JPS62115336A - つりあい試験における回転体の位置ぎめ方法およびその装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、測定された不つりあいを修正するため、突極
を備えたつりあい試験の回転体を、予定の修正位置に相
当する可湿位置に位置ぎめする方法、ならびにそのだめ
の装置に関するものである。

本発明の方法では、回転体は、その回転体と同期回転す
る部品を全く持たない不つりあい測定機の中で回転し、
１回転ごとに、その回転体の特定の可湿的位置で不つり
あいの可湿的位置の測定に必要な基準信号が発せられる
。

（ロ）従来技術 局面に沿って配置された特定の修正位置でのみ質量修正
をなし得るように形成された回転体を位置ぎめする方法
と、そのための装置は、西ドイツ公告明細書画２，２４
３．００２号によって知られている。　この方法では、
回転体の周面上の、質量修正をすることが許される８修
正位置が、誘導性の検出装置によって走置される。　そ
の際、高周波発生器が、８修正位置を表わすパルスを発
生する。　そのパルスは１回転ごとに数え直され、試験
作業中の１回転の闇に数えられたパルスのうちの１つが
、基準信号となる。　この１つ、またはそれと固定的な
位相関係にある信号が、駆動モーターへの電流の遮断後
に、停止装置を用いて回転体を望みの位置で即座に停止
させるのに使用される。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかしこの方法で回転体を停止させる際の精度は、特に
補助装置類、すなわち検出装置と停止装置を設置する場
所の空間的な状態を、どれだけ注意深く整頓するかに依
存している。　比較的大きなはずみ車効果を持った回転
体の壜台には、低い回転数で回転している場合でも、即
座に停止させることに関して問題が生ずる。　しかも、
検出装置、ｗ２重力装置および停止装置のような、この
方法を実施するのに必要な補助装置類は、この方法を１
２的にも電気的にも費用のかさむものとする原因となっ
ている。

突極を備えた回転体を回転磁界によって直接駆動するた
めの方法と装置は、東ドイツ特許明細書第２０，０６９
号によって知られている。　　しかしこの既知の方法で
は、予定の修正位置に相当する角度的な位置で回転体を
停止させるようにはなっていない。

本発明の基礎になっているのは、予定の修正位置に相当
する位置への、つりあい試験の回転体の正確な位置ぎめ
を、その回転体のはずみ車効果に関係な（、簡単な方法
と装置で達成するという課題である。

（ニ）間Ｎ束を解決するための手段 本発明はこの課題を次のようにして解決する。

すなわち回転体を回転させるのに回転磁界を使用する。

　まず回転体の界磁橿を回転磁界に合わせる。　加速中
、定速度回転中、ならびに罵連中の回転体の回転は、回
転磁界と同期に保たれる。

周期的に変化し回転磁界を制御する信号から基準信号が
得られる。

つりあい試験の回転体は、常にその突極が回転磁界のう
ち最も磁界の強い場所と向かい合うように自己の位置を
決める。　回転体はまず静止中に回転磁界に合わされる
。　回転磁界の励磁周波数が変ると、回転体は、空間的
に移動している回転磁界と同期を保ってそれに随伴する
。　その際、周波数が回転体の回転数を決定する。　励
磁周波数の正弦数１サイクルごとに、回転体は磁極２僧
分ずつ回転する。　回転体と回転磁界が同期を保って運
動している壜台、回転していない基準点を通り過ぎる磁
橿ピッチの数は、加速時にも：ｇ連速時同じであること
が要求される。　従って回転体は停止後に予定の角度位
置を占めることになる。

その位置は、加速前の回転開始時の位置と、一定の回転
数で試験作業を行った復の位相の遅らせ方とに依存して
いる。　回転磁界は、回転体の駆動にも誠速にも役立つ
。　その上、回転磁界を制御している信号から基準信号
が橿めて簡単に得られる。

主として回転体の支持装置、回転体を回転させるための
装置、支持装置と累計する測定値変換装置、基′ｌｐ−
信号発生装置、および、測定値変換装置から併結される
１辰勧信号を基準信号との関係においてＭ’ｒＦｌする
ための評価ユニットで構成されている装置の場合、本発
明の基礎になっている課題は次のようにして解決される
。

すなわち、回転体を回転させるため、回転磁界を発生さ
せることのできる磁界システムを設ける。

加速中、定速度回転中、および）ｇ連中の回転体の回転
を制御するための制御プログラム装置を設ける。　制御
プログラム装置の出力側には、可変周波数タイミングパ
ルス発生器を接読する。　そのタイミングパルス発生器
を正弦波発生器に接続し、その出力側は、電力増幅器を
介して、磁界システムの少なくとも２個の磁力コイルに
接続する。

基準信号発生装置の出力信号の周波数は、ｉ５ｎ界シス
テムから併結される信号に由来させることができる。

（ホ）作用 回転体の駆動も；ｇ速も、そのために別個の構成要素を
必要とせずに、磁界システムで発生させられた回転磁界
によって実現される。　回転体の停止位置は磁極の合わ
せ方に依存しているが、それはただ１個分の磁極ピッチ
の正確さにだけ依存しているわけではない。　基準信号
は、磁界システムに供給される複数の信号の中から得ら
れるので、基準信号発生器を別個に備える必要がない。

　従って、特に基準信号発生器と回転体を停止させるた
めの装置との相互の位置に関して、位置調整の問題が起
こる余地はない。

本発明による方法の１つの好ましい実施例では、回転磁
界の空間的な交番現象の半周期が、回転体の磁極１僧分
に一致するように、半周期を選んである。

本発明の更に別の実施例では、回転磁界の強さが連続的
または段階的に変えられる。

更に別の実施例では開放形回転磁界を使用しているが、
そうすると回転体をはめ込む作業が楽になるので、つり
あい試験に要する時間を短縮できるという点と、つりあ
い試験に回転体の自動搬送装置を使えるようになるとい
う点で、有利である。

回転体は磁界の接線方向の力によって回転させられるだ
けでなく、半径方向力によって磁界に引き込まれもする
ので、周面全体が支持装置で閉じられていない場合でも
、安全な支持装置である。

回転磁界が少くとも２個の部分磁界装置で構成されてい
る実施例の場合には、より大きな駆動力または制御力を
回転体に加えることができる。

突傷が、例えば先行の修正過程によって磁力的に不均斉
な状態にされても、磁界には常に回転体の周面のうち、
最初のままの部分があるので、正確に同期を保つことが
保証される。　更にこの実施例の場合には、磁界によっ
て作り出される半径方向の支持力が、軸受荷重をほぼ相
殺するので、軸受荷重が軽減される。

本発明による方法は更に次のようにｉｌｌ成することも
できる。　すなわち修正位置を、複数の磁極のうちの特
定のものに関連させる。　そしてこの特定の磁極に、回
転体の周面上の位置によって決まる鮫字を割り当てる。

　加速中に必要とした磁極ピッチの数を調べる。　この
値から、制動中に必要とする磁極ピッチの数を求め、そ
れを回転体の極数に関連させる。　このようにして求め
た、？！数の磁極のうちの１つに関連した値を、滅法開
始時期の制御のため使用する。　従って回転体は′／ｆ
ｇ速通程の過程即座に、修正過程に適した位置に停止す
るので、位置ぎめ過程に要する時間が短縮される。

本発明による装置の更に別の実施例では基準信号発生装
置か分周器を含んでおり、それはタイミングパルス発生
器と磁界システムとの間の導線に接続されている。　更
にその分周器はタイミングパルス発生器の出力側に接続
され、分周器の出力側には、不つりあい測定用の基準信
号として役立つ出力信号を発する正弦波／全弦波発生器
が接続されている。　基準信号は、回転体の周面を走置
したり、回転体にマークを付けたりする必要なしに、分
周器を介して励磁周波数から導き出される。

本発明による装置の８実施例では、磁界システムは、回
転体の磁極ピッチに対応して設けられる２相または３相
巻線として形成される。

２相巻線を備え、回転磁界を１個の磁極の４分の１ずつ
段階的に励Ｉｎ　Ｌ／得るような磁界システムが、ステ
ップモーターの原理によって回転磁界を発生させるのに
適している。　その際、更に追加の構成要素として、永
久磁石装置、または直流を供給される補助９線が用いら
れる。

本発明による装置の更に別の実施例では６酋界システム
に少くとも２個の構成部材が付属しており、それらの構
成部材は回転体を磁界システムに入れる際、はさみ状に
開くことができる。

（へ）実施例 図面には、本発明の１つの好ましい実施例を側路図で示
しである。　以下においてその実施例を更に詳細に説明
する。

図示の場合、回転体１は、３０濯ずつ互に位置のずれた
１２個の突極２を備えている。　回転体１は、一方の支
持装置のみを示しであるがこれによっても明らかなよう
に、不つりあい測定機の支持装置３にジャーナルで支え
られている。　おのおのの支持装置３の測定値変換装置
４は、回転体１の両端の支持装置のそれぞれにおける不
つりあいによって発生する振動を、電気的な交流電圧偉
号に変える。　測定値変換装置４の信号は、評価ユニッ
ト５、例えば掛は算器に供給される。　同時に基準信号
が、導線６．７を経由して掛は算器に供給される。　掛
は算器ではこれらの情報から、回転体１のあらかじめ決
めておいた？！数の修正面のそれぞれについて、不つり
あいの絶対量および角度的な位置を測定する。

回転体１の回転は、磁界システム１０よって作り出され
る回転磁界で制御する。　この目的のため、皿を半分に
した形の成層薄板に設けたスロットに、２個のコイルに
対して交差する巻線を嵌入しである。　図面には、これ
らのコイルは象徴的に、９０度だけ互にねじれた位置に
ある２個の磁力コイル１１．１２として示しである。　
これらのコイルには、９０度だけ互に位相のずれた２つ
の交流電圧が供給されるので、これらのコイルには、強
さの等しい、９０度だけ互に位相のずれた電流が流れる
。　これらの電流は、上述のような位相のずれを持って
直角に交差する２つの磁界を作り出す。　それらを合成
すると、ω＝２πｆという角速漫で回転する回転磁界と
なる。　回転磁界の空間的な交番現象の半周期が、回転
体１の磁極１個分に一致するように、半周期を選ぶ。　
回転体１は、その突極２が回転磁界のうち最も磁界の強
い場所と向かい合うように自己の位置を決める。

磁力コイル１１．１２に供給される可変周波数交流電圧
信号は、正弦波／全弦波発生器１３から出る。　この発
生器１３の出力信号は増幅器１４．１５によって増幅さ
れる。

発生器１３の出力端子１６には交流電圧信号Ｕ０ごとに
、回転体１は磁橿２個分ずつ回転するので、特定の回転
数ｎと関連する励磁周波数ｆが生ずる。

ｆとｎとの闇にはｆ＝ｎｒの関係があり、ｐは極数であ
る。

正弦波／余弦波発生器１３の入力側は、導線１８を介し
て、制御可能なタイミングパルス発生器１９の出力端子
２１に接続されている。　タイミングパルス発生器１９
は、制御プログラム装置２０から入力される信号に応じ
て、タイミング信号を発する。　このタイミング信号の
周波数は、回転磁界についてあらかじめ決めておいた励
磁周波数ｆに一致し、従って、あらかじめ決めておいた
回転数ｎと関連する。

制御プログラム装置２０には、回転体１を静止状態から
加速させるのに必要な周波数変化率、一定の回転数で試
験作業を行う闇の周波数、ならびに真速中の周波数変化
率を、あらかじめ設定しておく。　その際、変化率は、
回転体１の回転が営に回転磁界の回転と同期を保って行
われるように、例えば回転体１のはずみ車効果に応じて
選ぶ。

導線６、■を経由して評価ユニット５に供給される基ｆ
−像信号たは角度基準信号は、タイミングパルス発生器
１９の出力端子２１に現われる信号から導き出される。

　角度基準信号は回転体１の回転を表わしているので、
ｆ＝−ｎという周波数ゐ を待ったタイミングパルス発生器１９の出力信号が、周
波数逓降器２２に供給される。　周波数源ｎという周波
数を持った出力信号が出る。　この回転数同期化信号は
、正弦波／全弦波発生器２３に供給される。　正弦波／
余弦波発生器２３の出力側からは、９０度だけ互に位相
のずれた交流電圧信号という形での、２個の基準信号が
出る。

これらの基準信号は、既に述べたように評価ユニット５
に供給される。

基準信号が、タイミングパルス発生器１９の出力信号か
ら導き出されるのではな（て、第１の正弦波／余弦波発
生器１３の出力信号から導き出されるようにするのも、
本発明の範囲に含まれる。

不つりあい測定過程において、回転体１のジャーナルを
支持装置３にはめ込む。　停止状態に保たれている回転
磁界に回転体１を合わせた後、回転体１が本来の試験作
業用に指定されている回転数に達するまで、制御プログ
ラム装置２０にあらかじめ設定しておいた通り励磁周波
数が増加して行く。　試験作業中、制御プログラム装置
２０が回転数を一定に保つ。　厘連中には、制仰プログ
ラム装置２０にあらかじめ設定されている変化率で励磁
周波数が減少して行く。　加速中、一定回転数での試験
作業中、および罵凍中、回転体１は終始、回転磁界と同
期を保って回転する。　突極２が磁界に付随しているの
で、不つりあい測定過程の終了復、回転体１は磁界内の
特定の角度的な位置に停止する。　次の段階で不つりあ
い測定機または別偏の修正ステーションで修正過程の作
業を行うことをあらかじめｉｔして、その作業を容易な
らしめるような特定の角度的な位置に回転体を停止させ
たければ、それは、あらかじめ設定することのできる式
速開始時期を調整することによって達成することができ
る。

望みの角度的な位置では、例えば位置不変の基準位置か
ら数えて５番目の磁極が、鉛直面上で真上に位置しなけ
ればならないと仮定しよう。　そして加速中にも制Φ力
中にも、例えば延ベロ６個の磁極が、基準位置を通過す
ると仮定しよう。　この実施例の回転体１は、周面に１
２個の磁極を持っているので、上述のような仮定の場合
、属速過程は、（６６＋５）ｍｏｄ　１２＝１１という
関係から明らかな通り、１１番目の磁極が鉛直面上で真
上に位置した時に始まらなければならない。

正弦波／余弦波発生ＦＡ１３に、あらかじめそれに応じ
た初期値を設定しておくことによって、磁界システム１
０の磁界を任意の方向に向けることができるし、それに
よって、掻座慄法による不つりあい修正の目的のために
も、任意の精密さで回転体を位置ぎめすることかできる
。

従って不つりあい測定過程またはつりあい試験過程の全
体を、可変周波数タイミングパルス発生器で制御できる
ことになる。　この発生器はマイクロコンピュータ−に
よって形成することが望ましい。

本発明の更に別の実施例（図示せず）では開放形回転磁
界の代りに、少なくとも２個の部分磁界装置で構成され
る閉じた回転磁界を用いる。　関節式に結合されている
２個の磁界装置部分のうち少なくとも一方を動かし得る
ので、回転体を入れる際、はさみ伏に開くことができる
。　この目的のため、回転磁界装置を例えば水平面また
は鉛直面で分割してもよい。

本発明の更に別の実施例（図示せず）では磁界システム
が３相巻線を備えており、更に別の実施例（図示せず）
では、強さが段階的に変る回転磁界を、２相巻線と、追
加の構成要素としての永久磁石または直流を併結される
補助巻線とによって、構成することができる。　この回
転磁界は、１個のＫｎ　［ｓピッチの４分の１ずつ励磁
することができる。　後者の場合には、４分の１の磁極
ピッチの整数倍の、不連続の角度的な位置にしか、回転
体を停止させることができない。　　しかし磁極ピッチ
の数を設定値とする装置で不つりあいを修正する場合に
は、これで十分である。　その代り正弦波／余弦波発生
器１３は更に、巻線１１．１２の慢性を反転させるため
の正負符号の信号を出さなければならない。　それは極
めて僅かな費用で実現できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による装置の植賂図である。 １・・・回転体、２・・・突極、３・・・支持装置、４
・・・測定値変換装置、５・・・評価ユニット、１０・
・・磁界システム、１１・・・礒カコイル、１２・・・
６４カコイル、１３・・・正弦波／余弦波発生器、１４
・・・増幅器、１５・・・増幅器、１９・・・タイミン
グパルス発生器、２０・・・制御プログラム装置、２２
・・・周波数逓降器、２３・・・正弦波／余弦波発生器
。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）つりあい試験に供せられる突極（２）付き回転体
   （１）が、該回転体（１）と同期回転する部品を全く持
   たない不つりあい測定機の中で回転し、１回転ごとに、
   その回転体（１）の特定の角度的位置で、不つりあいの
   角度位置の測定に必要な基準信号が発せられ、測定され
   た不つりあいを修正するため、回転体（１）を予定の修
   正位置に相当する角度位置に位置ぎめする方法において
   、回転体（１）を回転させるのに回転磁界を使用するこ
   と、回転体（１）の界磁極（２）を回転磁界に合わせる
   こと、加速中、定速回転中、および減速中の回転体（１
   ）の回転が、回転磁界の磁界の回転と同期に保たれるこ
   と、および、しかもその周期的に変化し且つ回転磁界を
   制御している信号から基準信号が得られることを特徴と
   する方法。
2. （２）回転磁界の空間的な交番現象の半周期が回転体（
   １）の磁極１個分に一致するように半周期を選んだこと
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）回転磁界の強さが連続的に変えられることを特徴
   とする、特許請求の範囲第２項記載の方法。
4. （４）回転磁界の強さが段階的に変えられることを特徴
   とする、特許請求の範囲第２項記載の方法。
5. （５）回転磁界として開放形回転磁界を使用することを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第４項のうち
   、いずれか一項または複数項に記載の方法。
6. （６）回転磁界として、少くとも２個の部分磁界で構成
   されている回転磁界を使用することを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項ないし第４項のうち、いずれか一項ま
   たは複数項に記載の方法。
7. （７）修正位置を、複数の磁極（２）の中の特定のもの
   に関連させること、この特定の磁極に、回転体の外周上
   の位置によつて決まる数字を割り当てること、加速中に
   必要とした磁極の数を調べること、この値から、制動中
   に必要とする磁極の数を求めてそれを回転体（１）の極
   数に関連させること、および、このようにして求めた、
   複数の磁極（２）のうち１つに関連した値を、制動開始
   時期の制御のため使用することを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項ないし第６項のうち、いずれか一項または
   複数項に記載の方法。
8. （８）主として回転体（１）の支持装置（３）、回転体
   を回転させるための装置、支持装置（３）と連動する測
   定値変換装置（４）、基準信号発生装置、および測定値
   変換装置（４）から供給される振動信号を基準信号との
   関係において解析するための評価ユニット（５）で構成
   されている、特許請求の範囲第１項記載の方法を不つり
   あい測定機で実施するための装置において、回転体（１
   ）を回転させるため、回転磁界を発生させることのでき
   る磁界システム（１０）を設けたこと、加速中、定速度
   回転中、および減速中の回転体（１）の回転を制御する
   ための制御プログラム装置（２０）を設けたこと、制御
   プログラム装置（２０）の出力側には、可変周波数タイ
   ミングパルス発生器（１９）を接続すること、そのタイ
   ミングパルス発生器（１９）を正弦波発生器（１３）に
   接続し、その出力側は、電力増幅器（１４）、（１５）
   を介して、磁界システム（１０）の少なくとも２個の磁
   力コイル（１１）、（１２）に接続すること、および、
   基準信号発生装置の出力信号の周波数は、磁界システム
   （１０）から供給される信号に由来させることができる
   ことを特徴とする装置。
9. （９）基準信号発生装置が分周器（２２）を含んでおり
   、それはタイミングパルス発生器（１９）と磁界システ
   ム（１０）との間の導線に接続されていることを特徴と
   する、特許請求の範囲第８項記載の装置。
10. （１０）分周器（２２）はタイミングパルス発生器（１
    ９）の出力側に接続され、分周器（２２）の出力側には
    、不つりあい測定用の基準信号として役立つ出力信号を
    発する正弦波／余弦波発生器（２３）が接続されている
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第９項記載の装置。
11. （１１）磁界システム（１０）が、回転体（１）の磁極
    ピッチに対応して設けられる２相または３相巻線として
    形成されることを特徴とする、特許請求の範囲第８項な
    いし第１０項のうち、いずれか一項または複数項に記載
    の装置。
12. （１２）２相巻線が設けられていること、および、回転
    磁界を１個の磁極ピッチの４分の１ずつ段階的に励磁し
    得ることを特徴とする、特許請求の範囲第１１項記載の
    装置。
13. （１３）追加の構成要素として、永久磁石装置または直
    流を供給される補助巻線が設けられていることを特徴と
    する、特許請求の範囲第１２項記載の装置。
14. （１４）磁界システムに少くとも２個の構成部材が付属
    しており、それらの構成部材は回転体を磁界システムに
    入れる際、はさみ状に開き得ることを特徴とする、特許
    請求の範囲第８項ないし第１３項のうち、いずれか一項
    または複数項に記載の装置。