JPS6117715A - 電磁軸受制御方法および装置 - Google Patents

電磁軸受制御方法および装置

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JPS6117715A
JPS6117715A JP59137116A JP13711684A JPS6117715A JP S6117715 A JPS6117715 A JP S6117715A JP 59137116 A JP59137116 A JP 59137116A JP 13711684 A JP13711684 A JP 13711684A JP S6117715 A JPS6117715 A JP S6117715A
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JP
Japan
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power supply
electromagnetic bearing
contact
power
rotating body
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JP59137116A
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English (en)
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Tatsuo Moroi
師井 達夫
Kazuaki Nakamori
中盛 数明
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/044Active magnetic 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電磁軸受制御装置に係り、特に非常用電源を
備えた電磁軸受装置に好適な電磁軸受制御方法および装
置に関するものである。
〔発明の背景〕
現在、高速回転軸用として電磁軸受が適用されているが
、該電磁軸受は電磁石の磁力によって回転軸を非接触で
支持するものであり、なんらかの原因によって前記電磁
石への給電が断たれた場合、回転軸の回転を止めない限
り該電磁軸受あるいは他の機器を損傷する恐れがあった
。特に、高速回転で運転を行なうターボ分子ポンプに前
記電磁軸受を適用し、停電等によって給電が断たれた際
には、非常用軸受等を損傷してしまうという問題があっ
た。そこで、これらの問題を解決するものとして、電磁
軸受に非常用の電源、例えばバツテリ−を設け、前述の
ような不具合を防止することが考えられている。(例え
ば、特開昭56−12095号公報)′ところで、この
ように非常用電源を有した電磁軸受を用いたターボ分子
ポンプについて見ると、電源投入と同時に電磁軸受が動
作し、モータによってロータを駆動し得る構成となって
おり、電源遮断時にはバッテリーによって電磁軸受をバ
ックアップする。しかし、バッテリーバックアップ後の
再起動時には、バッテリーの充電量が不十分な可能性が
あり、この状態でロータを回転させ回転数が上昇した時
点で、再び停電等が発生した場合、前記バッテリーでは
十分な給電が行なえず、非常用軸受あるいはロータ、電
磁軸受等の各種機器の破損につながるという欠点があっ
た。
〔発明の目的〕
本発明の目的とするところは、非常用の電源を有した電
磁軸受において、断続的に給電が断たれても、十分な軸
受機能を発揮し得る電磁軸受を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発−明は、回転体を支持する電磁軸受において、給電
手段からの給電が断れた場合に該電磁軸受等の損傷を防
止するものとして設けられる非常給電手段の給電量を、
夕な(とも回転体の回転が各部材を損傷しない速度まで
低下する間前記電磁軸受が動作可能な量だけ確保し、こ
の状態で回転体の起動を可能としたことを特徴とするも
のである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図ないし第3図によって
説明する。図において、lはターボ分子ポンプ等の回転
機器で、回転体2を有しており、該回転体2をモータ3
により駆動するものである。
4は上部ラジアル軸受、5は下部ラジアル軸受で、それ
ぞれ前記回転体2の上部および下部を支持するものであ
る。6はスラスト軸受で、回転体2のスラスト方向を支
持するものである。7および8は、回転体2を低速回転
時に支持するベアリングこれらのコイル電流を制御する
電磁軸受駆動器である。該電磁軸受駆動器9は、DC/
DC変換器介 変換器上び充電器臆を呑して給電される。11は前記電
磁軸受駆動器丘への給電回路に接続されたバッテリーで
ある。前記電磁軸受駆動器9.DC/DC変換器10.
バッテリー11および充電器nによって電磁軸受の給電
回路を構成している。なお、13は前記モータ3への給
電を行なう電源装置である。
前記給電回路および電源回路13をN2図によって詳細
に説明する。・同図において、14はタイマリレー、1
5はリレーで、充電器νに対して並列に設けられてい°
る。16および17はリレー、18はタイマリレーで、
充電器ルとD C/D C変換器10との間にそれぞれ
並列に設けられている。19は電源袋装置13に設けら
れたモータ起動スイッチである。前記タイマリレー14
のa接点14aは前記リレー16に直列に接続され、も
う一つのa接点148′は前記モータ起動スイッチ19
に直列に接続されている。リレー15のb接点15bは
前記タイマリレー18に直列に接続されている。リレー
16のa接点16 aは前記a接点14 aに対して並
列に接続され、該リレー16の自己保持回路を構成して
いる。また、もう一つのa接点168′はリレー17に
直列に接続されている。リレー17のa接点17 aは
充電器νとDC/DC変換器10との間の給電回路に設
けられ、もう一つのa接点178′はタイマリレー18
およびb接点15 bに直列に接続されている。タイマ
リレー18のb接点18bは前記リレー16の自己保持
回路に直列に設けられている。
このような構成において、まず、充電器校に給電される
と、該充電器りはバッテリー11に充電し始める。これ
と同時に、リレー15およびタイマリレ二14が励磁さ
れ、該タイマリレー14のセット時間T1すなわちバッ
テリー11に十分な充電を行ない得る時間が経過すると
a接点14a、14a’が閉路し、かつ、b接点15 
bは開路する。前記a接点148′の閉路に伴ってモー
タ起動スイッチ19を投入すれば、モータ3は起動する
状態となっている。また、前記a接点14 aが閉路す
ることにより、リレー16が励磁され、これに伴ってa
接点16a、16a’は共に閉路する。前記a接点16
a′の閉路によりリレー17が励磁され、a接点17a
、17a’が閉路する。該a接点17 aが閉略するこ
とによって、D C/D C変換器10を経由して電磁
軸受駆動器9に給電され、各電磁軸受すなわち上部ラジ
アル軸受4.下部ラジアル軸受5およびスラスト軸受6
が動作して回転体2を非接触で回転、可能に支持する。
一方、前記a接点17a′が閉略してもb接点15bが
開路しているため、タイマリレーmは励磁しない。した
がって、そのb接点18 bも閉路した状態のままとな
っており、リレー16の自己保持回路は閉路状態となっ
ている。このような状態で、前記モータ起動スイッチ1
9を投入し、モータ3によって回転体2を回転させる。
前述のようにして、回転体2を高速で回転させた状態で
、停電等により前記各回路への給電が断たれた場合、タ
イマリレー14が消磁しa接点14a′が開略してモー
タ3への給電が断たれる。これと同時に、a接点14 
aが開略するが、リレー16はバッテリー11からの給
電によって自己保持回路が形成されたままとなり、励磁
された状態のままとなる。また、リレー巧が消磁してb
接点15bは閉路し、タイマリレー18がバッテリー1
1からの給電によって励磁される。一方、リレー17は
リレー16の励磁によってa接点16a’が閉略してお
り、バッテリー11からの給電によって励磁したままの
状態である。したがって、a接点17a、17a’とも
に閉路したままであり、バッテリー11によってD C
/DC変換器10を経由し電磁軸受駆動器9へ給電され
、回転体2は非接触で支持されたままの状態となる。
そして、タイマリレー18のセット時間T2すなわちモ
ータ3への給電が断たれ回転体20回転が低速回転まで
減速するのに必要な時間が経過した後、b接点18bが
開略しリレー16.リレー17.タイマリレー18がす
べて消磁される。これに伴いa接点17aが開路するた
め、バッテリー11からD C/DC変換器10および
電磁軸受駆動器9への給電が断たれ、各電磁軸受の動作
が停止する。
前記動作のタイムチャートを第3図に示し、これによっ
て該動作を説明すると、充電気稔への給電が開始されて
TIR間経過し、a接点148′が閉となった状態で、
モータ3の起動が可能となる。各回路への給電が断たれ
た場合、前記a接点143′が開となリモータ3への給
電は停止する。しかし、12時間だけはa接点17aが
閉略しており、バッテリー11から各電磁軸受へは給電
される。ここで、前記T1時間は前述したように、バッ
テリー11に十分充電されるのに必要な時間であり、該
T1時間経過しないとモータ3は起動させない。また、
12時間は各回路への給電が断たれた際に回転体2のモ
ータ3による駆動を停止した後、前記回転体2の回転速
度が十分低下するまでの時間である。該T2時間経過後
回転軸2はベアリング7.8によって支持する。
このような構成によれば、停電等によって一時的に給電
が断たれ、再度給電可能となった場合に、バッテリー1
1の充電が不十分なまま、モータ3を起動させることが
なく、再び停電等が起った場合のバッテリー11の給電
量が不足する事態を回避できる。また、バッテリー11
によって各電磁軸受を動作させる場合に、その給電時間
な12時間に制限できるため、該バッテリー11の過放
電を防止できるとともに、再充電に要する時も短縮でき
る。
なお、前記一実施例においては、バッテリー11の充電
時間をタイマリレーで確保する構成について説明したが
、本発明はこれ薯こ限定されるものではなく、バッテリ
ーの充電状態すなわち電流値。
電圧値あるいは放電量と充電量との差を示す値を検知し
、これらの値を常に確認して必要充電量をバッテリーが
有している場合に限すモータを起動させる構成としても
同様な効果がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、非常用電源として
バッテリーを有した電磁軸受において、断続的に給電が
断たれても、十分な軸受機能を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電磁軸受制御装置の一実施例を示
す回路図、第2図は第1図の給電回路部の詳細を示す回
路図、第3図は第1図の電磁軸受制御装置における主要
機器の作動状況を示すタイムチヤードである。 l・・・・・・回転機器、2・・四回転体、3・・・・
・・モータ、4・・・・・・上部ラジアル軸受、5・・
曲下部ラジアル軸受、6・・・・・・スラスト軸受、7
,8・・・・・・ベアリング、9・・・・・・電磁軸受
駆動器、1o・・・・・・DC/DC変換器、11・・
・・・・バッテリー、校・・1充電器、13・・・・・
・電源装置 代理人 弁理士  高 橋 明 夫 才3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、回転体を非接触で回転可能に支持する電磁軸受と、
    該電磁軸受への給電を行なう電磁軸受駆動手段と、非常
    用の非常給電手段とから成る電磁軸受装置において、前
    記回転体の回転起動時前に非常給電手段の給電可能な量
    を検知し、該量が電磁軸受駆動手段への給電が断れた際
    に前記回転体が低速まで減速するのに必要な量である場
    合に回転体の回転起動を可能とすることを特徴とする電
    磁軸受制御方法。 2、回転体を非接触で回転可能に支持する電磁軸受と、
    該電磁軸受への給電を行なう電磁軸受駆動手段と、非常
    用の非常給電手段とから成る電磁軸受装置において、前
    記非常給電手段の給電可能量を回転体の定常回転から低
    速回転までの減速時間に対応する量だけ確保する給電量
    保持手段と、回転体の駆動部にその起動を制御可能に設
    けられ、かつ、前記給電量保持手段からの給電量確保信
    号によって前記駆動部起動可能にする起動制御手段とか
    ら構成したことを特徴とする電磁軸受制御装置。
JP59137116A 1984-07-04 1984-07-04 電磁軸受制御方法および装置 Pending JPS6117715A (ja)

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