JPS63145818A - 磁気軸受装置 - Google Patents
磁気軸受装置Info
- Publication number
- JPS63145818A JPS63145818A JP28902586A JP28902586A JPS63145818A JP S63145818 A JPS63145818 A JP S63145818A JP 28902586 A JP28902586 A JP 28902586A JP 28902586 A JP28902586 A JP 28902586A JP S63145818 A JPS63145818 A JP S63145818A
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- JP
- Japan
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- bearing
- position detector
- magnetic bearing
- radial
- thrust
- 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.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
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
- F16C32/0446—Determination of the actual position of the moving member, e.g. details of sensors
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は小屋コンプレッサ、遠心分離機、小型ポンプ、
分子ポンプ力ど高速回転機械に適用される磁気軸受装置
に関する。
分子ポンプ力ど高速回転機械に適用される磁気軸受装置
に関する。
第８図は従来の磁気軸受を使った回転機械の構成を示し
、第９図および第１０図はそれぞれラジアル軸受の詳細
および、スラスト軸受の詳細を示す。
、第９図および第１０図はそれぞれラジアル軸受の詳細
および、スラスト軸受の詳細を示す。
第８図において１はラジアル磁気軸受、２はラジアル位
置検出器、３はスラスト磁気軸受、４はスラスト位置検
出器、５はラジアル軸受制御装置。
置検出器、３はスラスト磁気軸受、４はスラスト位置検
出器、５はラジアル軸受制御装置。
６はスラスト軸受制御装置、７はロータ、８はステータ
、９は補助軸受、１０はスラストベアリングディスクを
示す。ロータ７がラジアル方向に変位すると、ラジアル
位置検出器２によシその変位が検出され、その検出信号
がラジアル軸受制御装置５に入力し、これによシラシア
ル磁気軸受１が制御されてロータ７が正常位置に戻され
る。同様にロータ７のスラスト方向の変位もスラスト位
置検出器４．スラスト軸受制御装置６およびスラスト磁
気軸受３を介して正常位置に戻される。
、９は補助軸受、１０はスラストベアリングディスクを
示す。ロータ７がラジアル方向に変位すると、ラジアル
位置検出器２によシその変位が検出され、その検出信号
がラジアル軸受制御装置５に入力し、これによシラシア
ル磁気軸受１が制御されてロータ７が正常位置に戻され
る。同様にロータ７のスラスト方向の変位もスラスト位
置検出器４．スラスト軸受制御装置６およびスラスト磁
気軸受３を介して正常位置に戻される。
第９図および第１０図において、１１はラジアル磁気軸
受、１２はラジアル位置検出器、１３はスラスト磁気軸
受、１４はスラスト位置検出器。
受、１２はラジアル位置検出器、１３はスラスト磁気軸
受、１４はスラスト位置検出器。
１５．１６はロータ、１７はコイル、１８は左側コイル
、１９は右側コイル、２０はスラストベアリングディス
クを示し、これらの作用は上記第８図について説明した
ものと同一である。
、１９は右側コイル、２０はスラストベアリングディス
クを示し、これらの作用は上記第８図について説明した
ものと同一である。
（１）第９図に示すラジアル軸受ではラジアル磁気軸受
１１の中心とラジアル位置検出器１２が軸方向に離れて
いる。これは従来方式（電磁式や渦電流式）のラジアル
位置検出器では、ラジアル磁気軸受１１の磁石に加わる
磁気による外乱が入シやすいことや、超小型の検出器を
作ることが困難なことから、磁石の中心と検出器の中心
とを一致させることができないからである。このような
ラジアル軸受と軸の高次振動数（危険速度）を超えるよ
うな高速で運転すると第１１図に示す様に。
１１の中心とラジアル位置検出器１２が軸方向に離れて
いる。これは従来方式（電磁式や渦電流式）のラジアル
位置検出器では、ラジアル磁気軸受１１の磁石に加わる
磁気による外乱が入シやすいことや、超小型の検出器を
作ることが困難なことから、磁石の中心と検出器の中心
とを一致させることができないからである。このような
ラジアル軸受と軸の高次振動数（危険速度）を超えるよ
うな高速で運転すると第１１図に示す様に。
軸の曲シが軸方向で大きく異なるため、この振動数に対
して制御が効かなくカシ、異常振動が発生するなど、運
転が出来なくなることがある。
して制御が効かなくカシ、異常振動が発生するなど、運
転が出来なくなることがある。
これは、磁石の中心と軸のラジアル位置を検出する検出
器の位置が離れているのが原因である。
器の位置が離れているのが原因である。
（２）一方、第１０図に示すスラスト軸受では、軸方向
の位置検出を円周方向の１〜２点の少い点で行っている
。このことは第１２図（５）、（Ｂ）に示す様にスラス
トベアリングディスク２ｏのわずがな傷Ｐや傾きに対し
て軸方向位置信号上は軸方向動きとして感じられ、異常
振動が発生したシ、余分な力が軸受に発生したシして、
運転上不都合である。
の位置検出を円周方向の１〜２点の少い点で行っている
。このことは第１２図（５）、（Ｂ）に示す様にスラス
トベアリングディスク２ｏのわずがな傷Ｐや傾きに対し
て軸方向位置信号上は軸方向動きとして感じられ、異常
振動が発生したシ、余分な力が軸受に発生したシして、
運転上不都合である。
従って、軸方向位置検出器としては、円周上の局部的な
信号を出さないで、出来るだけ平均値が検出されるもの
が望まれる。
信号を出さないで、出来るだけ平均値が検出されるもの
が望まれる。
本発明は上記従来の問題点を解消し、異常振動の発生を
防止するとともに、運転を円滑且つ安定に行なうことが
できる磁気軸受装置を提供することを目的とする。
防止するとともに、運転を円滑且つ安定に行なうことが
できる磁気軸受装置を提供することを目的とする。
本発明による磁気軸受装置は１回転体の回転軸系に設置
される磁気軸受において、上記回転軸系に検出用電流を
通ずることなく上記回転軸系の変位を検出する一対の極
板を有する静電容量型位置検出器を上記磁気軸受の内部
に配設してなることを特徴とし１例えば、ラジアル軸受
については。
される磁気軸受において、上記回転軸系に検出用電流を
通ずることなく上記回転軸系の変位を検出する一対の極
板を有する静電容量型位置検出器を上記磁気軸受の内部
に配設してなることを特徴とし１例えば、ラジアル軸受
については。
第１図（５）、但）に示す様な構造を持つ、静電容量型
位置検出器を非常に狭いラジアル軸受の内部に配置し、
磁気軸受と位置検出器の軸方向位置を一致させるために
、１個の位置検出器又は互いに向い合わせた１対の位置
検出器を各方向に用い、またスラスト軸受については、
第２図（３）、（Ｂ）に示す様なドーナツ型の極板を持
つ静電容量星位置検出器を設置し、さらに、いずれの場
合も特殊カコンパクト変換回路を位置検出器から可能な
限シ近くに設置し５位置信号のノイズを極限まで小さく
するようになされている。
位置検出器を非常に狭いラジアル軸受の内部に配置し、
磁気軸受と位置検出器の軸方向位置を一致させるために
、１個の位置検出器又は互いに向い合わせた１対の位置
検出器を各方向に用い、またスラスト軸受については、
第２図（３）、（Ｂ）に示す様なドーナツ型の極板を持
つ静電容量星位置検出器を設置し、さらに、いずれの場
合も特殊カコンパクト変換回路を位置検出器から可能な
限シ近くに設置し５位置信号のノイズを極限まで小さく
するようになされている。
本発明によれば、靜電容ｉ型位置検出器を採用したこと
によシ、磁気の影響（ノイズ）を受けることが無くなっ
たので、軸受の内部に位置検出器を置くことが可能とな
シ、これによって、前述の軸受と位置検出器の位置が異
ることによる制御の不具合を完全に解消することができ
る。すなわち。
によシ、磁気の影響（ノイズ）を受けることが無くなっ
たので、軸受の内部に位置検出器を置くことが可能とな
シ、これによって、前述の軸受と位置検出器の位置が異
ることによる制御の不具合を完全に解消することができ
る。すなわち。
ラジアル軸受については、高次振動域においても不安定
等の問題が無くなシ、高速回転が可能となシ、一方スラ
スト軸受については、上記の位置検出器によ９１円周方
向の平均値としての軸方向位置が検出されるため、スラ
ストカラーの傷や幾何学的な傾きや振動による傾きなど
の影響を受けないで、スムーズな制御を行うことが出来
る。また。
等の問題が無くなシ、高速回転が可能となシ、一方スラ
スト軸受については、上記の位置検出器によ９１円周方
向の平均値としての軸方向位置が検出されるため、スラ
ストカラーの傷や幾何学的な傾きや振動による傾きなど
の影響を受けないで、スムーズな制御を行うことが出来
る。また。
本発明における静電容量型位置検出器は、第１３図に示
す従来例のように、一方の極をロータとしないので、ロ
ータに電流を流す必要が全く無く。
す従来例のように、一方の極をロータとしないので、ロ
ータに電流を流す必要が全く無く。
さらにブラシ４１を必要としないので、全く非接触で使
うことができる。なお第１３図において４２は他方の極
板である。
うことができる。なお第１３図において４２は他方の極
板である。
〔実施例〕
第１図（Ａ） 、 （Ｂ）は、本発明を適用したラジア
ル軸受部の一実施例、第３図は、その位置検出回路の主
要部を示す図、第４図は信号変換回路の一例を示し、２
１は磁気軸受本体、２２は電磁石、２３は静電容量型位
置検出器の極板、２４は軸、２５は信号変換回路、５１
は高周波発振器、５２はダイオード、５３は検出器、５
４はバランス用コンデンサ、５５は抵抗である。
ル軸受部の一実施例、第３図は、その位置検出回路の主
要部を示す図、第４図は信号変換回路の一例を示し、２
１は磁気軸受本体、２２は電磁石、２３は静電容量型位
置検出器の極板、２４は軸、２５は信号変換回路、５１
は高周波発振器、５２はダイオード、５３は検出器、５
４はバランス用コンデンサ、５５は抵抗である。
上記本発明の一実施例のラジアル軸受は、軸受の位置と
位置検出器の位置を一致させることができるので、第６
図に示す如く、高次振動域においても、不安定等の問題
はなく、高速回転が可能となる。
位置検出器の位置を一致させることができるので、第６
図に示す如く、高次振動域においても、不安定等の問題
はなく、高速回転が可能となる。
第２図は本発明を適用したスラスト軸受部の一実施例を
示す図で、スラストカラーの位置を片側から検出する場
合を示し、３１はスラストベアリングディスク、３２は
磁気軸受本体、３３はリング状の静電容量型位置検出器
の極板、３４はすきま、３５は信号変換回路である。
示す図で、スラストカラーの位置を片側から検出する場
合を示し、３１はスラストベアリングディスク、３２は
磁気軸受本体、３３はリング状の静電容量型位置検出器
の極板、３４はすきま、３５は信号変換回路である。
第５図は本発明を適用したスラスト軸受部の他の実施例
を示す図で、スラストカラーの位置を両側から検出する
場合を示し、６１はスラストベアリングディスク、６２
は磁気軸受本体、６３゜６４はそれぞれリング状の静電
容量型位置検出器の極板、６５は軸である。
を示す図で、スラストカラーの位置を両側から検出する
場合を示し、６１はスラストベアリングディスク、６２
は磁気軸受本体、６３゜６４はそれぞれリング状の静電
容量型位置検出器の極板、６５は軸である。
上記第２図および第５図に示す本発明の他の実施例のス
ラスト軸受は、上記の位置検出器にょシ、円周方向の平
均値としての軸方向位置が検出されるため、スジストカ
ラーの傷や幾何学的な傾きゃ振動による傾きなどの影響
を受けることなく、第７図に示す如く、スラスト方向の
振動が小さくなシ、円滑な制御を行なうことができる。
ラスト軸受は、上記の位置検出器にょシ、円周方向の平
均値としての軸方向位置が検出されるため、スジストカ
ラーの傷や幾何学的な傾きゃ振動による傾きなどの影響
を受けることなく、第７図に示す如く、スラスト方向の
振動が小さくなシ、円滑な制御を行なうことができる。
さらに、上記第１図、第２図および第５図に示す本発明
の各実施例における静電容量型の位置検出器は、何れも
軸に電流を流すことなく、非接触で位置を検出すること
ができるので、安定した運転が可能となる。
の各実施例における静電容量型の位置検出器は、何れも
軸に電流を流すことなく、非接触で位置を検出すること
ができるので、安定した運転が可能となる。
本発明によれば、ラジアル軸受の位置と位置検出器の位
置を一致させることが出来るので、従来の方式では振動
が大きくなって運転出来なかった高速回転まで運転が可
能となＬ ｔ：たスラスト方向の位置検出のノイズ防止
が可能となるので５円滑な制御を行なうことができ、さ
らに非接触で位置を検出できるので安定した運転が可能
となる等の優れた効果が奏せられる。
置を一致させることが出来るので、従来の方式では振動
が大きくなって運転出来なかった高速回転まで運転が可
能となＬ ｔ：たスラスト方向の位置検出のノイズ防止
が可能となるので５円滑な制御を行なうことができ、さ
らに非接触で位置を検出できるので安定した運転が可能
となる等の優れた効果が奏せられる。
第１図（５）、（Ｂ）は本発明の一実施例の構成を示す
図で、第１図（Ａ）は要部斜視図、第１図の）は要部平
面図、第２図（Ａ） 、 ＣＢ）は本発明の他の実施例
の構成を示す図で、第２図（５）は要部斜視図、第２図
ＣＢ）は要部の゛部□′分断面図、第３図は第１図囚、
（Ｂ）における極板の配置例を示す図、第４図は信号変
換回路の一例を示す図、第５図は本発明の他の実施例の
構成を示す部分断面図、第６図は本発明と従来例とのラ
ジアル振動の比較例を示す図、第７図は本発明と従来例
とのスラスト方向振動の比較例を示す図、第８図〜第１
３図はそれぞれ従来例を説明するための図である。 ２１．３２．６２・・・磁気軸受本体、２３，３３゜６
３．６４・・・極板。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第３図 第４図 官号変−４１ヨ語へ 第５図 １コ 第９因 第１０図
図で、第１図（Ａ）は要部斜視図、第１図の）は要部平
面図、第２図（Ａ） 、 ＣＢ）は本発明の他の実施例
の構成を示す図で、第２図（５）は要部斜視図、第２図
ＣＢ）は要部の゛部□′分断面図、第３図は第１図囚、
（Ｂ）における極板の配置例を示す図、第４図は信号変
換回路の一例を示す図、第５図は本発明の他の実施例の
構成を示す部分断面図、第６図は本発明と従来例とのラ
ジアル振動の比較例を示す図、第７図は本発明と従来例
とのスラスト方向振動の比較例を示す図、第８図〜第１
３図はそれぞれ従来例を説明するための図である。 ２１．３２．６２・・・磁気軸受本体、２３，３３゜６
３．６４・・・極板。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第３図 第４図 官号変−４１ヨ語へ 第５図 １コ 第９因 第１０図
Claims (1)
- 回転体の回転軸系に設置される磁気軸受において、上記
回転軸系に検出用電流を通ずることなく上記回転軸系の
変位を検出する一対の極板を有する静電容量型位置検出
器を上記磁気軸受の内部に配設してなることを特徴とす
る磁気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28902586A JPS63145818A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28902586A JPS63145818A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 磁気軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63145818A true JPS63145818A (ja) | 1988-06-17 |
Family
ID=17737851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28902586A Pending JPS63145818A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63145818A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6392821U (ja) * | 1986-12-08 | 1988-06-15 | ||
| WO2013185939A1 (en) * | 2012-06-12 | 2013-12-19 | Abb Research Ltd. | Magnetic bearing assembly and arrangement of position sensors for a magnetic bearing assembly |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6166541A (ja) * | 1984-09-08 | 1986-04-05 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 制御式ラジアル磁気軸受装置 |
| JPS61211524A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-19 | Koyo Seiko Co Ltd | 磁気軸受におけるロータ位置検出装置 |
-
1986
- 1986-12-05 JP JP28902586A patent/JPS63145818A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6166541A (ja) * | 1984-09-08 | 1986-04-05 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 制御式ラジアル磁気軸受装置 |
| JPS61211524A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-19 | Koyo Seiko Co Ltd | 磁気軸受におけるロータ位置検出装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6392821U (ja) * | 1986-12-08 | 1988-06-15 | ||
| WO2013185939A1 (en) * | 2012-06-12 | 2013-12-19 | Abb Research Ltd. | Magnetic bearing assembly and arrangement of position sensors for a magnetic bearing assembly |
| US9853525B2 (en) | 2012-06-12 | 2017-12-26 | Abb Research Ltd. | Magnetic bearing assembly and arrangement of position sensors for a magnetic bearing assembly |
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