JPS63254219A - 流体軸受を有する回転機械振動の電磁的減少装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は筐体内部に少くとも１個の流体軸受によって支
えられた回転子をもつ回転機械の振動を減少させるだめ
の電磁的装置に関する。

〔従来の技術〕

流体軸受即ち油膜軸受又は気体軸受、特に動力学的流体
軸受は軸受筐体部分へ力を伝達し易く、その力は第１に
軸受の強度に比例し、第２に軸受の偏心度即ち回転子の
慣性軸線と軸受中心軸線間の距離に比例する。上記回転
子が如何に良好な釣合が取られたとしても回転子の不釣
合作用は完全に除去できない。従って軸受筐体に伝達さ
れた力は該筐体を振動せしめる傾向となシ多くの場合回
転機械が設備されている環境に対し有害な影響を及ばず
ことになる。

上述した欠陥を解消するために動力学的軸受部分から機
械の筐体側へ伝達された力は電気力学的励起器を用いる
ことにより消去されるが、上記励起器は上記筐体上に作
動的減衰作用を生じさせて上記動力学的流体軸受によっ
て生じた作用力を減少せしめようとするものであるが、
このような提案は既に公知に属する。平衡化すべき構造
体上に直接作動力を作用せしめるこのような装置はその
効果の上で残溜的振動を回避できずかつ動力学的流体軸
受から筐体部分に働らく不釣合質量に基づく回転力を回
避できないので全く満足できるものではない。上述した
力は回転子の回転周波数において発生するば゛かりでな
く、その整数倍の周波数回転時においても生ずるから益
々その解消が困離となる。

米国特許第４，６２６，７５４号は回転機械の振動を減
少せしめる装置に関するものであり、これは少くとも１
個の半径方向の磁気軸受を有する作動的磁気懸架作用に
よりその回転子が筐体上に設けられている場合に利用可
能なものとしている。この装置において、その筐体上に
設置された振動検出器は筐体に、働らく振動を減小する
ように働らくがこの筐体は積極的に作動する磁気軸受の
サーボ制御回路の作用下におかれている。かくして該回
転子のこのような積極作動の磁気力による懸架作用は流
体軸受の懸架作用と併用して設置することができ、これ
によって上記磁気軸受により付与された反対方向の作動
強さにより流体軸受により発生された撹乱作用力を打ち
消すようにしている。しかしながらこのような解決策は
次のような事実のだめにその欠陥を免れ得ない、即ち磁
気軸受と流体軸受がその軸線方向に偏倚距離をもって併
置されることになるため回転子上に生ずる電気的渦流電
流の発生に基づく偶力作用の発生を免れることはできず
、特に流体軸受の軸線の回りよりはむしろ慣性軸線の回
９に回転子を回転せしめるために必要な力を打ち消すこ
とのできる強力な磁気軸受が要求され、かつ不釣合質量
に基づく遠心力を勿論打消すことができず、上記２軸線
間の距離に比例しかつ通常非常に高い値である流体軸受
の強度に比例する必要な打消し力をもつことが必要とな
るからである。その上、上記流体軸受上に働らく動力学
的負荷に基因して発生し易い高調波を消去することが必
要である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上述した従来技術のもつ欠陥を解決しようとす
るものであり、即ち流体軸受により保持されている機械
の回転子から回転機械の筐体側へ伝達される振動作用を
効果的に減少せしめ又は消失することさえも可能になる
。

〔問題点を解決するための問題点〕

本発明の目的は回転機械における振動を減少するための
電磁的装置によって達成されるが、この装置は少くとも
１個の流体軸受を介して筐体内に設けた１個の回転子を
含み、該装置は上記流体軸受の近傍に配置されかつ半径
方向の作動磁気軸受により上記回転子に関連して設けら
れた少くとも１個の補償環と、上記回転子に対する補償
環の位置を検出するための位置検出器と、上記機械の筐
体上に配置されて回転子軸線と垂直に交わりかつ非平行
性の複数個の感知軸＆を具えた少くとも２個の振動検出
器とにより構成される。上記半径方向の作動磁気軸受は
電磁巻線を有し、この電磁巻線は上記位置検出器と振動
検出器とから送信される・母ルス信号を受けて制御され
る。この場合振動検出器から送り出される／ヤルス信号
は基準周波数に一致する中央周波数をもつ高利得狭帯域
の選択的フィードバンク回路に供給される。上記フィー
ドバック回路には振動検出器から送られたパルス信号を
積分するための積分回路を含むと共に上記基準周波数に
無関係な周波数をもつ瞬時的信号パルスを消去するため
のフィルタ回路を含み、これによって上記半径方向の磁
気軸受を介して回転子上に回転的打消し力が働くように
補償環を作用せしめる。この打消し力は回転子の不釣合
質量に基づく遠心作用力に等しくその位相は遠心作用力
に対し１８０°だけ逆位相を以って働らく。上記補償環
の質量は回転子の質量よシ非常に小さく、好適には回転
子の数・９−セント台の重さである。

有利な実施例において、本発明の装置は回転子軸線に平
行に走る少くとも３本の連結棒全具備してその軸線方向
に犬なる強度を付与せしめる。この連結棒は上記補償環
を筐体側に連結するために使用されている。

他の実施例において、本装置は２個の半径方向の作動磁
気軸受により回転子に関連して設けた補償環を具備し、
この補償環は軸線方向の作動磁気軸受により筐体側に対
して協働するように設置される。

本発明の％糧な態様によれば、本装置はまた少くとも２
個の振動検出器を含み、この雨検出器は回転子の軸線に
両方とも垂直で相互に交わらない非平行の各軸線を有し
て上記補償環上に配置され、これらの振動検出器から送
り出されるパルス信号は比例動作並びに微分動作回路網
（ＰＤ）を含みかつ積極的作動の磁気軸受の電磁石巻線
に接続されたフィードバック回路に供給され、そして、
上記フィードバック回路には補償環の位置を検出するた
めの位置検出器を単一の積分作動回路（Ｉ）を含む作動
磁気軸受の電磁巻線に接続される。

一般に、少くとも１個の作動磁気軸受により回転子に関
係して設けられている比較的低質量の補償環の存在は低
出力の磁気軸受の助けをかりて、回転子により発生した
力をその根元において消滅させることにより軸受筐体を
静止状に保持する利点がある。結果としてどのような動
力学的力も流体軸受部を介して筐体側に伝達されること
はなく、一方において流体軸受の強度はその間の軸受隙
間の変化により変歪されないしかつ上記回転子の回転周
波数の高調波により如何なる攪乱力も流体軸受から筐体
側へ加えられることはない。

かくして本発明に係る装置は製作時の当初に撹乱作用力
を消滅せしめるのに役立ち従って極めて効果があるもの
といえる。

〔実施例〕

第１図は回転機械の主要な構成部分を示す概略図であり
、この回転機械は少くとも１個の流体軸受４により筐体
２の内部に設けた回転子１を含む。

この流体軸受４は気体軸受又は油膜軸受のいずれでもよ
く、詳細には流体動力学形の軸受とすることができる。

以下の記載においてこの軸受は例示により流体動力学的
形式の軸受として説明される。

鎖線１２は回転子１の慣性軸線を表わし、これは（同様
に鎖線で示す）から偏心率−だけ偏倚している。

に比例しかつ前述した偏心率ｅに比例する。第１図から
理解されるように補償環３は回転子１と打ち消すように
意図されておシ、これにより筐体２側に対する攪乱力の
伝播作用を回避する。上記補償環３により回転子１に働
らく補償作用力は少くとも一つの半径方向に作動する磁
気軸受５を介して作動され、この磁気軸受５は第１に補
償環３に相対的な回転子１の位置を検出するための位置
検出器７から送シ出されるノｆルス信号によりサー？制
御作用を受け、かつ第２に筐体２上に配置された振動検
出器６から送シ出すＡ？ルス信号を受けて制御作用を遂
行する。

第１図に示す実施例において、半径方向に低い強度をも
つ連結棒３１は筐体２の側に取付けた支持部材２０に対
し予め決定された位置においてその軸線方向に補償環３
を保持する役目を有している。

本発明に係るこの装置の配置構成は回転子１により発生
した力を打ち消すことにより筐体２を静止状態に保持せ
しめようとするものである。

単に動力学的流体軸受４を介して筐体２側に連結されて
いる回転子１は該軸受の軸線１３の回シに回転する。

かくして回転子１上に生じた回転力は回転子１の不釣合
質量による遠心力ＦＣとな）、これは下式により与えら
れる。

（Ｉ）ＦＣ＝（２πｆ）・ｅ・Ｍｒ ただし、 ｆは回転子の回転速度に関係した周波数であシ、 −は不釣合質量に基づく偏心率即ち回転子回転軸線と回
転子の慣性軸線間の距離に関するものであり、 Ｍｒは回転子の質量を示す。

半径方向の磁気軸受５に対するサーが制御回路は振動お
よび位置の両検出器６と７とに協働して作動し、補償環
３が磁気軸受５を介して回転力Ｆｍを発生するようにな
るが、この回転力Ｆ’ｍは遠心力ＦＣに等しく、その位
相は１８０°反対側に働らく。

そのとき上記補償環３は振幅ｒａの円形振動運動を生ず
る、即ち （２）　　ｒ＠　＝　ｅ　・（Ｍｒ／Ｍａ　）ただし、
ｅは回転子１の回転軸線１３と慣性軸線１２間の距離に
関する偏 石車であシ、 Ｍｒは回転子ｌの質量であり、 Ｍ＆は補償環３の質量を表わす。

第２図は補償環３と磁気軸受５とによって起された力Ｆ
ｍがその不釣合質量と動力学的流体軸受４に加えられた
応力に基づいて回転子１（その重心位置はＱｒ　）に発
生した力ＦＣを如何にして打ち消すように補償するかを
示す表示記号的原理図である。

第２図において、記号ＧＳは変形不能なものと仮定した
筐体２０重心を表わす。ばね強度Ｋｈをもつ動力学的流
体軸受４の存在にも拘らず筺体２の上記軸受部４には如
何なる動的力も作用しないからこれによって前掲の問題
は効果的に解決される。

次いで第３図を参照して実際に作動している活動中の磁
気軸受５に対するサーボ制御回路をより一そう詳細に説
明する。この磁気軸受５は回転子１に対し相対的に補償
環３全浮遊状態に保持しその間に動力学的流体軸受又は
例えば密封リングの如き他の擬似軸受により発生された
不釣合力に対抗する動的作用力を発生する。

機械の筐体上に設置された振動検出器６は加速度計又は
速度検出器により形成される。この振動検出器６は少く
とも２個の検出器を含んで構成され、これらの感度軸線
は相互に垂直に交わりかつ回転子１の軸線ｚｚ’に直角
に交わる２つの方向軸線Ｘ′ＸとＹ’Ｙに沿わせて配置
される。

第３図は方向Ｘ！Ｘに適用されたサーボ制御系閉鎖回路
のみを示し、この閉鎖回路は方向Ｘ′Ｘに沿って作動す
る磁気軸受５０巻線５２を流れる電流制御用として適用
される。これと全く同様なサーが制御系閉鎖回路はＹ’
Ｙに沿って作動する磁気軸受５の巻線５２を流れる電流
を制御するものとして適用される。この感度軸線は方向
Ｙ’Ｙ上にある検出器に基づいて配置される。

振動検出器６から到来するパルス信号は積分回路１０３
に印加され、もしここで該検出器６が速度検出器である
場合には単一積分動作が遂行され又該検出器６が加速度
計である場合には二重積分動作が遂行される。

積分回路１０３から送り出される信号は次いで回転周波
数ｆわが送９込まれている帯域フィルタ１０４に導入さ
れる。この回転周波数ｆｏはもし上記筐体２が補償環３
のない場合に受ける振動が動力学的流体軸受４それ自体
によって実質的に構成されるならばそのときの回転子１
の回転周波数ｆとみなすことができる。しかしながら例
えばそ封リングの如き回転子１上の他の補助的構成部品
は擬似的軸受の如く損舞って回転子１の回転周波数ｆに
対する高調波を構成する周波数群２ｆ、３ｆ、・・・を
もつ撹乱成分を発生する。それ故上記の振動周波数は理
論的に回転子回転速度ｆの整数倍例えば２ｆとか３ｆに
等しい周波数群をも含めて長期間に亘り安定状態におく
ためには上記振動検出器６に生じた信号金堂けるスペク
トル分析器を利用してその作動を開始させるのが効果的
であり、それ故上記フィルタ１０４はそれに続く後段に
使用し、該フィルターはフーリエ解析により決定された
基準周波数ｆ０が供与される。

かくして振動検出器６は補償環３を設置しない場合に筐
体２に発生するであろうところの回転子１から伝わる反
復性振動を打ち消す補償制御作用をもつものとして役立
つ。実質的に振動検出器６゜積分回路Ｊ０３．帯域フィ
ルタ１０４並びに磁気軸受５の電磁巻線５２に接続され
た増巾器１０２とから形成されているサーボ制御回路１
１１は一つの高利得狭帯域の選択的フィードバック閉回
路を構成し、この回路は回転子１により発生した撹乱作
用力を動的に打消すことができるように補償環３を振動
せしめる。

第３図においてサーボ制御用回路１１１は単一の出力増
巾器１０２を形成するように描かれているが、しかしこ
の増巾器１０２は当然に慣用の位相シフト回路と共働す
るように接続することができ逆位相信号を以って方向Ｘ
′Ｘ及びＹ’Ｙの一方又は他方に沿い直径上の反対側に
位置する電磁巻線５２に供給することができる。

回転子１に関連する補償環３の静止的位置は通常利用さ
れるフィードバック閉回路１１２により制御され、該回
路１１２は補償環３に関連する回転子１の位置を検出す
る位置検出器７から送信されるパルス信号を受ける。こ
の位置検出器７は誘導型形式のものであって二つの位置
検出成分素子を會みこれらは２つの垂直方向Ｘ′ＸとＹ
’Ｙに沿って配置される。ｘ’ｘ及びＹ’Ｙの一方又は
他方に沿って補償環３の位置を制御するための２個のフ
ィードバック閉回路１１２の各々は信号処理目的上一つ
の結合回路網１０１例えばＰＩＤ形回路網（ここにＰＩ
Ｄとは比例動作十積分動作士微分動作をいう）を有する
。一般に線形化動作回路に付属されているこの補正回路
網１０１からの信号は加算増巾器１０２に供給される。

回転子１を自動的に平衡化するための回路網１０５がサ
ーボ制御閉回路１１２に挿入され、これによって位置検
出器７の軸線と動力学的流体軸受４を規制する回転軸線
との間の偏心率に関係した磁気軸受５へ位置検出器７か
ら誤差信号が伝達されないようにしている。上記自動平
衡化回路網１０５は例えば米国特許第４．１２１．１４
３号に記載した構成によって構成される。高品質の位置
検出器例えば米国特許第４，１１４，９６０号に記載さ
れた誘導形検出器の適用並びに自動平衡回路網１０５を
利用すれば回転子１に関連する補償環３の静止位置を検
出するため位置検出器７には動的サーが制御回路網１１
１に関連した撹乱成分を発生しない。

変形可能な実施例において、補償環３は空間中に懸乗さ
れる。即ち回転子１に対する補償環の位置は低周波誤差
に対しては位置検出器により決定され、高周波誤差に対
しては回転子軸線に垂直な感度軸線を有して補償環上に
設けられている振動検出器９（加速度又は速度計）によ
り決定される。

振動検出器９から生ずる信号は２回又は−回だけ積分さ
れると共にＰＤ補正回路網１０６を経て加算増巾器１０
２に送られ、次いで電磁巻線５２に供給される。かくし
て各サーボ制御軸線Ｘ′Ｘ及びＹ’Ｙは位置検出器７か
ら信号を受けているフィードバック閉回路１０２に対し
てフィードバック閉回路１１３が付加されて作動する。

この場合にサーボ制御閉回路１１１は回転子１上に打ち
消し偶力を発生するように浮遊する補償環３の磁気軸受
５の力を制御しつつ動的作動力を常時付与する。

これによって筐体２上に生ずる偶力の発生は回避され、
位置検出器６によって検出された振動を可能な限シ制限
することになる。

第４図は筐体２と回転子１に対し補償環３を保持する関
係配置の例を−そう詳細に示す図面である。補償環３の
本体３０は半径方向に作動する磁気軸受５の固定子を構
成する電磁巻線５２付の積層された磁気回路構成体５１
を支持している。回転子１の周囲には積層された回転子
側磁気回路構成体５３を有するリング状部材１１を具え
ており、この回転子側磁気回路構成体５３は固定子側磁
気回路構成体５１に対面して配置され、約ｌ　１１１幅
の間隙をその間に形成している。

誘導形位置検出器７は積層コア７１を有し、その回りに
巻線コイル７２が巻回される。積層コア７１は回転子１
に固２４１シたリング状部材１１に設けた積層状の環状
磁気回路部材７３と向い合せに隙間７４を残して配置さ
れる。位置検出器７の積層コア７１は補償環３の本体３
０に固定した支持部７０に締結部材７５により固着され
る。環状磁気回路部材７３の基準表面は計測作用に障害
を生じないように当然極めて良好な表面状態をもたなけ
ればならないし、また位置検出器７は全体的に磁気軸受
５の直近近傍に配置されると共に該磁気軸受５それ自体
は補償すべき撹乱状態を醸成している動力学的流体軸受
４に隣接して設置される。

磁気軸受５の電磁巻線５２に電力を供給すると共に位置
検出器７０の巻線コイル７２とサーが制御回路間の連結
手段に供するケーブル線群は結合部材８１によって補償
環３に固定された可撓性導管８０に沿って内装される。

第４図に示す連結棒３１は回転子１の軸線に平行に配置
され、筐体２に固定化した付属部分２０へ補償環３を連
結せしめている。この連結棒３１はその軸線方向には剛
体的であって伸縮しないが、半径方向にはそれほど剛直
なものではなく、従って上記補償環３をその軸線方向に
は不動のものにすると共に回転子１と共に補償環３が回
転しないような機能を具えている。一時的な衝撃を実質
的に吸収するこの連結棒３１は小さい直径を有し例えは
Ｉ　ｍ１１又は数■程度の細さのものであって、回転子
１の回転速度に対しては低い値の共振周波数をもつ懸架
部材を構成している。該連結棒からなるこの懸架部材の
共振周波数は５０ヘルツで回転する回転子１に対して約
５ヘルツ程度に選定される。捩れ作用を防止するために
は少くとも３本そして好適には５本乃至１２本の平行な
連結棒３１が採用されて補償環３を筺体２の側へ連結す
るため回転子１の周囲を巡って配置される。この連結棒
群は機械的機構による種々の異なる固定方式を採用して
固着化することができ、例えばこれらの結合棒３１はグ
ラスチック材料で成形された緩衝部材３２を各連結棒３
１の周囲に取囲んで締付けるための金属片３３を介して
ねじ３４を用いて固定化することができる。第４図にみ
られるように、連結棒３１は筐体側固定部材２０と振動
する補償環３との双方に対し同一の固定方法で固着化す
ることができる。

環状に形成された筐体側固定部材２０と補償環３との間
の半径方向に介在する空隙３８は磁気軸受５０間隙５４
と実質的に略同−であり即ち約１ｎである。回転子１が
数ミクロン半径方向に動くとき、上記補償環３はそれ自
体大なる距離範囲に亘って運動する。例えば数百ミリメ
ータ又は１０分の数ミリメータ程度動き、補償環３の質
量が回転子１の質量に対し比較的にほんのわずかな比率
値を持つことができるようになる。

第１図と第４図の例示において、補償環３は半径方向に
作動する磁気軸受５によって支持されかつ機械的手段で
ある連結棒３１により半径方向に保持されている。

しかしながら第５図の略図に示すように、５個の自由度
を有して専ら磁気的手段により支えられた浮遊性の補償
環３を使用することができる。この場合、補償環３を２
個の半径方向作動の磁気軸受５′と５“によ９回転子１
に対し相対的に半径方向に支持することができ、これら
の磁気軸受５′と５″は第１図と第４図に示した磁気軸
受５と類似構造を有すると共に第１図と第４図の位置検
出器７と類似な半径方向の位置検出器７′と７“と協働
して作動する。各半径方向作動形の磁気軸受５′と５“
は第３図の場合と同様に振動検出器６から送信される電
気信号によりサー日？制御されることは言うまでもない
。軸線方向の磁気的案内部材１３０は補償環３に固定さ
れた磁気回路構成部材１３１並びに該磁気回路部材１３
１と作用し合うように筐体２に固定された支持部材２１
に固定の電磁巻線１３２とを含んで形成され、この軸線
方向の磁気案内部材１３０は第１図および第４図に示し
た実施例における連結棒３１の替シに補償環３を保持す
る機能を具備する。

上述した説明において磁気的手段により回転子に対し相
対的に保持されている補償環３は回転子の不釣合状態発
生に起因してその不釣合作用力を打ち消すように働らく
だけであるとみなして説明している。しかしながらこの
補償環３を流体軸受４の組合せは単に不釣合質量の存在
のみでなく他の原因に基いて筐体２に生ずる振動をも減
少せしめることが出来るから不釣合質量以外の理由に対
しても効果を有する。

かくして長い軸１が少くも３個の流体軸受４により支え
られて、この長い軸１が仮置理想的に平衡がとられてい
たものとしても、実際には同一の軸上に正確に種々の軸
受の支承表面をおくことは不可能である。結果としてこ
れらの各軸受４には所謂クランク軸効果を生ずる。複数
個の軸受４に基因して生ずるクランク軸効果は全体的に
は相互に打ち消されるけれど、しかし当初不整合状態に
ある軸受表面即ち共心軸状に整列してない軸受表面をそ
れぞれ整合状態に保持するように作用し合って流動軸受
は長尺の軸１に捩り作用を生せしめるから、各筐体２に
曲げ力を発生せしめる。これは筐体２上に好ましくない
振動作用を惹起せしめる原因となる。

活動的な磁気軸受５により各流体軸受４に協力して軸１
上に設置された補償環３の存在は該軸上に作用する可変
性クランク軸効果を打ち消すことが可能となり、これに
より該各流体軸受の変化する軸受表面を相互整合関係に
持ち来すことにより軸を直籾状に保持せしめることがで
き、かくして流体軸受部に振動を生ずることなく従って
筐体２に振動が伝達されない。

例えば軸１の長さが５ｍで、その直径が２００１１であ
り、非装備質量１０００Ｋｆで、装備質量が４０００Ｋ
ｆあシ、更に軸の回転速度が１００ヘルツの場合を考え
てみよう。このときもし流体軸受の各軸受表面に形成さ
れた製作偏心率が１００ミクロンでありかつ曲げ強度が
１ミクロン当、９１ＯＮであるとすれば、このときの軸
を直線化するために要する力は１００ＯＮとなる。もし
この力が補償環なしに通常の流体軸受内に働らくものと
すれば、有害な振動作用が自動的に機械の筐体上に伝播
され、流体軸受の強度（これは１ミクロン当り５０ＯＮ
にもなりうる）に関係した力が働らくことになる。しか
しながら、このときもし第１図や第３図乃至第５図につ
いて述べた補償環３が種々な流体軸受に組合せて装備さ
れるならば、これらの流体軸受の軸受表面はわずかなエ
ネルギ適用の下に整合状態に維持され筐体上に及ばず反
動も極めて減小する。１００ヘルツの回転速度で回転す
る軸１に対して１００ミクロンの偏心をもつ上述した数
値例において、例えば１００Ｋｇの質量を有する補償環
３が２５ミクロンの振幅で振動するならば、１００ミク
ロンの偏心距離をもつ軸受表面の流体軸受から生ずるク
ランク軸効果を補償せしめることができる。

長い軸がもし１個の中央部流体軸受と２個の両端部流体
軸受によって支持されるものとすれば、相異なる質量を
もつ補償環３を棟々の軸受に協働せしめることができる
。かくして上記中央部流体軸受に協働する補償環の質量
は両端部の流体軸受に協働させている各補償環の質量の
２倍の大きさを有することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の重要成分要素を描いた骨組
図であり、 第２図は第１図の骨組図に対応する記号化方式による説
明図であり、 第３図は第１図に示した補償環を支持する磁気軸受に対
するサーが制御回路線図であシ、第４図は第１図に示し
た装置の補償環に対する機械的支持構造部材と磁気的支
持構造部材についての具体的実施例を示す軸線上半部分
の詳細図であシ、 第５図は第１図とは異なる本発明の別の実施例について
その重装部分を示す解説的図面である。 １・・・回転子、２・・・筐体、３・・・補償環、４・
・・流体軸受、５・・・半径上の作動磁気軸受、６・・
・振動検出器、７・・・位置検出器、１２・・・慣性軸
線、１３・・・回転子回転軸線、。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、筐体内に設けた少くとも１個の流体軸受により支持
   された回転子を具備する回転機械における振動を減少せ
   しめるための電磁装置は、 少くとも１個の補償環が前記流体軸受の近傍区域に配置
   され半径方向の作動磁気軸受により前記回転子に関連し
   て取付けられ、 少くとも２個の振動検出器が機械の筐体上に配置され、
   これら振動検出器は前記回転子の軸線に対しいずれも垂
   直に交わりしかも平行でない感度軸線をそれぞれ有して
   形成され、 前記半径方向の作動磁気軸受は前記位置検出器並びに振
   動検出器から送出される各電気信号の関数として制御さ
   れる電磁巻線を具備し、 この場合、前記振動検出器から送出された電気信号は高
   利得狭帯域の選択フィードバック回路へ供与されるよう
   に形成され、該フィードバック回路は前記振動検出器か
   ら送出する電気信号を積分する積分回路を含んで基準周
   波数に一致する中心周波数を具備すると共に前記基準周
   波数に関与しない周波数をもつ瞬時的電気信号を消除す
   るためのフィルタ回路を具備し、これによって前記補償
   環をして半径方向の磁気軸受を介して回転子上に回転性
   の打ち消し力が作動されるようになし、前記打ち消し力
   は回転子の不釣合質量に基づく遠心力に等しくしかも該
   遠心力に対して１８０°の位相差を以って作動可能に形
   成されている回転機械振動の電磁的減小装置。 ２、前記補償環の質量は前記回転子の質量より可成小さ
   く、好ましくは回転子の数パーセント台である特許請求
   の範囲第１項記載の回転機械振動の電磁的減少装置。 ３、前記補償環は連結棒部材を介して前記筐体側に連結
   され、該連結棒部材は前記回転子軸線に平行に走る少く
   とも３本の連結棒によって形成されて高度の軸線方向強
   度が付与されている特許請求の範囲第１項記載の回転機
   械振動の電磁的減少装置。 ４、前記連結棒は数ミリメータ台の小直径として形成さ
   れ、作動する磁気軸受の強度に比較して無視しうる程度
   の半径方向強度を有するものでありかつ前記回転子の回
   転速度より可成小さい共振周波数をもつように形成され
   ている特許請求の範囲第３項記載の回転機械振動の電磁
   的減少装置。 ５、前記基準周波数はフーリエ解析によって決定される
   特許請求の範囲第１項記載の回転機械振動の電磁的減少
   装置。 ６、前記回転子の軸線にいずれも垂直に交差し、しかも
   互に平行でない軸線を有する少くとも２個の振動検出器
   は前記補償環上に配置され、これらの両振動検出器から
   送出される電気信号は比例並びに微分（ＰＤ）回路網を
   含むフィードバック回路に供給され更に作動磁気軸受の
   電磁石巻線に接続され、かつ前記補償環の位置検出のた
   めの位置検出器が作動磁気軸受の電磁石巻線に接続され
   ているフィードバック回路には単一微分動作回路網（
   I ）を含んで形成されている特許請求の範囲第１項記載
   の回転機械振動の電磁的減少装置。 ７、前記補償環の位置を検出するための位置検出器を前
   記作動磁気軸受の電磁石巻線に接続して補償環の静止的
   位置を決定しているフィードバック回路には回転子回転
   速度の一次関数として表現される一つの周波数に集中さ
   れた利得穴の発生により前記回転子を自動的に釣合せる
   ための平衡回路を含んで形成されている特許請求の範囲
   第１項記載の回転機械振動の電磁的減少装置。 ８、前記振動検出器は加速度計又は速度計として構成さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の回転機械振動の電
   磁的減少装置。 ９、半径方向作動の２個の磁気軸受により前記回転子に
   関係して保持されると共に軸方向に作動する１個の磁気
   軸受により筐体側と共同して作動するように形成された
   補償環を具備して成る特許請求の範囲第１項記載の回転
   機械振動の電磁的減少装置。