JPS6362822B2 - - Google Patents

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JPS6362822B2
JPS6362822B2 JP53149721A JP14972178A JPS6362822B2 JP S6362822 B2 JPS6362822 B2 JP S6362822B2 JP 53149721 A JP53149721 A JP 53149721A JP 14972178 A JP14972178 A JP 14972178A JP S6362822 B2 JPS6362822 B2 JP S6362822B2
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rotating body
electromagnet
levitation
circuit
output
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/044Active magnetic bearings
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B3/00Recording by mechanical cutting, deforming or pressing, e.g. of grooves or pits; Reproducing by mechanical sensing; Record carriers therefor
    • G11B3/60Turntables for record carriers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rotational Drive Of Disk (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はターンテーブル等を電磁石の吸引力
により浮上支持と案内支持をしながら回転駆動す
る回転体駆動装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a rotary body driving device for rotationally driving a turntable or the like while floating and guiding it by the attraction force of an electromagnet.

従来レコードプレーヤとしてターンテーブルを
電動機の回転子に直結し、直接駆動するようにし
たダイレクトドライブ方式のものがある。
Conventionally, there is a direct drive type record player in which a turntable is directly connected to the rotor of an electric motor and driven directly.

ところが、この方式のものはターンテーブルお
よび電動機の回転子の重量を軸の周りで案内支持
する軸受とピポツト軸受等の摩擦抵抗のあるもの
で支持しなければならないため回転にともなう雑
音すなわちゴロ音が発生し音響機器として好まし
くなかつた。
However, with this system, the weight of the turntable and motor rotor must be supported by a bearing that guides and supports the shaft around the shaft, and something with frictional resistance such as a pivot bearing, which causes noise or rumbling noise caused by rotation. This is not desirable for audio equipment.

この発明はターンテーブルなどの回転装置を取
り付けた回転体を電磁石の起磁力により浮上支持
し、この回転体の側面に対向して配置された電磁
石により案内支持することにより回転部分を完全
に無接触とし、上述の不都合を除去し、しかも回
転体の側面に設置された電磁石により回転体の中
心位置を強力に保持できるターンテーブル駆動装
置を提供することを目的とする。
In this invention, a rotating body equipped with a rotating device such as a turntable is levitated and supported by the magnetomotive force of an electromagnet, and the rotating part is completely contactless by being guided and supported by an electromagnet placed opposite to the side of the rotating body. It is an object of the present invention to provide a turntable drive device which eliminates the above-mentioned disadvantages and can strongly maintain the center position of the rotating body by means of an electromagnet installed on the side surface of the rotating body.

以下、この発明の一実施例を図に従い説明す
る。第1図はこの発明を適用したレコードプレー
ヤの概略構成を示す。図において1はレコードプ
レーヤの箱体。この箱体1の上面には開口部1a
を形成している。また、この箱体1内の上面内方
でかつ開口部1aの近部に固定子として平形の電
機子鉄心2を設ける。この電機子鉄心2には3相
の電機子巻線3を巻装している。電機子鉄心2の
外側で且つ同心円上に少なくとも3分割したコの
字形状の直流電磁石4を等間隔に配置する。これ
ら直流電磁石4は夫々独立して回転体5に対して
電磁吸引力を発生するものである。前記電機子鉄
心2と直流電磁石4に対向して円板状の回転体5
を設ける。この回転体5は前記電機子鉄心2に対
向する面に永久磁石からなる回転子6を設け、平
形の同期電動機を構成し、又前記電磁石4に対向
する面と外周部を肉厚部5a,5bに形成してい
る。また、回転体5は板面中央部に軸8を介して
ターンテーブル9を取り付けている。7はピツク
アツプである。前記回転体5の外周部の肉厚部5
bの側面に対向して4分割された直流電磁石11
を等間隔に配置する。この電磁石11は回転体の
側面に対し、電磁石4と同じ働きをし、回転体を
常に中心位置に保持する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a record player to which the present invention is applied. In the figure, 1 is the box of a record player. The top surface of this box body 1 has an opening 1a.
is formed. Further, a flat armature core 2 is provided as a stator inside the upper surface of the box 1 and near the opening 1a. A three-phase armature winding 3 is wound around this armature core 2. U-shaped DC electromagnets 4 divided into at least three parts are arranged at equal intervals outside the armature core 2 and on a concentric circle. These DC electromagnets 4 each independently generate an electromagnetic attractive force to the rotating body 5. A disc-shaped rotating body 5 faces the armature core 2 and the DC electromagnet 4.
will be established. This rotating body 5 has a rotor 6 made of a permanent magnet on the surface facing the armature core 2, and forms a flat synchronous motor. 5b. Further, a turntable 9 is attached to the rotating body 5 via a shaft 8 at the center of the plate surface. 7 is pick up. Thick part 5 on the outer periphery of the rotating body 5
DC electromagnet 11 divided into four parts facing the side surface of b
Place them at equal intervals. This electromagnet 11 has the same function as the electromagnet 4 on the side surface of the rotating body, and always holds the rotating body at the center position.

前記回転体5に対向して変位計10を電磁石4
と対向する面より外側に設ける。この変位計10
は各電磁石4毎に計3個設けられており、夫々回
転体5との間の空〓長が予め設定した値になるよ
う各電磁石4の吸引力を制御するために当該空〓
長に比例した出力電圧を発生するようにしてい
る。前記回転体5の肉厚部5bに対向して変位計
12を4分割された電磁石11の直角位置にある
2個の電磁石の位置に設ける。この場合の電磁石
11と変位計12の配置を第2図で示す。直流電
磁石11aと11b、直流電磁石11cと11d
は対称に配置し、回転体5の側面の空〓長を検出
する変位計12a,12bを設ける。この変位計
12aは直流電磁石11aと回転体5の肉厚部5
b間の空〓長を検出し変位計12bは直流電磁石
11cと回転体5の肉厚部5b間の空〓長を検出
する。
A displacement meter 10 is connected to an electromagnet 4 facing the rotating body 5.
Provided on the outside of the surface facing the This displacement meter 10
A total of three are provided for each electromagnet 4, and in order to control the attractive force of each electromagnet 4 so that the gap length between each electromagnet 4 and the rotating body 5 becomes a preset value,
It is designed to generate an output voltage proportional to the length. Displacement gauges 12 are provided opposite the thick portion 5b of the rotating body 5 at two electromagnets located at right angles to the electromagnet 11 divided into four parts. The arrangement of the electromagnet 11 and displacement meter 12 in this case is shown in FIG. DC electromagnets 11a and 11b, DC electromagnets 11c and 11d
are arranged symmetrically and provided with displacement meters 12a and 12b for detecting the empty length of the side surface of the rotating body 5. This displacement meter 12a is connected to the DC electromagnet 11a and the thick part 5 of the rotating body 5.
The displacement meter 12b detects the air length between the DC electromagnet 11c and the thick portion 5b of the rotating body 5.

故に直流電磁石11a,11b,11c,11
dと回転体5の肉厚部5b間の空〓長をXa,
Xb,Xc,Xdとした場合、直流電磁石11aと
11bは対称の位置にあるため、Xa+Xb=Zoと
なり、同様に、Xc+Xd=Zoとなる。従つて、
Xaを検出することにより、Xb=Zo−Xaがわか
り、又、Xcを検出することによりXd=Zo−Xc
が求められる。
Therefore, DC electromagnets 11a, 11b, 11c, 11
The empty length between d and the thick part 5b of the rotating body 5 is Xa,
In the case of Xb, Xc, and Xd, since the DC electromagnets 11a and 11b are in symmetrical positions, Xa+Xb=Zo, and similarly, Xc+Xd=Zo. Therefore,
By detecting Xa, we know that Xb=Zo−Xa, and by detecting Xc, we know that Xd=Zo−Xc
is required.

回転体5を中心位置に案内支持するには、上記
空〓長をXa=Xb=Xc=Xd=Zo/2となるよう
に制御すればよい。
In order to guide and support the rotating body 5 to the center position, the empty length may be controlled so that Xa=Xb=Xc=Xd=Zo/2.

次に前記直流電磁石4の制御回路を第3図に従
い説明する。図において41,42,43は3分割
した直流電磁石4および101,102,103
これら電磁石41,42,43毎に設けられた変位
計10を示している。
Next, a control circuit for the DC electromagnet 4 will be explained with reference to FIG. In the figure, 4 1 , 4 2 , 4 3 represent DC electromagnets 4 divided into three parts, and 10 1 , 10 2 , 10 3 represent displacement meters 10 provided for each of these electromagnets 4 1 , 4 2 , 4 3 .

電磁石41,42,43は夫々電力変換器112
,1122,1123の出力端子に接続している。
これら電力変換器1121,1122,1123
は夫々空〓長制御回路131,132,133を接
続する。この空〓長制御回路131,132,13
には夫々上記変位計101,102,103および
共通の空〓長設定器14を接続している。
Electromagnets 4 1 , 4 2 , 4 3 are each connected to a power converter 112
It is connected to the output terminals of 1 , 112 2 and 112 3 .
These power converters 112 1 , 112 2 , 112 3 are connected to empty length control circuits 13 1 , 13 2 , 13 3 , respectively. This empty length control circuit 13 1 , 13 2 , 13
3 are connected to the displacement meters 10 1 , 10 2 , 10 3 and a common empty length setting device 14, respectively.

この場合、空〓長制御回路131,132,13
は具体的には第4図に示すように構成している。
第4図は説明の便宜上直流電磁石41に対応する
空〓長制御回路131について示している。まず
変位計101と空〓長設定器14の各出力端子を
比較器15に接続する。この比較器15は両者の
出力を比較し偏差ε1を出力する。また比較器15
は並列補償回路16とともに比較器17に接続す
る。この場合、並列補償回路16は変位計101
の変位の1次微分(速度)および2次微分(加速
度)の回路からなつており、制御系を安定にする
働きをする。また比較器17は上記偏差ε1に並列
補償回路16の出力を加味した偏差ε2を発生する
ものである。
In this case, the empty length control circuits 13 1 , 13 2 , 13
3 is specifically constructed as shown in FIG.
For convenience of explanation, FIG. 4 shows the empty length control circuit 13 1 corresponding to the DC electromagnet 4 1 . First, the output terminals of the displacement meter 10 1 and empty length setting device 14 are connected to the comparator 15 . This comparator 15 compares the outputs of both and outputs the deviation ε 1 . Also, comparator 15
is connected to the comparator 17 together with the parallel compensation circuit 16. In this case, the parallel compensation circuit 16 is the displacement meter 10 1
It consists of circuits for the first derivative (velocity) and second derivative (acceleration) of displacement, and serves to stabilize the control system. Further, the comparator 17 generates a deviation ε 2 which is obtained by adding the output of the parallel compensation circuit 16 to the deviation ε 1 described above.

比較器17は直列補償回路18を介して比較器
19に接続する。この直列補償回路18はループ
ゲインを増加する働きをし定常偏差を小さくする
ものである。(定常偏差を零にするには積分制御
が行なわれることがある。)また比較器19は直
列補償回路18を通つた偏差ε2に鋸歯状波発振器
20の出力を加えた出力を発生するようにしてい
る。この場合、上記発振器20は図示のように零
を最大とした負の波形出力を発生している。従つ
て、比較器19はε2を加えたとき正方向に持ち上
げられる波形分を出力として発生する。
Comparator 17 is connected to comparator 19 via series compensation circuit 18 . This series compensation circuit 18 functions to increase the loop gain and reduce the steady-state deviation. (In order to make the steady-state deviation zero, integral control may be performed.) Also, the comparator 19 generates an output that is the sum of the deviation ε 2 passed through the series compensation circuit 18 and the output of the sawtooth wave oscillator 20. I have to. In this case, the oscillator 20 generates a negative waveform output with a maximum value of zero as shown in the figure. Therefore, the comparator 19 generates as an output a waveform component that is lifted in the positive direction when ε 2 is added.

そしてこの比較器19の出力端子をシユミツト
回路21を介して電力変換器112例えばチヨツ
パ回路22に接続する。このチヨツパ回路22に
は直流電磁石41を直列に接続している。
The output terminal of the comparator 19 is connected to a power converter 112, such as a chopper circuit 22, via a Schmitt circuit 21. A DC electromagnet 4 1 is connected in series to this chopper circuit 22 .

しかして、かような構成によると、いま空〓長
設定器14に設定値x0が設定され変位計101
りx1が発生しているものとすると比較器15より
ε1=x1−x0の偏差出力が発生する。この偏差出力
ε1は並列補償回路16からの出力が与えられ偏差
ε2となり直列補償回路18に入る。そしてこの直
列補償回路18を通つたのち鋸歯状波発振器20
の出力に加えられ、このときの正方向の出力によ
りシユミツト回路21を介してチヨツパ回路22
のオン期間の割合が制御され、このオン期間によ
り直流電磁石41に供給される電流が定められる。
According to such a configuration, if the set value x 0 is now set in the empty length setter 14 and x 1 is generated from the displacement meter 10 1 , then the comparator 15 indicates that ε 1 = x 1 − A deviation output of x 0 is generated. This deviation output ε 1 is given the output from the parallel compensation circuit 16 and becomes a deviation ε 2 and enters the series compensation circuit 18 . After passing through this series compensation circuit 18, the sawtooth wave oscillator 20
is added to the output of
The proportion of the on period is controlled, and the current supplied to the DC electromagnet 4 1 is determined by this on period.

ここで、比例制御(直列補償回路18が単なる
増幅器)の場合は定常状態においてε1=x1−x0
正の値となる。空〓長に変化がなければ並列補償
回路16の出力は零でε1=ε2である。そして直列
補償回路18の増幅率をKとするとK×ε2が発振
器20の鋸歯状波形に加えられる。この波形は零
を最大とした負の波形となつている。従つてK×
ε2だけ正の方向に持ち上げられるとシユミツト回
路21は上記正の期間だけチヨツパ回路22をオ
ンする。これによりこのオン期間に応じた電流が
直流電磁石41に供給されるので電磁石41はこの
ときの電流に比例した吸引力を回転体5の浮上力
として発生する。
Here, in the case of proportional control (the series compensation circuit 18 is a simple amplifier), ε 1 =x 1 −x 0 is a positive value in a steady state. If there is no change in the empty length, the output of the parallel compensation circuit 16 is zero and ε 12 . Then, when the amplification factor of the series compensation circuit 18 is K, K×ε 2 is added to the sawtooth waveform of the oscillator 20. This waveform is a negative waveform with a maximum value of zero. Therefore, K×
When the voltage is lifted in the positive direction by ε 2 , the Schmitt circuit 21 turns on the chopper circuit 22 for only the positive period. As a result, a current corresponding to this ON period is supplied to the DC electromagnet 4 1 , so that the electromagnet 4 1 generates an attractive force proportional to the current at this time as a levitation force for the rotating body 5 .

ここで、何らかの原因で変位計101の出力x1
が小さくなると上記オン期間が小さくなつて浮上
力が減衰しその結果x1はもとにもどされる。逆に
変位計101の出力x1が大きくなると上記オン期
間が大きくなつて浮上力が増大しやはりx1はもと
にもどされる。この間の過渡的な応答に対して並
列補償回路16が作動する。すなわち、1次微分
は速度補償で変位より位相が90゜進んでおり、ま
た2次微分は加速度補償で変位より位相が180゜進
んでいる。従つて、変位の急激な変化に対して制
御系は安定に保たれる。
Here, for some reason, the output of displacement meter 10 x 1
When becomes smaller, the on-period becomes smaller and the levitation force is attenuated, and as a result, x 1 returns to its original value. Conversely, when the output x 1 of the displacement meter 10 1 increases, the on-period increases, the levitation force increases, and x 1 returns to its original value. The parallel compensation circuit 16 operates against the transient response during this time. That is, the first-order differential has a phase that is 90 degrees ahead of the displacement due to velocity compensation, and the second-order differential has a phase that is 180 degrees ahead of the displacement due to acceleration compensation. Therefore, the control system is kept stable against sudden changes in displacement.

このようにして空〓長制御回路131は回転体
5を一定の空〓長をもつて浮上支持するように直
流電磁石41の吸引力を制御することになる。勿
論他の空〓長制御回路132,133についても同
様である。従つて回転体5は直流電磁石41,4
,43に対応する3点で空〓長が一定になるよう
平衡して浮上支持されることになる。
In this way, the empty length control circuit 13 1 controls the attraction force of the DC electromagnet 4 1 so that the rotating body 5 is floated and supported with a constant empty length. Of course, the same applies to the other empty length control circuits 13 2 and 13 3 . Therefore, the rotating body 5 is a DC electromagnet 4 1 , 4
It will be balanced and supported floating at three points corresponding to 2 and 4 3 so that the sky length will be constant.

次に直流電磁石11の制御回路を第5図に従い
説明する。図において12a,12bは電磁石1
1a,11cに設けられた変位計12を示してい
る。電磁石11a,11b,11c,11dは
夫々電力変換器202a,202b,202c,
202dの出力端子接続されている。これら電力
変換器202a,202b,202c,202d
には夫々空〓長制御回路201a,201b,2
01c,201dを接続する。この空〓長制御回
路201aと201bには上記変位計12aを接
続し、空〓長制御回路201c,201dには上
記変位形12bを接続している。又、空〓長制御
回路201a,201b,201c,201dに
は共通の空〓長設定器203を接続する。
Next, the control circuit for the DC electromagnet 11 will be explained with reference to FIG. In the figure, 12a and 12b are electromagnets 1
The displacement gauges 12 provided at 1a and 11c are shown. Electromagnets 11a, 11b, 11c, 11d are power converters 202a, 202b, 202c, respectively.
The output terminal of 202d is connected. These power converters 202a, 202b, 202c, 202d
are empty length control circuits 201a, 201b, 2, respectively.
Connect 01c and 201d. The displacement gauge 12a is connected to the empty length control circuits 201a and 201b, and the displacement gauge 12b is connected to the empty length control circuits 201c and 201d. Further, a common empty length setting device 203 is connected to the empty length control circuits 201a, 201b, 201c, and 201d.

この場合、空〓長制御回路201a,201
b,201c,201dと電力変換器202a,
202b,202c,202dの具体的な回路を
第6図に示す。第6図は説明の便宜上直流電磁石
11a,11bに対応する空〓長制御回路と電力
変換器について示している。
In this case, the empty length control circuits 201a, 201
b, 201c, 201d and power converter 202a,
A concrete circuit of 202b, 202c, and 202d is shown in FIG. For convenience of explanation, FIG. 6 shows an empty length control circuit and a power converter corresponding to the DC electromagnets 11a and 11b.

最初、変位計12aが設けられている直流電磁
石11aの制御回路は比較器301,302a,
303a、空〓長設定器203、並列補償回路3
07a、直列補償回路303a、シユミツト回路
305a、電力変換器306a、鋸歯状波発振器
309、変位計12aで構成されている。この構
成は前記直流電磁石41の制御回路第4図と全つ
たく同じ回路構成し、かつ夫々の回路動作も同じ
であるので詳細な説明は省略する。空〓長設定器
203は直流電磁石11aが回転体5と所定の空
〓長を保つて配置されたときの空〓長に相当する
固定電圧のみ発生するので回転体5と直流電磁石
11aとの空〓長が所定の空〓長より大きくなる
方向に回転体5が変化したときのみ直流電磁石1
1aに電圧が供給される。これを図に従い説明す
ると、回転体5が定常(中心の位置で浮上し、回
転している状態をいう)の場合は空〓長設定器2
03の出力と変位計12aの検出値は同じなので
比較器301で発生する偏差ε11aは零となり、直
流電磁石11aへ供給電圧は零となる。次に外乱
等で回転体が変化し、変位計12aの検出値が空
〓長設定203の出力より大きくなつた場合は、
比較器301は正の偏差ε11aを発生し、比較器3
02aにも正の偏差ε12aが出力され、この偏差
ε12aは直列補償回路303aを通り、比較器30
4aに接続される。この比較器304aは偏差
ε12aによつて鋸歯状波発振器309の出力を正の
方向に持ち上げられる波形分を出力として発生す
る。この比較器304aの出力をシユミツト回路
305aで波形を校正し、チヨツパ回路をONす
る。従つて直流電磁石11aに電圧が供給され
る。
Initially, the control circuit of the DC electromagnet 11a provided with the displacement meter 12a includes comparators 301, 302a,
303a, empty length setting device 203, parallel compensation circuit 3
07a, a series compensation circuit 303a, a Schmitt circuit 305a, a power converter 306a, a sawtooth wave oscillator 309, and a displacement meter 12a. This configuration is completely the same as that of the control circuit of the DC electromagnet 41 in FIG. 4, and the operation of each circuit is also the same, so a detailed explanation will be omitted. The gap length setting device 203 generates only a fixed voltage corresponding to the gap length when the DC electromagnet 11a is arranged with a predetermined gap distance between the rotating body 5 and the DC electromagnet 11a. Only when the rotating body 5 changes in the direction in which the length becomes larger than a predetermined empty length, the DC electromagnet 1
A voltage is supplied to 1a. To explain this according to the diagram, when the rotating body 5 is stationary (floating at the center position and rotating), the empty length setting device 2
Since the output of 03 and the detected value of the displacement meter 12a are the same, the deviation ε 11 a generated by the comparator 301 becomes zero, and the voltage supplied to the DC electromagnet 11a becomes zero. Next, if the rotating body changes due to disturbance etc. and the detected value of the displacement meter 12a becomes larger than the output of the empty length setting 203,
Comparator 301 generates a positive deviation ε 11 a and comparator 3
A positive deviation ε 12 a is also outputted to 02a, and this deviation ε 12 a passes through the series compensation circuit 303a and is output to the comparator 30.
4a. This comparator 304a generates as an output a waveform component that can lift the output of the sawtooth wave oscillator 309 in the positive direction by the deviation ε 12 a. The waveform of the output of the comparator 304a is corrected by a Schmitt circuit 305a, and the chopper circuit is turned on. Therefore, voltage is supplied to the DC electromagnet 11a.

次に変位計12aの検出値が空〓長設定203
の出力より小さくなる方向に回転体5が変化した
場合は、比較器301,302aは負の偏差
ε11a,ε12aが発生するので比較器304aは発振
器9の波形を負方向にさげるのでこの出力波形を
入力とするシユミツト回路305aは零出力とな
り、チヨツパー回路はoffで直流電磁石11aに
供給する電圧は零となる。
Next, the detected value of the displacement meter 12a is empty = length setting 203
When the rotating body 5 changes in a direction in which the output becomes smaller than the output of The Schmitt circuit 305a which receives this output waveform as an input has zero output, the chopper circuit is off, and the voltage supplied to the DC electromagnet 11a becomes zero.

上記直流電磁石11aに対称の位置に配置され
た直流電磁石11aの制御回路を第6図に従い説
明する。図において308,307bは反転回路
を示している。反転回路308は偏差ε11aを反転
し偏差ε11bを発生する。反転回路307bは並列
補償回路307aの出力を反転する。反転回路3
08,307bの各出力は比較器302bによつ
て加えられ偏差ε12bを発生し、直列補償回路30
3bに接続される。この直列補償回路出力は比較
器304bによつて鋸歯状波発振器309の出力
と比較し、シユミツト回路305bに接続され
る。シユミツト回路305bの出力はチヨツパ回
路の電力変換器306bに接続されている。上記
反転回路308,307bによつて直流電磁石1
1bに対応する空〓長と並列補償回路の出力を発
生する。従つて前記直流電磁石11aの制御回路
と同等な動作を行い直流電磁石11aへ供給する
電圧を制御する。
A control circuit for the DC electromagnet 11a arranged symmetrically to the DC electromagnet 11a will be described with reference to FIG. In the figure, 308 and 307b indicate inverting circuits. The inversion circuit 308 inverts the deviation ε 11 a to generate a deviation ε 11 b. The inverting circuit 307b inverts the output of the parallel compensation circuit 307a. Inversion circuit 3
Each output of 08, 307b is added by a comparator 302b to generate a deviation ε 12 b, and a series compensation circuit 30
3b. This series compensation circuit output is compared with the output of a sawtooth wave oscillator 309 by a comparator 304b, and is connected to a Schmitt circuit 305b. The output of the Schmitt circuit 305b is connected to a chopper circuit power converter 306b. The DC electromagnet 1 is
The empty length corresponding to 1b and the output of the parallel compensation circuit are generated. Therefore, it performs the same operation as the control circuit for the DC electromagnet 11a and controls the voltage supplied to the DC electromagnet 11a.

次に対称な位置に配置された直流電磁石11a
と11bへの供給する電圧の関係を図に従い説明
する。
Next, DC electromagnets 11a placed in symmetrical positions
The relationship between the voltages supplied to 11b and 11b will be explained according to the diagram.

最初、前記回転体5が中心位置を保つている場
合は比較器301の偏差ε11aは零となり、直流電
磁石11a,11bへの供給電圧は零である。次
に比較器301が正の偏差ε11aを発生した場合に
は偏差ε11b反転回路308によつて負となるので
直流電磁石11aには電圧を供給するが直流電磁
石11bの供給電圧は零となる。次に比較器30
1が負の偏差ε11aを発生した場合は正の偏差ε11b
が発生するので正の偏差ε11aを発生した場合の動
作と反対の動作を行う。従つて対称に配置された
直流電磁石11aと11bの空〓長を上記のよう
に制御すると回転体5は常に中心位置に保持する
ことができる。勿論他の空〓長制御回路301
c,301dについても同様である。
Initially, when the rotating body 5 maintains the center position, the deviation ε 11 a of the comparator 301 is zero, and the voltage supplied to the DC electromagnets 11a and 11b is zero. Next, when the comparator 301 generates a positive deviation ε 11 a, the deviation ε 11 b becomes negative by the inverting circuit 308, so a voltage is supplied to the DC electromagnet 11a, but the voltage supplied to the DC electromagnet 11b is zero. becomes. Next, comparator 30
1 causes a negative deviation ε 11 a, then a positive deviation ε 11 b
occurs, so the operation is opposite to that when a positive deviation ε 11 a occurs. Therefore, if the free lengths of the symmetrically arranged DC electromagnets 11a and 11b are controlled as described above, the rotating body 5 can always be held at the center position. Of course, other empty length control circuits 301
The same applies to c and 301d.

次に前記電機子鉄心2と回転子6からなる無接
触電動機の制御回路について第7図に従い説明す
る。図において31,32,33は3相の電機子巻
線、6は永久磁石からなる回転子を示している。
電機子巻線31,32,33には夫々トランジスタ
23,24,25を直列接続する。そしてこれら
直列回路を直流電源26に接続する。この電源2
6の両端に抵抗27と定電圧ダイオード28の直
列回路を接続する。この抵抗27とダイオード2
8の接続点にトランジスタ29のエミツタを接続
する。このトランジスタ29はベースを抵抗30
を介して上記電源26の負側端子に接続してい
る。
Next, a control circuit for a contactless motor consisting of the armature core 2 and rotor 6 will be explained with reference to FIG. In the figure, 3 1 , 3 2 , 3 3 are three-phase armature windings, and 6 is a rotor made of permanent magnets.
Transistors 23, 24, and 25 are connected in series to the armature windings 3 1 , 3 2 , and 3 3 , respectively. These series circuits are then connected to a DC power supply 26. This power supply 2
A series circuit of a resistor 27 and a constant voltage diode 28 is connected to both ends of the resistor 6. This resistor 27 and diode 2
The emitter of the transistor 29 is connected to the connection point 8. This transistor 29 has a base connected to a resistor 30
It is connected to the negative side terminal of the power source 26 via the power source 26.

前記回転子6には回転子位置検出器31,3
2,33を連結している。この検出器31,3
2,33は前記トランジスタ29のコレクタと電
源26のアース間に接続している。またこれら検
出器31,32,33は前記回転子6の回転に応
じて前記トランジスタ23,24,25を順番に
オンするようにしている。
The rotor 6 is equipped with rotor position detectors 31 and 3.
2,33 are connected. This detector 31,3
2 and 33 are connected between the collector of the transistor 29 and the ground of the power supply 26. Further, these detectors 31, 32, and 33 turn on the transistors 23, 24, and 25 in order according to the rotation of the rotor 6.

一方、前記電機子巻線31,32,33はダイオ
ード34,35,36を介して共通接続しこの接
続点と上記電源26の正側端子の間にコンデンサ
37と抵抗38の直列回路を接続する。
On the other hand, the armature windings 3 1 , 3 2 , 3 3 are commonly connected via diodes 34 , 35 , 36 , and a series circuit of a capacitor 37 and a resistor 38 is connected between this connection point and the positive terminal of the power source 26 . Connect.

コンデンサ37の両端には39,40,41,
42からなるブリツジ回路を接続する。この場合
上記抵抗41には並列にサーミスタ43が接続さ
れている。
At both ends of the capacitor 37 are 39, 40, 41,
A bridge circuit consisting of 42 is connected. In this case, a thermistor 43 is connected in parallel to the resistor 41.

前記抵抗39,40の接続点にトランジスタ4
4のエミツタを接続する。このトランジスタ44
はベースを前記抵抗41,42の接続点に接続
し、コレクタを抵抗45を介してトランジスタ4
6のベースに接続する。このトランジスタ46は
エミツタを前記コンデンサ37と抵抗38の接続
点に接続しコレクタを抵抗47を介して前記トラ
ンジスタ29のベースに接続する。
A transistor 4 is connected to the connection point between the resistors 39 and 40.
Connect the emitter of 4. This transistor 44
has its base connected to the connection point of the resistors 41 and 42, and its collector connected to the transistor 4 via the resistor 45.
Connect to the base of 6. The emitter of this transistor 46 is connected to the connection point between the capacitor 37 and the resistor 38, and the collector is connected to the base of the transistor 29 via the resistor 47.

しかして、このような構成において回転子位置
検出器31,32,33の出力によりトランジス
タ23,24,25を順番にオンすると、電機子
巻線31,32,33が順次付勢され、この巻線3
,32,33の回転磁界により回転子6は回転駆
動される。
In such a configuration, when the transistors 23, 24, and 25 are turned on in order by the outputs of the rotor position detectors 31 , 32, and 33, the armature windings 31, 32 , and 33 are sequentially energized. , this winding 3
The rotor 6 is rotationally driven by the rotating magnetic fields of 1 , 3 2 and 3 3 .

このとき電機子巻線31,32,33に回転速度
に比例した速度電圧Eが発生し、コンデンサ37
の両端に与えられる。するとブリツジ回路の接続
点a,bに夫々電圧Va,Vbが発生するが、いま
上記電圧Eが所定速度以上に対応したものになる
と上記電圧VaとVbの差電圧VBEによつてトラン
ジスタ44がオンしこれによりトランジスタ29
がオフし位置検出回路31,32,33の電源2
6をしや断し、電動機を減速する。
At this time, a speed voltage E proportional to the rotational speed is generated in the armature windings 3 1 , 3 2 , 3 3 , and the capacitor 37
given at both ends. Then, voltages Va and Vb are generated at the connection points a and b of the bridge circuit, respectively. When the voltage E corresponds to a predetermined speed or higher, the transistor 44 is activated by the difference voltage V BE between the voltages Va and Vb. This turns on transistor 29.
is turned off and the power supply 2 of the position detection circuits 31, 32, 33 is turned off.
6 and decelerate the motor.

また速度が減少して上記電圧Eが所定速度以下
に対応したものになると上記電圧VaとVbの差電
圧VBEが小さくなつてトランジスタ44がオフし
これによりトランジスタ29がオンし電動機を加
速する。
Further, when the speed decreases and the voltage E becomes a value corresponding to a predetermined speed or less, the voltage difference V BE between the voltages Va and Vb becomes smaller, turning off the transistor 44 and turning on the transistor 29 to accelerate the motor.

従つて電動機は常に所定速度に近づくように制
御され、これにより回転体5は所定速度で回転さ
れることになる。
Therefore, the electric motor is controlled so as to always approach the predetermined speed, so that the rotating body 5 is rotated at the predetermined speed.

以上の構成でターンテーブルを取り付けた回転
体を少なくとも3分割された直流電磁石の吸引力
で浮上支持と回転体の周囲に4分割された直流電
磁石の吸引力で案内支持し、無接触の電動機で回
転駆動をするようにしたので従来の軸受を用いた
ものに比べ次のような効果がある。(1)ターンテー
ブルを無接触で回転駆動するので回転にともなう
雑音すなわちゴロ音をなくすことができる。(2)摩
擦抵抗がないので回転トルクを小さくでき小電力
で駆動できる。(3)回転駆動に平形の電動機を使用
し、電機子鉄心と回転子との間に働く吸引力を利
用すれば回転体を浮上支持するための直流電磁石
を極力小形にできる。(4)回転体の周囲に配置され
た直流電磁石によつて回転体を常に中心の位置に
保持できる。
With the above configuration, the rotating body with the turntable attached is floated and supported by the attractive force of the DC electromagnets divided into at least three parts, and guided and supported around the rotating body by the attractive force of the DC electromagnets divided into four parts, and the non-contact electric motor is used. Since it is rotatably driven, it has the following effects compared to conventional bearings. (1) Since the turntable is rotationally driven without contact, noise that accompanies rotation, that is, rumbling noise, can be eliminated. (2) Since there is no frictional resistance, the rotational torque can be reduced and it can be driven with small electric power. (3) By using a flat electric motor for rotational drive and utilizing the attractive force between the armature core and the rotor, the DC electromagnet for floating and supporting the rotating body can be made as small as possible. (4) The rotating body can always be held at the center position by the DC electromagnets placed around the rotating body.

この発明は上記実施例にのみ限定されず要旨を
変更をしない範囲で適宜変形して実施できる。例
えば直流電磁石に与える電流をチヨツパ制御する
と、このとき流れる電流はリツプルを含む電流と
なり直流電磁石に電磁音又は振動を発生すること
がある。そこでチヨツパの代わりに直流電流増幅
器を用いることにより上記電磁音又は振動を除去
しても良い。この場合の案内支持空〓長制御回路
を第8図に示す。直流電流増幅器310aと31
0bの入力端子は直列補償回路303aと反転回
路309に接続される。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be implemented with appropriate modifications without changing the gist. For example, when the current applied to a DC electromagnet is subjected to chopper control, the current flowing at this time becomes a current containing ripples, which may generate electromagnetic noise or vibration in the DC electromagnet. Therefore, the above-mentioned electromagnetic noise or vibration may be removed by using a DC current amplifier instead of the chopper. The guide support empty length control circuit in this case is shown in FIG. DC current amplifiers 310a and 31
The input terminal 0b is connected to the series compensation circuit 303a and the inversion circuit 309.

従つて案内支持空〓長制御回路は非常に簡略す
ることができる。又、実施例では無接触の電動機
として回転子に永久磁石を用いた同期電動機につ
いて述べたが無接触ならば他の方式の電動機を使
用することもできる。
Therefore, the guide support air length control circuit can be very simplified. Further, in the embodiment, a synchronous motor using a permanent magnet in the rotor has been described as a non-contact motor, but other types of motors can also be used as long as they are non-contact.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図乃至第8図は本発明による実施例を示す
図で、第1図はターンテーブル装置の縦断面図、
第2図は要部説明上面図、第3図乃至第7図は制
御回路を示すブロツク図、第8図は本発明の他の
実施例を示す制御回路のブロツク図である。 1…筐体、2…電機子鉄心、3…巻線、4…浮
上用直流電磁石、5…回転体、6…回転子、9…
ターンテーブル、10…浮上用変位計、11…案
内用直流電磁石、12…案内用変位計。
1 to 8 are diagrams showing embodiments of the present invention, in which FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a turntable device;
FIG. 2 is a top view illustrating the main parts, FIGS. 3 to 7 are block diagrams showing a control circuit, and FIG. 8 is a block diagram of a control circuit showing another embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Housing, 2... Armature core, 3... Winding, 4... DC electromagnet for levitation, 5... Rotating body, 6... Rotor, 9...
Turntable, 10... Displacement meter for levitation, 11... DC electromagnet for guidance, 12... Displacement meter for guidance.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 筐体内に設けられターンテーブルを有する円
板状の回転体と、この回転体を磁力により無接触
で浮上支持する浮上電磁石装置と、前記回転体を
磁力により回転させる電動機と、前記回転体の周
囲に設け前記回転体の外周と前記筐体の内壁との
空〓を保持する案内電磁石装置と、前記回転体の
浮上空〓長を検出するために前記円板状の回転体
の外周部近傍に少なくとも3個以上設けられる浮
上変位計と、この浮上変位計の検出値に応じて前
記浮上電磁石装置への供給電圧を制御し、前記回
転体を所定空〓長を保持しかつ無接触で浮上支持
させるための第1の制御手段と、前記回転体の外
周と前記筐体の内壁との空〓長を検出する案内変
位計と、この案内変位計の検出値に応じて前記案
内電磁石装置への供給電圧を制御し、前記回転体
を所定空〓長を保持し案内支持する第2の制御手
段とを具備してなることを特徴とするターンテー
ブル駆動装置。
1. A disc-shaped rotating body provided in a housing and having a turntable, a levitation electromagnet device that levitates and supports the rotating body without contact using magnetic force, an electric motor that rotates the rotating body using magnetic force, and a guide electromagnet device provided around the rotary body to maintain a space between the outer periphery of the rotating body and the inner wall of the casing; and a guide electromagnet device near the outer periphery of the disc-shaped rotary body for detecting the floating air length of the rotary body. At least three levitation displacement meters are installed in the levitation displacement meter, and the supply voltage to the levitation electromagnet device is controlled according to the detected value of the levitation displacement meter, and the rotating body is levitated without contact while maintaining a predetermined levitation length. a first control means for supporting the rotating body; a guide displacement meter for detecting the empty length between the outer periphery of the rotating body and the inner wall of the casing; A turntable driving device comprising: a second control means for controlling a supply voltage of the rotating body and guiding and supporting the rotating body while maintaining a predetermined empty length.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4999003A (en) * 1973-01-29 1974-09-19
JPS5010430A (en) * 1973-06-04 1975-02-03
JPS5043342A (en) * 1973-07-27 1975-04-19

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