JPS6234966B2 - - Google Patents
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- JPS6234966B2 JPS6234966B2 JP58122753A JP12275383A JPS6234966B2 JP S6234966 B2 JPS6234966 B2 JP S6234966B2 JP 58122753 A JP58122753 A JP 58122753A JP 12275383 A JP12275383 A JP 12275383A JP S6234966 B2 JPS6234966 B2 JP S6234966B2
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- JP
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- rotating shaft
- band
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- circuit
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
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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
- F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles
- F16C2322/39—General buildup of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turning (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、工作機主軸等に使用する磁気軸受
の制御装置に関するものである。
の制御装置に関するものである。
従来技術による磁気軸受装置の一例を第１図に
より説明すると、回転軸１の半径方向の位置を検
知するセンサ２の検出信号と、回転軸１の基準位
置を設定した軸位置基準器３の基準位置信号とか
ら、加算器４は基準位置と実際の回転軸１の位置
とのずれ量を示す偏差信号を制御回路５に供給す
る。制御回路５は、上記偏差信号を増幅する偏差
増幅器６、およびこの偏差増幅器６の出力信号の
位相の進み、遅れを補償する二次位相進み遅れ回
路７からなり、制御回路５から出力される偏差信
号に対応した電流が電力増幅器８より電磁石９の
コイル１０に供給され、電磁石９の電磁吸引力を
加減する。なお、コイル１０への出力電流は、第
２図に示すように、電力増幅器８に電流フイード
バツクされるため、コイル１０の励磁電流は電力
増幅器８の入力電圧と比例関係にある。
より説明すると、回転軸１の半径方向の位置を検
知するセンサ２の検出信号と、回転軸１の基準位
置を設定した軸位置基準器３の基準位置信号とか
ら、加算器４は基準位置と実際の回転軸１の位置
とのずれ量を示す偏差信号を制御回路５に供給す
る。制御回路５は、上記偏差信号を増幅する偏差
増幅器６、およびこの偏差増幅器６の出力信号の
位相の進み、遅れを補償する二次位相進み遅れ回
路７からなり、制御回路５から出力される偏差信
号に対応した電流が電力増幅器８より電磁石９の
コイル１０に供給され、電磁石９の電磁吸引力を
加減する。なお、コイル１０への出力電流は、第
２図に示すように、電力増幅器８に電流フイード
バツクされるため、コイル１０の励磁電流は電力
増幅器８の入力電圧と比例関係にある。
上記のような従来の磁気軸受装置の制御系にお
ける一巡伝達関数は第３図のようになり、センサ
２の出力電圧から電力増幅器８の入力電圧（制御
回路５の出力電圧）までの伝達関係は第４図のよ
うになる。この一巡伝達関数の位相余有（すなわ
ちゲイン0dBの周波数（クロスオーバー周波数）
ω０において位相が−180゜に対してどれだけ余
有があるかを示す値）は、磁気軸受の場合、制御
系の安定度等を考慮して、通常、15゜〜50゜に取
られる。また、クロスオーバー周波数ω０は、回
転軸の固有振動数ω１に対してかなり小さい値に
設定される。たとえば、回転軸の固有振動数ω１
を800Hzとすると、クロスオーバー周波数ω０は
80〜400Hz程度に設定される。
ける一巡伝達関数は第３図のようになり、センサ
２の出力電圧から電力増幅器８の入力電圧（制御
回路５の出力電圧）までの伝達関係は第４図のよ
うになる。この一巡伝達関数の位相余有（すなわ
ちゲイン0dBの周波数（クロスオーバー周波数）
ω０において位相が−180゜に対してどれだけ余
有があるかを示す値）は、磁気軸受の場合、制御
系の安定度等を考慮して、通常、15゜〜50゜に取
られる。また、クロスオーバー周波数ω０は、回
転軸の固有振動数ω１に対してかなり小さい値に
設定される。たとえば、回転軸の固有振動数ω１
を800Hzとすると、クロスオーバー周波数ω０は
80〜400Hz程度に設定される。
上記のような従来技術による制御回路を有する
磁気軸受装置においては、第３図のゲイン線図お
よび位相線図からも明らかなように、クロスオー
バー周波数ω０よりかなり高い回転軸の固有振動
数ω１における動剛性が低くなり、実際に用いら
れる回転数ωaは固有振動数ω１の最高70〜80％
程度であるにもかかわらず、何らかの外乱等によ
り固有振動数ω１の振動成分が制御系に入り込む
と、回転軸がω１で自励発振することがあつた。
そこで、制御系に固有振動数ω１を中心周波数と
する帯域消去フイルタを挿入してω１の周波数成
分の正帰還を阻止することにより上記のような自
励発振を抑えることが行なわれている。
磁気軸受装置においては、第３図のゲイン線図お
よび位相線図からも明らかなように、クロスオー
バー周波数ω０よりかなり高い回転軸の固有振動
数ω１における動剛性が低くなり、実際に用いら
れる回転数ωaは固有振動数ω１の最高70〜80％
程度であるにもかかわらず、何らかの外乱等によ
り固有振動数ω１の振動成分が制御系に入り込む
と、回転軸がω１で自励発振することがあつた。
そこで、制御系に固有振動数ω１を中心周波数と
する帯域消去フイルタを挿入してω１の周波数成
分の正帰還を阻止することにより上記のような自
励発振を抑えることが行なわれている。
しかしながら、上記のような帯域消去フイルタ
を用いた磁気軸受の制御装置においては、固有振
動数ω１での自励発振を抑え得るものの、固有振
動数ω１付近での動剛性はほとんど改善されず、
このような磁気軸受で支承されたスピンドルをミ
リング加工機等の主軸として用いると、固有振動
数ω１付近での剛性が低いため、切削外乱等によ
り生じる固有振動数ω１付近での回転軸の振動成
分を抑える振動減衰力が弱く、この振動が大きく
なつて、軸受が制御不能に陥り易く、十分な切削
力が得られないという問題があつた。
を用いた磁気軸受の制御装置においては、固有振
動数ω１での自励発振を抑え得るものの、固有振
動数ω１付近での動剛性はほとんど改善されず、
このような磁気軸受で支承されたスピンドルをミ
リング加工機等の主軸として用いると、固有振動
数ω１付近での剛性が低いため、切削外乱等によ
り生じる固有振動数ω１付近での回転軸の振動成
分を抑える振動減衰力が弱く、この振動が大きく
なつて、軸受が制御不能に陥り易く、十分な切削
力が得られないという問題があつた。
この発明は上記の事情に鑑みなされたもので、
その目的は、磁気軸受により支承される回転軸の
固有振動数における動剛性の低下を防いで、工作
機主軸等に適用した場合においても十分な切削力
を確保することが可能な磁気軸受の制御装置を提
供することにある。
その目的は、磁気軸受により支承される回転軸の
固有振動数における動剛性の低下を防いで、工作
機主軸等に適用した場合においても十分な切削力
を確保することが可能な磁気軸受の制御装置を提
供することにある。
上記の問題点を解決するためになされたこの発
明は、回転軸の半径方向の位置を検出するセンサ
と、このセンサの出力信号により電磁石のコイル
への電流を制御する制御回路とを備え、設定した
回転軸の半径方向の位置に回転軸を保持する磁気
軸受の制御装置において、上記制御回路に、回転
軸の固有振動数ω１にほぼ等しい周波数を中心周
波数とする帯域通過フイルタと、この周波数より
低い周波数ω２を中心周波数とする帯域消去フイ
ルタと、これらのフイルタによつて生じる位相遅
れを補償する位相進み遅れ回路を直列に接続して
備えることにより回転軸の固有振動数ω１付近の
周波数帯域における位相を局部的に進ませると共
にゲインを増大させ、かつ直列に接続された上記
の帯域通過フイルタ、帯域消去フイルタおよび位
相進み遅れ回路と並列に低周波数帯域の剛性を高
めるための積分要素を設けたことを特徴とする。
明は、回転軸の半径方向の位置を検出するセンサ
と、このセンサの出力信号により電磁石のコイル
への電流を制御する制御回路とを備え、設定した
回転軸の半径方向の位置に回転軸を保持する磁気
軸受の制御装置において、上記制御回路に、回転
軸の固有振動数ω１にほぼ等しい周波数を中心周
波数とする帯域通過フイルタと、この周波数より
低い周波数ω２を中心周波数とする帯域消去フイ
ルタと、これらのフイルタによつて生じる位相遅
れを補償する位相進み遅れ回路を直列に接続して
備えることにより回転軸の固有振動数ω１付近の
周波数帯域における位相を局部的に進ませると共
にゲインを増大させ、かつ直列に接続された上記
の帯域通過フイルタ、帯域消去フイルタおよび位
相進み遅れ回路と並列に低周波数帯域の剛性を高
めるための積分要素を設けたことを特徴とする。
上記の構成を有するこの発明の磁気軸受の制御
装置において、制御系の位相余有は15゜〜50゜の
範囲に保たれ、回転軸の回転数ωaは固有振動数
ω１の最高70〜80％で用いられる。回転軸の固有
振動数ω１にほぼ等しい中心周波数を持つ帯域通
過フイルタは、周波数ω１でのゲインを増加させ
るが、ω１の高周波側では位相が遅れ、低周波側
では位相が進み、中心周波数ω１では位相は進み
遅れもしないという位相特性を示す。これに対し
て、固有振動数ω１より低いω２を中心周波数と
する帯域消去フイルタは、中心周波数ω２でゲイ
ンが最も小さくなると共に、ω２の高周波側では
位相が進み、低周波側で位相が遅れるという位相
特性を示す。従つて、上記の帯域通過フイルタと
帯域消去フイルタを直列に接続して制御回路に挿
入すると、軸の固有振動数ω１付近においてゲイ
ンが高くなり、かつ位相が進むため、振動数ω１
の振動成分に対する振動減衰力が強くなり、この
振動数の振動を効果的に抑えることができる。
装置において、制御系の位相余有は15゜〜50゜の
範囲に保たれ、回転軸の回転数ωaは固有振動数
ω１の最高70〜80％で用いられる。回転軸の固有
振動数ω１にほぼ等しい中心周波数を持つ帯域通
過フイルタは、周波数ω１でのゲインを増加させ
るが、ω１の高周波側では位相が遅れ、低周波側
では位相が進み、中心周波数ω１では位相は進み
遅れもしないという位相特性を示す。これに対し
て、固有振動数ω１より低いω２を中心周波数と
する帯域消去フイルタは、中心周波数ω２でゲイ
ンが最も小さくなると共に、ω２の高周波側では
位相が進み、低周波側で位相が遅れるという位相
特性を示す。従つて、上記の帯域通過フイルタと
帯域消去フイルタを直列に接続して制御回路に挿
入すると、軸の固有振動数ω１付近においてゲイ
ンが高くなり、かつ位相が進むため、振動数ω１
の振動成分に対する振動減衰力が強くなり、この
振動数の振動を効果的に抑えることができる。
他方、回転軸の回転数ωaは、通常、固有振動
数ω１の最高70〜80％で用いられ、位置センサの
出力は軸の回転に同期した周波数ωaが主成分を
なす。従つて、周波数ωaでの制御系のゲインが
高いと、ωaの周波数成分のみで制御系の電子回
路が飽和すると共に、回転軸のアンバランスロー
ドによる振れ回りの遠心力によつてハウジングの
振動が大きくなるが、ωaにおけるゲインを低く
すると、回転軸はその幾何学的中心（位置センサ
の軸位置基準）ではなく慣性主軸を中心として回
転するため、アンバランスロードによる遠心力が
小さくなり、ハウジングに伝わる振動も小さくな
るから、軸の回転に同期した周波数ωa付近での
制御系のゲインは低くすることが望ましい。この
点に関して、回転軸の固有振動数ω１より低いω
２を中心周波数とする上記の帯域消去フイルタ
は、周波数ω２においてゲインが大きく低下する
から、軸の回転数に同期した周波数ωa付近の成
分に対して制御系のゲインを低く抑えるという望
ましい作用をもなす。上記帯域消去フイルタの中
心周波数ω２（＜ω１）は回転軸の回転数（また
はこれに同期した周波数）ωaの最大値（すなわ
ち最高回転数）であつてもよい。
数ω１の最高70〜80％で用いられ、位置センサの
出力は軸の回転に同期した周波数ωaが主成分を
なす。従つて、周波数ωaでの制御系のゲインが
高いと、ωaの周波数成分のみで制御系の電子回
路が飽和すると共に、回転軸のアンバランスロー
ドによる振れ回りの遠心力によつてハウジングの
振動が大きくなるが、ωaにおけるゲインを低く
すると、回転軸はその幾何学的中心（位置センサ
の軸位置基準）ではなく慣性主軸を中心として回
転するため、アンバランスロードによる遠心力が
小さくなり、ハウジングに伝わる振動も小さくな
るから、軸の回転に同期した周波数ωa付近での
制御系のゲインは低くすることが望ましい。この
点に関して、回転軸の固有振動数ω１より低いω
２を中心周波数とする上記の帯域消去フイルタ
は、周波数ω２においてゲインが大きく低下する
から、軸の回転数に同期した周波数ωa付近の成
分に対して制御系のゲインを低く抑えるという望
ましい作用をもなす。上記帯域消去フイルタの中
心周波数ω２（＜ω１）は回転軸の回転数（また
はこれに同期した周波数）ωaの最大値（すなわ
ち最高回転数）であつてもよい。
なお、位相進み遅れ回路は、周波数に対する位
相、ゲインの特性変化が緩やかで、制御系に入り
込む広範囲の周波数成分に対してフラツトな位相
補償を行ない、帯域通過フイルタ、帯域消去フイ
ルタによつて生じる位相遅れを補償して、全般的
に制御の安定度を向上させる。また、上記の積分
要素は、回転数ωaが非常に低い時、あるいは位
相センサに入り込む低周波数成分に対して高いゲ
インを示し、低周波数帯域における剛性を強くす
る。すなわち、低周波数帯域ではこの積分要素が
制御系を支配するが、周波数が増加するとゲイン
が減少し、制御系に対する影響が小さくなる。
相、ゲインの特性変化が緩やかで、制御系に入り
込む広範囲の周波数成分に対してフラツトな位相
補償を行ない、帯域通過フイルタ、帯域消去フイ
ルタによつて生じる位相遅れを補償して、全般的
に制御の安定度を向上させる。また、上記の積分
要素は、回転数ωaが非常に低い時、あるいは位
相センサに入り込む低周波数成分に対して高いゲ
インを示し、低周波数帯域における剛性を強くす
る。すなわち、低周波数帯域ではこの積分要素が
制御系を支配するが、周波数が増加するとゲイン
が減少し、制御系に対する影響が小さくなる。
以下、第５図に示すこの発明の磁気軸受の制御
装置の一実施例について第６図乃至第９図の線図
を参照しつつ説明する。
装置の一実施例について第６図乃至第９図の線図
を参照しつつ説明する。
図示実施例の磁気軸受の制御装置は、中心周波
数が回転軸１の固有振動数ω１にほぼ等しい帯域
通過フイルタ１１、このω１より小さい周波数ω
２を中心周波数とする帯域消去フイルタ１２およ
び位相進み遅れ回路１３からなる直列回路１４を
有し、この直列回路１４と並列に積分回路１６が
設けられている。回転軸１の位置を示す信号を発
生するセンサ２の出力は、回転軸１の所定の基準
位置を示す信号を発生する軸位置基準器３の出力
と共に加算器４に入力され、これら２つの信号の
偏差信号が上記の直列回路１４および積分回路１
６に入力される。直列回路１４および積分回路１
６の出力は加算器１５で合成され、電力増幅器８
へ入力される。電力増幅器８は、入力に比例した
励磁電流を電磁石９のコイル１０へ供給する。
数が回転軸１の固有振動数ω１にほぼ等しい帯域
通過フイルタ１１、このω１より小さい周波数ω
２を中心周波数とする帯域消去フイルタ１２およ
び位相進み遅れ回路１３からなる直列回路１４を
有し、この直列回路１４と並列に積分回路１６が
設けられている。回転軸１の位置を示す信号を発
生するセンサ２の出力は、回転軸１の所定の基準
位置を示す信号を発生する軸位置基準器３の出力
と共に加算器４に入力され、これら２つの信号の
偏差信号が上記の直列回路１４および積分回路１
６に入力される。直列回路１４および積分回路１
６の出力は加算器１５で合成され、電力増幅器８
へ入力される。電力増幅器８は、入力に比例した
励磁電流を電磁石９のコイル１０へ供給する。
上記直列回路１４において、帯域通過フイルタ
１１は、偏差信号中回転軸１の固有振動数ω１付
近の周波数成分に対するゲインを増加させる。こ
れによつてこの振動数付近の振動成分に対する減
衰力が大きくなる。帯域消去フイルタ１２は固有
振動数ω１付近での位相を進ませてその周波数付
近の制御の安定度を増大させると共に使用回転数
ωa付近でのゲインを低くし、制御系の電子回路
の飽和および回転軸１のアンバランスロードによ
るハウジングの振動を防止するよう作用する。な
お、帯域消去フイルタ１２の中心周波数ω２は帯
域通過フイルタ１１の中心周波数（回転軸１の固
有振動数）ω１よりも低ければよく、たとえばω
１の1/10乃至2/3程度が望ましく、また、固有振
動数ω１より小さい回転軸１の最大使用回転数
（ωaの最高値）に等しい周波数であつてもよい。
１１は、偏差信号中回転軸１の固有振動数ω１付
近の周波数成分に対するゲインを増加させる。こ
れによつてこの振動数付近の振動成分に対する減
衰力が大きくなる。帯域消去フイルタ１２は固有
振動数ω１付近での位相を進ませてその周波数付
近の制御の安定度を増大させると共に使用回転数
ωa付近でのゲインを低くし、制御系の電子回路
の飽和および回転軸１のアンバランスロードによ
るハウジングの振動を防止するよう作用する。な
お、帯域消去フイルタ１２の中心周波数ω２は帯
域通過フイルタ１１の中心周波数（回転軸１の固
有振動数）ω１よりも低ければよく、たとえばω
１の1/10乃至2/3程度が望ましく、また、固有振
動数ω１より小さい回転軸１の最大使用回転数
（ωaの最高値）に等しい周波数であつてもよい。
上記位相進み遅れ回路１３は、帯域通過フイル
タ１１および帯域消去フイルタ１２によつて生じ
る位相遅れを補償し、広範囲の周波数成分に対し
て制御の安定度を向上させる。積分回路１６は、
位相が−90゜で一定であり、ゲインが周波数の増
加に対して20dB／decadeで減少する特性を有
し、低周波数帯域においては直列回路１４に代わ
り制御系を支配する。すなわち、低速回転時ある
いは低周波数振動成分に対する剛性を付与する
が、周波数の増加と共にゲインが減少して影響が
小さくなり、逆に上記直列回路１４の出力が支配
的となる。
タ１１および帯域消去フイルタ１２によつて生じ
る位相遅れを補償し、広範囲の周波数成分に対し
て制御の安定度を向上させる。積分回路１６は、
位相が−90゜で一定であり、ゲインが周波数の増
加に対して20dB／decadeで減少する特性を有
し、低周波数帯域においては直列回路１４に代わ
り制御系を支配する。すなわち、低速回転時ある
いは低周波数振動成分に対する剛性を付与する
が、周波数の増加と共にゲインが減少して影響が
小さくなり、逆に上記直列回路１４の出力が支配
的となる。
次に、上記の制御系の動作を伝達関数の線図に
よつて説明する。ここで、回転軸１の固有振動数
ω１はω１＝670Hz、制御系のクロスオーバー周
波数ω０はω０＝200Hzであるとし、帯域通過フ
イルタ１１は、第６図に示すような伝達関数特性
を有する２次要素フイルタで、その中心周波数は
上記ω１＝670Hzにほぼ等しい700Hzであると仮定
する。また、帯域消去フイルタ１２の中心周波数
ω２はω２＝500Hzで、その伝達関数の線図を第
７図に示す。
よつて説明する。ここで、回転軸１の固有振動数
ω１はω１＝670Hz、制御系のクロスオーバー周
波数ω０はω０＝200Hzであるとし、帯域通過フ
イルタ１１は、第６図に示すような伝達関数特性
を有する２次要素フイルタで、その中心周波数は
上記ω１＝670Hzにほぼ等しい700Hzであると仮定
する。また、帯域消去フイルタ１２の中心周波数
ω２はω２＝500Hzで、その伝達関数の線図を第
７図に示す。
第８図は上記帯域通過フイルタ１１、帯域消去
フイルタ１２と位相進み遅れ回路１３の伝達関数
を合成した伝達関数の線図であり、位相進み遅れ
回路１３は少なくとも上記ω０〜ω１の周波数で
進相作用を持ち、ω０で40゜程度、ω１で90゜程
度位相を進ませる。第９図は制御系全体の一巡伝
達関数の線図であり、固有振動数ω１付近ではゲ
インが大きくかつ位相がすすみ、ω２付近ではゲ
インが低くなつている。低周波数帯域では積分回
路１６により制御され、制御系の安定性および回
転軸１の固有振動数ω１の減衰特性に関与する周
波数ω０、ω１においては、積分回路の影響はほ
とんどない。
フイルタ１２と位相進み遅れ回路１３の伝達関数
を合成した伝達関数の線図であり、位相進み遅れ
回路１３は少なくとも上記ω０〜ω１の周波数で
進相作用を持ち、ω０で40゜程度、ω１で90゜程
度位相を進ませる。第９図は制御系全体の一巡伝
達関数の線図であり、固有振動数ω１付近ではゲ
インが大きくかつ位相がすすみ、ω２付近ではゲ
インが低くなつている。低周波数帯域では積分回
路１６により制御され、制御系の安定性および回
転軸１の固有振動数ω１の減衰特性に関与する周
波数ω０、ω１においては、積分回路の影響はほ
とんどない。
なお、上記の実施例において、積分回路１６に
比例回路１７を付加し、制御系の安定性を増加す
るようにしてもよい。
比例回路１７を付加し、制御系の安定性を増加す
るようにしてもよい。
この発明は、以上のとおり、回転軸の固有振動
数にほぼ等しい周波数を中心周波数とする帯域通
過フイルタと、この周波数より小さい周波数を中
心周波数とする帯域消去フイルタと、これらのフ
イルタによつて生じる位相遅れを補償する位相進
み遅れ回路とを直列に接続した直列回路によつて
クロスオーバー周波数ω０における位相余有を15
゜〜50゜の範囲とし、かつ固有振動数ω１付近に
おける制御系のゲイン・位相特性を改良している
から、固有振動数ω１付近での振動減衰力が大き
くなり、固有振動数ω１付近における回転軸の動
剛性も向上し、工作機主軸等に適用した場合にお
いて、主軸が安定すると共に、低周波数帯域にお
いては、積分要素によつて良好な剛性を確保する
ことができるため、ミリング加工等の切削におい
ても十分な切削力が得られる。
数にほぼ等しい周波数を中心周波数とする帯域通
過フイルタと、この周波数より小さい周波数を中
心周波数とする帯域消去フイルタと、これらのフ
イルタによつて生じる位相遅れを補償する位相進
み遅れ回路とを直列に接続した直列回路によつて
クロスオーバー周波数ω０における位相余有を15
゜〜50゜の範囲とし、かつ固有振動数ω１付近に
おける制御系のゲイン・位相特性を改良している
から、固有振動数ω１付近での振動減衰力が大き
くなり、固有振動数ω１付近における回転軸の動
剛性も向上し、工作機主軸等に適用した場合にお
いて、主軸が安定すると共に、低周波数帯域にお
いては、積分要素によつて良好な剛性を確保する
ことができるため、ミリング加工等の切削におい
ても十分な切削力が得られる。
第１図は従来の磁気軸受装置の一例を示すブロ
ツク図、第２図は第１図の要部の回路図、第３図
は第１図の制御系の一巡伝達関数の線図、第４図
は第１図における制御回路の伝達関数の線図、第
５図はこの発明の一実施例のブロツク図、第６図
は上記実施例の帯域通過フイルタの伝達関数の線
図、第７図は上記実施例の帯域消去フイルタの伝
達関数の線図、第８図は上記実施例の直列回路の
伝達関数の線図、第９図は上記実施例の制御系全
体の一巡伝達関数の線図である。 １……回転軸、２……センサ、３……軸位置基
準器、４，１５……加算器、８……電力増幅器、
９……電磁石、１０……コイル、１１……帯域通
過フイルタ、１２……帯域消去フイルタ、１３…
…位相進み遅れ回路、１４……直列回路、１６…
…積分回路、１７……比例回路。
ツク図、第２図は第１図の要部の回路図、第３図
は第１図の制御系の一巡伝達関数の線図、第４図
は第１図における制御回路の伝達関数の線図、第
５図はこの発明の一実施例のブロツク図、第６図
は上記実施例の帯域通過フイルタの伝達関数の線
図、第７図は上記実施例の帯域消去フイルタの伝
達関数の線図、第８図は上記実施例の直列回路の
伝達関数の線図、第９図は上記実施例の制御系全
体の一巡伝達関数の線図である。 １……回転軸、２……センサ、３……軸位置基
準器、４，１５……加算器、８……電力増幅器、
９……電磁石、１０……コイル、１１……帯域通
過フイルタ、１２……帯域消去フイルタ、１３…
…位相進み遅れ回路、１４……直列回路、１６…
…積分回路、１７……比例回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転軸の半径方向の位置を検出するセンサ
と、このセンサの出力信号により電磁石のコイル
への電流を制御する制御回路とを備え、設定した
回転軸の半径方向の位置に回転軸を保持する磁気
軸受の制御装置において、上記制御回路に、回転
軸の固有振動数ω１にほぼ等しい周波数を中心周
波数とする帯域通過フイルタと、この周波数より
低い周波数ω２を中心周波数とする帯域消去フイ
ルタと、これらのフイルタによつて生じる位相遅
れを補償する位相進み遅れ回路とを直列に接続し
て備えることにより回転軸の固有振動数ω１付近
の周波数帯域における位相を局部的に進ませると
共にゲインを増大させ、かつ直列に接続された上
記帯域通過フイルタ、帯域消去フイルタおよび位
相進み回路と並列に低周波数帯域の剛性を高める
ための積分要素を設けたことを特徴とする磁気軸
受の制御装置。 ２ 上記積分要素が並列に接続された比例要素を
有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の磁気軸受の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12275383A JPS6014619A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 磁気軸受の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12275383A JPS6014619A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 磁気軸受の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6014619A JPS6014619A (ja) | 1985-01-25 |
| JPS6234966B2 true JPS6234966B2 (ja) | 1987-07-30 |
Family
ID=14843751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12275383A Granted JPS6014619A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 磁気軸受の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6014619A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61244937A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-10-31 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 電気機械における機械系の固有振動抑制方式 |
| JPS61286609A (ja) * | 1985-06-11 | 1986-12-17 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 制御式ラジアル磁気軸受の制御装置 |
| JPS6228544A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-06 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 電気機械における機械系の固有振動抑制方式 |
| JPH0680328B2 (ja) * | 1986-06-16 | 1994-10-12 | 三菱重工業株式会社 | 磁気軸受制御装置 |
| JPS62258219A (ja) * | 1986-05-02 | 1987-11-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 磁気軸受の制御方式 |
| JPS62258222A (ja) * | 1986-05-02 | 1987-11-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 磁気軸受の制御方式 |
| JPH0730790B2 (ja) * | 1987-01-31 | 1995-04-10 | 三菱重工業株式会社 | 磁気軸受制御装置 |
| JPH0735683Y2 (ja) * | 1988-03-31 | 1995-08-16 | エヌティエヌ株式会社 | 磁気軸受の制御回路 |
| JPH0787681B2 (ja) * | 1988-07-21 | 1995-09-20 | セイコー電子工業株式会社 | 磁気軸受の制御装置 |
| JPH064093Y2 (ja) * | 1988-12-01 | 1994-02-02 | セイコー精機株式会社 | 磁気軸受の制御装置 |
| JP3143986B2 (ja) * | 1991-10-14 | 2001-03-07 | 株式会社日立製作所 | 一軸多段遠心圧縮機 |
| JP3463218B2 (ja) * | 1993-12-24 | 2003-11-05 | 光洋精工株式会社 | 磁気軸受装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5293853A (en) * | 1975-12-24 | 1977-08-06 | Europ Propulsion | Critical frequency attenuator for rotor suspended with electromagnetic bearing |
| JPS5293852A (en) * | 1975-12-24 | 1977-08-06 | Europ Propulsion | Syncronization interference compensator for magnetically suspended rotor |
| GB1530918A (en) * | 1974-12-06 | 1978-11-01 | Teldix Gmbh | Arrangement for damping oscillation |
| JPS5765415A (en) * | 1980-10-09 | 1982-04-21 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Control circuit system for magnetic bearing |
-
1983
- 1983-07-05 JP JP12275383A patent/JPS6014619A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1530918A (en) * | 1974-12-06 | 1978-11-01 | Teldix Gmbh | Arrangement for damping oscillation |
| JPS5293853A (en) * | 1975-12-24 | 1977-08-06 | Europ Propulsion | Critical frequency attenuator for rotor suspended with electromagnetic bearing |
| JPS5293852A (en) * | 1975-12-24 | 1977-08-06 | Europ Propulsion | Syncronization interference compensator for magnetically suspended rotor |
| JPS5765415A (en) * | 1980-10-09 | 1982-04-21 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Control circuit system for magnetic bearing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6014619A (ja) | 1985-01-25 |
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