KR100643152B1 - Magnetic bearing actuator - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 의한 자기베어링 액튜에이터를 길이방향으로 절제하여 도시해 보인 개략적 단면도,1 is a schematic cross-sectional view showing the magnetic bearing actuator according to the present invention by cutting in the longitudinal direction,
도 2 및 도 3은 각각 도 1에 도시된 본 발명에 의한 자기베어링 액튜에이터의 회전축 조립체를 발췌하여 길이방향으로 절제 도시해 보인 일부 절제 사시도 및 종단면도,2 and 3 are a partial cutaway perspective view and a longitudinal cross-sectional view, respectively, shown in the longitudinal direction by extracting the rotary shaft assembly of the magnetic bearing actuator according to the present invention shown in FIG.
도 4는 도 1에 도시된 본 발명에 의한 자기베어링 액튜에이터의 케이스 조립체를 길이방향으로 절제하여 내부 구조를 개략적으로 도시해 보인 일부 절제 사시도,4 is a partially cutaway perspective view schematically illustrating an internal structure by longitudinally cutting the case assembly of the magnetic bearing actuator according to the present invention shown in FIG. 1;
도 5는 도 1에 도시된 본 발명에 의한 자기베어링 액튜에이터의 케이스 조립체와 회전축 조립체의 결합상태를 설명하기 위해 도시해 보인 일부 절제 분리 사시도,FIG. 5 is a partial cutaway perspective view illustrating the coupling state of the case assembly and the rotating shaft assembly of the magnetic bearing actuator according to the present invention shown in FIG. 1;
도 6은 도 1에 도시된 본 발명에 의한 자기베어링 액튜에이터의 반경방향 자기베어링의 로터 조립체를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 단면도,6 is a cross-sectional view schematically showing an extract of the rotor assembly of the radial magnetic bearing of the magnetic bearing actuator according to the present invention shown in FIG.
도 7은 도 1에 도시된 본 발명에 의한 자기베어링 액튜에이터의 반경방향 자기베어링의 로터 스테이터를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 사시도,7 is a perspective view schematically showing an extract of the rotor stator of the radial magnetic bearing of the magnetic bearing actuator shown in FIG. 1;
도 8은 도 1에 도시된 본 발명에 의한 자기베어링 액튜에이터의 축방향 자기 베어링의 디스크 스테이터를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 사시도,8 is a perspective view schematically showing an extract of the disk stator of the axial magnetic bearing of the magnetic bearing actuator according to the present invention shown in FIG.
도 9는 도 1에 도시된 본 발명에 의한 자기베어링 액튜에이터의 모터 유닛을 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 단면도,9 is a cross-sectional view schematically showing the motor unit of the magnetic bearing actuator according to the present invention shown in FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100...케이스 110...회전축 100
200...자기베어링 유닛 210...반경방향 자기베어링200 ...
211...로터 조립체 211a...로터 스탠드211
211b...로터철심 211c...로터링211b ...
220...축방향 자기베어링 221...트러스트 디스크220 ... axial
221a...실린더형 몸체 221b...로터 디스크 221a ...
300...모터 유닛 310....모터 로터300
320...모터 스테이터320 ... motor stator
본 발명은 자기베어링(Magnetic Bearing)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동모터 내장형(Built-in type) 자기베어링 액튜에이터에 관한 것이며, 특히 소형의 고속 회전체에 유효하게 적용할 수 있는 초고속 소형 자기베어링 액튜에이터(Magnetic Bearing Actuator)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to magnetic bearings, and more particularly, to a magnetic-bearing actuator with a built-in drive motor, and in particular, an ultra-high speed small magnetic bearing that can be effectively applied to a small high-speed rotating body. It relates to an actuator (Magnetic Bearing Actuator).
최근의 초고속, 초정밀 첨단기술의 수요증대는 회전기계의 회전기술에 대한 초고속, 초정밀, 고효율화에 대한 요구증대로 이어지고 있다. 이러한 초고속, 초정밀 회전축의 제작에 필수적으로 소요되는 기계요소의 하나로 자기베어링이 널리 알려져 있다. The recent increase in the demand for high speed, high precision and high technology has led to the demand for high speed, high precision and high efficiency for the rotating technology of rotary machines. Magnetic bearings are widely known as one of the essential mechanical elements required for the production of such high speed, high precision rotary shafts.
이러한 자기베어링은 자력을 이용한 전자장의 변화를 통하여 어떠한 물리적인 접촉없이 회전축을 부상시킨 상태로 지지하게 된다. These magnetic bearings are supported by a state in which the rotating shaft is floated without any physical contact through the change of the electromagnetic field using magnetic force.
따라서, 자기베어링은 회전축의 회전시 마찰 배제와 회전궤적의 능동 제어가 가능하여 기존의 통상적인 구름요소 베어링과 같은 고전적인 베어링으로는 구현이 불가능한 초고속, 고정밀 회전축의 제작을 가능하게 한다. 이와 같은 자기베어링의 장점으로 인하여 최근에는 점차 적용범위의 확대를 위한 연구개발이 활발히 진행되고 있는 추세이나, 현재까지의 개발 추세는 대부분 중대형 자기베어링의 개발이 주를 이루고 있다.Therefore, the magnetic bearing is capable of the exclusion of friction and the active control of the rotational trajectory during the rotation of the rotating shaft to enable the production of ultra-high speed, high-precision rotating shaft that can not be realized by the classic bearing such as conventional rolling element bearing. Due to the merits of such magnetic bearings, the research and development for the expansion of the scope of application is being actively conducted in recent years, but the development trends up to now are mainly the development of the medium and large magnetic bearings.
통상, 자기베어링 액츄에이터는 구동모터와 반경반향 자기베어링(Radial AMB; Active Magnetic Bearing)과 축방향 자기베어링(Axial AMB), 백업 베어링(Back-up Bearing) 및 케이스를 포함하여 구성된다. In general, a magnetic bearing actuator includes a drive motor, a radial AMB (active magnetic bearing), an axial magnetic bearing (Axial AMB), a back-up bearing, and a case.
한편, 현재 주로 사용되고 있는 중대형 자기 베어링 액츄에이터는 구동원을 교류 인덕션형(AC Induction Type)의 스핀들 모터를 많이 사용 하고 있다. 따라서, 스테이터부에 발생하는 회전자계와 로터부에 생기는 유도자계와의 상호 작용으로 회전력을 얻게 되므로, 구조가 간단한 편이며, 어느 정도의 정속성을 가질 수 있다.On the other hand, medium and large magnetic bearing actuators, which are mainly used, use a spindle motor of AC induction type as a driving source. Therefore, since the rotational force is obtained by the interaction between the magnetic field generated in the stator portion and the induction magnetic field generated in the rotor portion, the structure is simple and can have some constant speed.
그런데, 상기한 바와 같은 기존의 중대형 자기베어링 액츄에이터는 인덕션 (Induction) 모터를 구동원으로 사용함에 따라 권선의 발열문제, 초고속화로 인한 내구성 문제로 인하여 수명과 효율이 저하되는 문제점을 가지고 있다.However, the conventional medium-large magnetic bearing actuator as described above has a problem in that the service life and efficiency are lowered due to the heating problem of the winding and the durability problem due to the high speed as the induction motor is used as the driving source.
그리고, 기존의 중대형 자기베어링은 구동원으로 사용되는 인덕션 모터의 속도 제어를 위한 부가물의 설치로 인하여 가격대가 높게 형성되어 실용성과 경제성이 저하되는 문제가 있으며, 그 구조적인 한계점으로 인하여 근본적으로 소형화가 어려운 문제점을 가지고 있다. In addition, the existing medium-large size magnetic bearings have a problem that the price is high due to the installation of additives for the speed control of the induction motor used as a driving source, thereby degrading practicality and economical efficiency. I have a problem.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 자기베어링 액튜에이터가 지니는 문제점을 감안하여 이를 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고속화와 소형화 제작에 보다 유리한 구조를 가지는 자기베어링 액튜에이터를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, the present invention has been made in view of the problems with the conventional magnetic bearing actuator as described above, and an object of the present invention is to provide a magnetic bearing actuator having a more advantageous structure for high speed and miniaturization.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 자기베어링 액튜에이터는, 중공형 케이스의 중공부에 삽입되도록 설치된 회전축을 비접촉상태로 부상시켜 회전 가능하게 지지하는 자기베어링 유닛과, 상기 회전축을 회전시켜 주기 위한 구동모터 유닛를 포함하는 자기베어링 액튜에이터에 있어서, 상기 자기베어링 유닛은, 상기 회전축의 양단부에 각각 배치되도록 구비되는 1쌍의 반경방향 자기베어링과, 상기 각 반경방향 자기베어링의 사이에 배치되도록 구비되는 축방향 자기베어링을 포함하며, 상기 구동모터는 상기 1쌍의 반경반향 자기베어링중 어느 하나와 상기 축방향 자기베어링의 사이에 배치되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the magnetic bearing actuator according to the present invention includes a magnetic bearing unit for rotatably supporting a rotating shaft installed to be inserted into a hollow portion of a hollow case in a non-contact state, and for rotating the rotating shaft. In a magnetic bearing actuator comprising a drive motor unit, the magnetic bearing unit is a shaft provided so as to be arranged between a pair of radial magnetic bearings provided to be disposed at both ends of the rotary shaft and the respective radial magnetic bearings. And a directional magnetic bearing, wherein the drive motor is arranged to be disposed between any one of the pair of radial magnetic bearings and the axial magnetic bearing.
본 발명에 따르면, 상기 반경방향 자기베어링은, 상기 회전축상에 설치되는 로터 조립체와, 상기 로터 조립체의 주위에 소정 간극으로 이격되어 대면하도록 상기 케이스의 중공부에 구비된 로터 스테이터를 포함하여 구성된다.According to the present invention, the radial magnetic bearing is configured to include a rotor assembly provided on the rotating shaft and a rotor stator provided in the hollow portion of the case so as to face each other at a predetermined gap around the rotor assembly. .
그리고, 상기 로터 조립체는, 상기 회전축의 외주면에 동축상으로 결합되는 실린더형 로터 스탠드와, 상기 로터 스탠드의 외주면에 동축상으로 결합되는 로터철심과, 상기 로터철심을 구속하도록 상기 로터 스탠드의 외주면에 결합되는 로터링을 포함하여 구성된 것이 바람직하다.The rotor assembly may include a cylindrical rotor stand coaxially coupled to an outer circumferential surface of the rotating shaft, a rotor iron core coaxially coupled to an outer circumferential surface of the rotor stand, and an outer circumferential surface of the rotor stand to constrain the rotor iron core. It is preferred to include a rotor ring that is coupled.
또한, 상기 로터링과 로터 스탠드는 서로 나사 결합되는 것으로, 상기 로터 스탠드는 외주면에 나사산이 형성되어 숫나사 구조를 이루며, 상기 로터링은 내주면에 나사산이 형성되어 암나사 구조를 이루고 있는 것이 바람직하다.In addition, the rotor ring and the rotor stand is screwed to each other, the rotor stand is a screw thread is formed on the outer peripheral surface to form a male screw structure, the rotor ring is preferably formed a screw thread on the inner peripheral surface to form a female screw structure.
상기 로터 스테이터는 규소강판이 적층된 도너츠형 링부재와, 그 링부재의 내경부에 중심부를 향하도록 돌출 형성된 복수의 돌극과, 자기장 형성을 위해 상기 각 돌극에 권선된 코일을 포함하여 구성된 것이 바람직하다.The rotor stator preferably comprises a donut-shaped ring member in which silicon steel sheets are stacked, a plurality of protrusions protruding toward the center of the inner diameter portion of the ring member, and coils wound around the protrusions to form a magnetic field. Do.
본 발명에 따르면, 상기 축방향 자기베어링은, 상기 회전축상에 설치되는 트러스트 디스크와, 상기 드러스트 디스크의 주위에 소정 간극으로 이격되어 대면하도록 상기 케이스의 중공부에 구비된 트러스터 스테이터를 포함하여 구성된다.According to the present invention, the axial magnetic bearing includes a thrust disk installed on the rotating shaft and a thrust stator provided in the hollow portion of the case so as to face the thrust disk spaced apart at a predetermined gap. It is composed.
상기 트러스트 디스크는 상기 회전축의 외주면에 동축상으로 설치되는 실린더형 몸체와, 그 몸체 중앙부에 방사상으로 확장 돌출되도록 형성된 로터 디스크를 구비하는 것이 바람직하다.The thrust disc preferably includes a cylindrical body installed coaxially on the outer circumferential surface of the rotating shaft, and a rotor disc formed to radially extend and protrude from the center of the body.
상기 트러스터 스테이터는 상기 로터 디스크와 소정 간극으로 이격되어 대면 하도록 상기 케이스의 중공부에 구비된 1쌍의 환형 전자석으로 이루어진 것이 바람직하다.Preferably, the thruster stator is formed of a pair of annular electromagnets provided in the hollow portion of the case so as to face the rotor disk spaced apart from each other by a predetermined gap.
상기 모터 유닛은, 상기 회전축상에 설치되는 마그네트와, 상기 마그네트의 주위에 소정 간극으로 이격되어 대면하도록 구비된 모터 스테이터를 포함하여 구성된다.The motor unit includes a magnet provided on the rotating shaft, and a motor stator provided to face the magnet at a predetermined gap.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 자기베어링 액튜에이터는, 상기 1쌍의 반경방향 자기베어링의 외측에 각각 상기 회전축을 지지하는 1쌍의 보조베어링이 더 설치될 수 있다. 그리고, 상기 케이스에는 회전축의 반경방향 변위와 축방향 변위를 감지하기 위한 복수의 변위센서가 설치된다.In the magnetic bearing actuator according to the present invention having the configuration as described above, a pair of auxiliary bearings supporting the rotating shaft may be further provided on the outer side of the pair of radial magnetic bearings. In addition, the case is provided with a plurality of displacement sensors for detecting the radial displacement and the axial displacement of the rotation axis.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 자기베어링 액튜에이터를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a magnetic bearing actuator according to the present invention.
도 1을 참조하면 본 발명에 따른 자기베어링 액튜에이터(10)는, 도시된 바와 같이 중공형 케이스(100)의 중공부에 삽입되도록 설치된 회전축(110)과, 그 회전축(110)을 비접촉상태로 부상시켜 회전 가능한 상태로 지지해 주기 위한 자기베어링 유닛(200)과, 상기 회전축(110)을 회전 구동시켜 주기 위한 구동모터 유닛(300)을 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1, the magnetic bearing
본 발명에 따르면, 상기 자기베어링 유닛(200)은 1쌍의 반경방향 자기베어링(210)과 축방향 자기베어링(220)을 포함하여 이루어진다.According to the present invention, the magnetic bearing
상기 각 반경방향 자기베어링(210)은 도시된 바와 같이 회전축(110)의 양측단부에 각각 위치하도록 구비된다. 그리고, 축방향 자기베어링(220)은 상기 1쌍의 반경방향 자기베어링(210)의 사이에 위치하도록 구비된다.Each of the radial
상기 구동모터 유닛(300)은 상기 반경반향 자기베어링 220과 축방향 자기베어링(230)의 사이에 배치되도록 구비된다.The
즉, 본 발명에 따른 자기베어링 액튜에이터(10)는 상기 회전축(110)을 코어체(core member)로하여 자기베어링 유닛(200)과 구동모터 유닛(300)의 회전자가 각각 설치되어 소위, 서브 어셈블리(sub-assembly)를 이루게 되며, 상기 케이스(100)에는 베어링 유닛(200)과 구동모터 유닛(300)의 고정자가 각각 설치되어 서브 어셈블리를 이루게 된다. 이러한 서브 어셈블리 구조는 조립의 용이성과 가공성을 고려한 것이다. 여기서, 도 1의 참조부호 B는 회전축(110)의 정지시 보호를 위해 설치된 보조베어링을 나타낸 것으로서, 액튜에이터의 구동시 자기베어링의 기능 전후에 회전자의 원할한 회전을 보조적으로 지지하게 된다. 그리고, 참조부호 C는 본 발명에 따른 자기베어링 액튜에이터의 조립체 완성을 위해 결합된 캡부재를 나타낸다. 참조부호 S1과 S2는 각각 상기 반경방향 자기베어링(210)과 축방향 자기베어링(220)의 변위를 감지하기 위한 변위센서를 나타낸다. 즉, 상기 변위센서 S1 및 S2는 각각 상기 반경방향 자기베어링(210)과 축방향 자기베어링(220)의 회전자와 고정자가 이루고 있는 갭(Gap)을 감지하여 변위를 측정하게 된다. That is, in the magnetic bearing
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 회전축(110)에는 상기 각 반경방향 자기베어링(210)의 로터 조립체(211)와, 상기 축방향 자기베어링(220)의 트러스트 디스크(221) 및 상기 구동모터 유닛(300)의 로터 마그네트(310)가 각각 동축상으로 설치 된다.2 and 3, the
그리고, 도 4를 참조하면, 상기 케이스(100)의 중공부 내주면에는 각각 상기 각 반경방향 자기베어링(210)의 로터 스테이터(212)와, 상기 축방향 자기베어링(220)의 트러스터 스테이터(222) 및 상기 구동모터 유닛(300)의 모터 스테이터(320)가 각각 동축상으로 설치 된다.4, the
도 5는 상기 회전축(110) 조립체(sub-assembly)와 상기 케이스(100) 조립체(sub-assembly)가 상보적으로 결합되는 상태를 설명하기 위해 도시해 보인 것이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the
도 5를 참조하면, 상기 각 반경방향 자기베어링(210)은 로터 조립체(211)와 로터 스테이터(212)를 포함하여 이루어진다. Referring to FIG. 5, each of the radial
상기 로터 조립체(211)는 상기 회전축(110)의 외주면상에 동축상으로 설치되며, 상기 로터 스테이터(212)는 각 로터 조립체(211)의 외주에 소정 간극으로 이격되어 대면하도록 상기 케이스(100)의 중공부 내주면에 구비된다.The
상기 로터 조립체(211)는 도 6에 도시된 바와 같이 각각 상기 회전축(110)의 외주면에 결합되는 실린더형 로터 스탠드(211a)와, 각 로터 스탠드(211a)의 외주면에 결합되는 로터철심(211b)과, 로터철심(211b)을 구속하도록 상기 로터 스탠드(211a)의 외주면에 결합되는 로터링(211c)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 6, the
상기 변위센서 S1은 상기 로터링(211c)의 변위를 감지하여 상기 반경방향 자기베어링(210)의 변위를 감지하게 된다.The displacement sensor S1 detects the displacement of the
상기 로터링(211c)과 로터 스탠드(211a)는 서로 나사 결합되는 것으로서, 상기 로터 스탠드(211a)는 외주면에 나사산이 형성되어 숫나사 구조를 이루며, 상기 로터링(211c)은 내주면에 나사산이 형성되어 암나사 구조를 이루고 있음에 따라 상 보적인 결합이 가능하도록 되어 있다. 본 발명에 의한 자기베어링 액튜에이터는 이러한 나사결합 구조에 의해 우수한 조립성을 가지는 장점을 가지게 된다.The
상기 로터 스테이터(212)는 도 7에 도시된 바와 같이 도너츠형 링부재(212a)의 내경부에 복수의 돌극(212b)이 중심부를 향하도록 돌출되어 있고, 각 돌극(212b)에 자기장 형성을 위한 코일(212c)이 권선되어 있다. As shown in FIG. 7, the
본 발명에 따르면, 상기 로터 스테이터(212)는 8개의 돌극(212b)이 구비되는 8극으로 구성되며, 상기 링부재(212a)는 대략 0.2mm 전후의 두께를 가지는 규소 강판을 적층한 구조로서, 이러한 구조는 고속에서의 손실 저감을 위한 것이다.According to the present invention, the
상기 축방향 자기베어링(220)은 트러스트 디스크(221)와 트러스터 스테이터(222)를 포함하여 이루어진다.The axial
상기 트러스트 디스크(221)는 상기 회전축(110)의 외주면상에 동축상으로 설치되며, 상기 트러스터 스테이터(222)는 상기 드러스트 디스크(221)의 주위에 소정 간극으로 이격되어 대면하도록 상기 케이스(100)의 중공부 내주면에 구비된다.The
상기 트러스트 디스크(221)는 도 2 및 도 5에 각각 도시된 바와 같이 상기 회전축(110)의 외주면에 동축상으로 설치되는 실린더형 몸체(221a)의 중앙부에 방사상으로 확장 돌출되도록 형성된 로터 디스크(221b)를 구비한다.2 and 5, the
상기 트러스터 스테이터(222)는 도 8에 도시된 바와 같이 로터 디스크(221b)와 소정 간극으로 이격되어 대면하도록 상기 케이스(100)의 중공부 내주면에 구비된 1쌍의 환형 전자석(222a)(222b)으로서, 상기 회전축(110)의 축방향에 대한 작용력을 발생시켜 변위를 제어할 수 있게 됨에 따라 축방향 요동을 방지하게 된다.As illustrated in FIG. 8, the
즉, 본 발명에 의한 자기베어링 액튜에이터는 축방향 자기베어링(220)을 형성하기 위하여 상기 드러스트 디스크(221)와 트러스터 스테이터(222)를 회전축(110)의 대략 중앙부에 배치시킴으로써, 끝단에 배치시키는 것보다 힘(Force)이 크게 증가하여 우수한 특성을 가지도록 한 것이다.That is, the magnetic bearing actuator according to the present invention is disposed at the end by arranging the
상기 구동모터 유닛(300)은 내장형(Built-in type) BLDC(Brushless DC) 모터로서, 자로 형성을 위한 로터 마그네트(310)와 모터 스테이터(320)를 포함하여 이루어진다.The driving
상기 로터 마그네트(310)는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 회전축(110)의 외주면에 동축상으로 설치되며, 상기 모터 스테이터(320)는 로터 마그네트(310)의 주위에 소정 간극으로 이격되어 대면하도록 구비된다. 여기서, 도 9의 미설명 부호 301은 모터 구동을 위한 회로기판을 나타낸다.As shown in FIG. 9, the
본 발명에 따르면, 상기 로터 마그네트(310)는 Nd 계열의 마그네트로 이루어지며, 상기 모터 스테이터(320)는 규소강판의 적층구조체와 효과적인 자로 구성을 위해 백요크(Back yoke)를 가지는 코일권선체로 이루어진 것으로서, 이러한 구성이 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 그리고, 구동모터 유닛(300)의 제어는 센서리스(SENSORLESS) 제어기가 적용될 수 있다. According to the present invention, the
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 자기베어링 액튜에이터의 동작상태에 대하여 설명한다.Hereinafter, an operation state of the magnetic bearing actuator according to the present invention having the configuration as described above with reference to the accompanying drawings will be described.
먼저, 본 발명에 의한 자기베어링 액튜에이터의 구동을 위해 자기베어링 유닛(200)와 전기적으로 연결된 제어기(미도시)에 전력을 공급하여 활성화시킨다. 이 때, 자기베어링의 기능전에는 보조베어링(B)이 회전축(110)의 원할한 회전을 보조적으로 지지하게 된다.First, power is supplied to a controller (not shown) electrically connected to the
제어기에 전력이 공급되면, 자기베어링 유닛(200)을 이루고 있는 반경방향 자기베어링(210)과 축방향 자기베어링(220)의 부상 제어를 수행하기 시작한다. 이때, 각 변위센서 S1 및 S2가 회전축(110)의 부상위치를 검출하여 제어기에 신호정보로 피드백 송출하게 된다. 이에 따라, 제어기는 수신된 신호정보를 토대로 회전축(110)을 원하는 소정 목표 위치에 부상시킨 상태로 지지하게 된다.When power is supplied to the controller, the floating control of the radial
이와 같이 회전축(110)이 자기베어링 유닛(200)에 의해 부상된 상태에서 구동모터 유닛(300)의 모터 스테이터(320)에 전력이 공급되면, 모터 로터(310)로터부터 생성된 토오크에 의해 회전축(110)이 회전운동을 하게 된다.As such, when electric power is supplied to the
이때, 상기 회전축(110)의 회전운동시 축방향 자기베어링(220)은 회전축(110)의 축방향에 대한 작용력을 발생시켜 변위를 제어할 수 있게 됨에 따라 축방향 요동을 방지하게 된다. 즉, 본 발명에 의한 자기베어링 액튜에이터는 축방향 자기베어링(220)을 형성하기 위하여 상기 드러스트 디스크(221)와 트러스터 스테이터(222)를 회전축(110)의 대략 중앙부에 배치시킴으로써, 끝단에 배치시키는 것보다 힘(Force)이 크게 증가하여 우수한 특성을 가지게 된다.At this time, the axial
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 의한 자기베어링 액튜에이터에 따르면, 다음과 같은 작용 효과를 얻을 수가 있다. As described above, according to the magnetic bearing actuator according to the present invention, the following effects can be obtained.
첫째, 구동원을 내장형(Built-in type) BLDC 모터로 구성함으로써, 권선에 의한 발열문제를 해소하여 고속화 정도를 높일 수 있는 동시에 내구성과 수명연장의 효과를 얻을 수가 있으며, 제조비용을 저감시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.First, by constructing the drive source as a built-in type BLDC motor, it is possible to solve the heat problem caused by the winding, thereby increasing the degree of speed increase and at the same time to obtain the effect of durability and life extension, and to reduce the manufacturing cost. The effect can be obtained.
둘째, 축방향 자기베어링과 구동모터를 반경방향 자기베어링의 사이에 위치하도록 회전축의 중앙부에 배치시킨 구조에 의해 보다 소형화에 유리한 효과를 얻을 수가 있다.Secondly, the structure that is disposed at the center of the rotating shaft so that the axial magnetic bearing and the drive motor are located between the radial magnetic bearings can achieve an advantageous effect in miniaturization.
셋째, 각각의 회전자와 고정자가 회전축과 케이스를 중심부재(core member)로 서브 어셈블리를 이루도록 조립되므로, 조립성과 가공성이 우수한 효과를 얻을 수가 있다. Third, since each rotor and the stator are assembled to form the sub-assembly of the rotating shaft and the case by the core member (core member), it is possible to obtain an effect excellent in assembly and workability.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes are intended to fall within the scope of the claims set forth.
Claims (11)
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