２），（８）式から共振角周波数ωｒは、と表
すことができ、電磁コイル１４ａ，１４ｂの磁束密度Ｂ
ｅを加えることにより、共振角周波数を変化させてシリ
ンドカルな振れ廻りを避けることが可能となることが判
る。
すことができ、電磁コイル１４ａ，１４ｂの磁束密度Ｂ
ｅを加えることにより、共振角周波数を変化させてシリ
ンドカルな振れ廻りを避けることが可能となることが判
る。
又、コニカル振れ廻りにっいても共振角周波数ωｃはＦ
ｈ荒？Ｊ７丁に比例し、Ｂｃ＝０のときは別の値の共振
角周波数を有することになるので、シリンドリカルの場
合と同様に電磁コイル１４ａ，１４ｂの磁束密度Ｂｃを
変えて対処し得る。振れ廻り現象については、第１図に
示すロータ部４ａ，４ｂの筒状部５の端部付近に設けた
近接スイツチ等から成る振れ廻り検出器１７により検出
し、共振が生ずれば、例えば第３図に示す振れ廻り調節
器１８を介して電磁コイル１４ａ，１４ｂに流す電流と
して上下位置制御電流に半径方向剛性増加のための電流
を重畳させればよい。
ｈ荒？Ｊ７丁に比例し、Ｂｃ＝０のときは別の値の共振
角周波数を有することになるので、シリンドリカルの場
合と同様に電磁コイル１４ａ，１４ｂの磁束密度Ｂｃを
変えて対処し得る。振れ廻り現象については、第１図に
示すロータ部４ａ，４ｂの筒状部５の端部付近に設けた
近接スイツチ等から成る振れ廻り検出器１７により検出
し、共振が生ずれば、例えば第３図に示す振れ廻り調節
器１８を介して電磁コイル１４ａ，１４ｂに流す電流と
して上下位置制御電流に半径方向剛性増加のための電流
を重畳させればよい。
即ち、第３図に示まように上下位置検出器１６の検出信
号は位置調節器２０を介して２個のバワアンブ２１ａ，
２１ｂに調節信号として伝達され、各バワアンプ２１ａ
，２１ｂから電流１３がそれぞれステータ部４ａ，４ｂ
の電磁コイルに並列的に供給される。又、振り廻り検出
器１７の信号は振り廻り調節器１８を径て、その調節信
号はバワアンブ２１ａでは前記位置調節信号と加算され
電流１３＋Ｉｃとして電磁コイル４ａに供給され、バワ
アンプ２１ｂでは位置調節信号と差動的に接続され電流
１３＋Ｉｃとして電磁コイル４ｂに供給される。又、ロ
ータ部４ａ，４ｂの回転数を変化させる過程に於いて振
れ廻りが予め定まつた角周波数で発生することが予測で
きる場合には、振れ廻り検出器１７、振れ廻り調節器１
８は設置せずに、第４図に示すようにロータ部４ａ，４
ｂの回転数を検出するタコメータ２２を取付け、共振角
周波数須域で電流１ｃを増加させるプログラム調節器２
３によりバワアンプ２１ａ，２１ｂに調節信号を送出す
ることもできる。このように電流１ｃを増加させて一旦
共振点を移動させれば、共振点通過後に増加した電流１
ｃを遮断すればよい。本発明に於いて使用する磁気軸受
は、電磁コイルに上り磁気力を調整するものであればそ
の型式は問うところではない。又、上下の磁気軸受も互
に型式が異なつても支障はないが、電磁コイルに供与す
る電流によつて生ずる電磁力が逆方向でその大きさが等
しくなるように選択する必要がある。以上説明したよう
に本発明に係る磁気軸受支持回転体の共振回避方法は、
ロータ部に共振現象が出現または予測されると、その共
振角周波数を変化させるために電磁コイルに流れる電流
を上下位置制御用のほかに２個の磁気軸受で発生する力
が土下対称に作用するような電流を重畳して軸の半径方
向剛性を増加することにより共振現象を回避するもので
あつて、従来の共振回避手段に比較して極めて実現が容
易である。
号は位置調節器２０を介して２個のバワアンブ２１ａ，
２１ｂに調節信号として伝達され、各バワアンプ２１ａ
，２１ｂから電流１３がそれぞれステータ部４ａ，４ｂ
の電磁コイルに並列的に供給される。又、振り廻り検出
器１７の信号は振り廻り調節器１８を径て、その調節信
号はバワアンブ２１ａでは前記位置調節信号と加算され
電流１３＋Ｉｃとして電磁コイル４ａに供給され、バワ
アンプ２１ｂでは位置調節信号と差動的に接続され電流
１３＋Ｉｃとして電磁コイル４ｂに供給される。又、ロ
ータ部４ａ，４ｂの回転数を変化させる過程に於いて振
れ廻りが予め定まつた角周波数で発生することが予測で
きる場合には、振れ廻り検出器１７、振れ廻り調節器１
８は設置せずに、第４図に示すようにロータ部４ａ，４
ｂの回転数を検出するタコメータ２２を取付け、共振角
周波数須域で電流１ｃを増加させるプログラム調節器２
３によりバワアンプ２１ａ，２１ｂに調節信号を送出す
ることもできる。このように電流１ｃを増加させて一旦
共振点を移動させれば、共振点通過後に増加した電流１
ｃを遮断すればよい。本発明に於いて使用する磁気軸受
は、電磁コイルに上り磁気力を調整するものであればそ
の型式は問うところではない。又、上下の磁気軸受も互
に型式が異なつても支障はないが、電磁コイルに供与す
る電流によつて生ずる電磁力が逆方向でその大きさが等
しくなるように選択する必要がある。以上説明したよう
に本発明に係る磁気軸受支持回転体の共振回避方法は、
ロータ部に共振現象が出現または予測されると、その共
振角周波数を変化させるために電磁コイルに流れる電流
を上下位置制御用のほかに２個の磁気軸受で発生する力
が土下対称に作用するような電流を重畳して軸の半径方
向剛性を増加することにより共振現象を回避するもので
あつて、従来の共振回避手段に比較して極めて実現が容
易である。
図面は本発明に係る磁気軸受支持回転体の共振回避方法
の一実施例を示すものであり、第１図は本発明に係る方
法を実現するための装置の縦断面図、第２図はその原理
の説明図、第３図は振れ廻りの検出信号により電流を変
化させるためのプロツク回路構成図、第４図は増減速途
中の共振をプログラム制御で回避するためのプロツク回
路構成図である。 符号、１ａ，１ｂは磁気軸受、２ａ，２ｂはステータ部
、３はシヤフト、４ａ，４ｂはロータ部、６ａ，６ｂ，
７ａ，７ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂはヨーク
、１４ａ，１４ｂは電磁コイル、１５ａ，１５ｂは永久
磁石、１７は振れ廻り検出器である。
の一実施例を示すものであり、第１図は本発明に係る方
法を実現するための装置の縦断面図、第２図はその原理
の説明図、第３図は振れ廻りの検出信号により電流を変
化させるためのプロツク回路構成図、第４図は増減速途
中の共振をプログラム制御で回避するためのプロツク回
路構成図である。 符号、１ａ，１ｂは磁気軸受、２ａ，２ｂはステータ部
、３はシヤフト、４ａ，４ｂはロータ部、６ａ，６ｂ，
７ａ，７ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂはヨーク
、１４ａ，１４ｂは電磁コイル、１５ａ，１５ｂは永久
磁石、１７は振れ廻り検出器である。
Claims (1)
- １ 電磁コイルに流れる電流を制御してステータ部に対
するロータ部の位置を調整する磁気軸受装置に於いて、
２個の磁気軸受を分離配置し、分離されたロータ部同志
及びステータ部同志を機械的に連結し、両磁気軸受の電
磁コイルを並列に接続し、片方又は両方の電磁コイルを
流れる電流を制御してロータ部の位置を調整すると共に
、ロータ部の振れ廻り現象が検出又は予測されるときに
両電磁コイルを流れる電流を基として発生するそれぞれ
の力が両磁気軸受で互に逆方向にかつほぼ等しい大きさ
で作用するような電流を前記位置制御電流に重畳して、
両電磁コイルへ供給し、ロータ部の共振角周波数を変化
させることにより共振状態から脱するか又は共振状態を
回避することを特徴とする磁気軸受支持回転体の共振回
避方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12810080A JPS59731B2 (ja) | 1980-09-17 | 1980-09-17 | 磁気軸受支持回転体の共振回避方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12810080A JPS59731B2 (ja) | 1980-09-17 | 1980-09-17 | 磁気軸受支持回転体の共振回避方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5754718A JPS5754718A (en) | 1982-04-01 |
| JPS59731B2 true JPS59731B2 (ja) | 1984-01-09 |
Family
ID=14976388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12810080A Expired JPS59731B2 (ja) | 1980-09-17 | 1980-09-17 | 磁気軸受支持回転体の共振回避方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59731B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5983829A (ja) * | 1982-11-02 | 1984-05-15 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 磁気軸受用低消費電力径方向電磁石 |
| US5140208A (en) * | 1991-04-25 | 1992-08-18 | Maglev Technology, Inc. | Self-adjusting magnetic guidance system for levitated vehicle guideway |
| FR2934655B1 (fr) * | 2008-07-29 | 2011-05-06 | Thales Sa | Dispositif de centreur magnetique sans aimant au rotor et a faible entrefer |
-
1980
- 1980-09-17 JP JP12810080A patent/JPS59731B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5754718A (en) | 1982-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4090745A (en) | Magnetic suspension with magnetic stiffness augmentation | |
| US5894181A (en) | Passive magnetic bearing system | |
| US4983869A (en) | Magnetic bearing | |
| JP3068834B2 (ja) | 大きい半径を有する回転子をラジアル及びアキシヤル軸受する軸受 | |
| JPS5833935B2 (ja) | マグネットベアリング、特にマグネットスラストベアリング | |
| JPS61175314A (ja) | 磁気軸受 | |
| US4370004A (en) | Magnetically suspended type momentum ring assembly | |
| JPS645161B2 (ja) | ||
| US3929390A (en) | Damper system for suspension systems | |
| JP4994047B2 (ja) | 磁気軸受装置 | |
| JPS59731B2 (ja) | 磁気軸受支持回転体の共振回避方法 | |
| US6914361B2 (en) | Magnetic bearing | |
| JPH09177782A (ja) | 駆動装置とセンサを交互に備える磁気軸受 | |
| JPS60500141A (ja) | 磁気軸受 | |
| WO2013143457A1 (zh) | 一种安培力径向电磁轴承及应用该轴承形成的复合电磁轴承 | |
| JPH0884454A (ja) | 回転機械の制振装置 | |
| JPH06261498A (ja) | 回転機の振動抑制装置 | |
| JPS58137618A (ja) | 磁気軸受 | |
| JPS60256620A (ja) | 剛性可変機構を有する磁気軸受 | |
| JPH05344674A (ja) | モータの軸受装置 | |
| US5789838A (en) | Three-axis force actuator for a magnetic bearing | |
| JPS5884220A (ja) | 磁気軸受 | |
| JPS5854285B2 (ja) | 五軸制御型磁気軸受 | |
| JP2004316756A (ja) | ５軸制御磁気軸受 | |
| JPH07139545A (ja) | 磁気軸受装置 |