WO2018033945A1 - 磁気軸受装置、及びそれを用いた流体機械システム - Google Patents

磁気軸受装置、及びそれを用いた流体機械システム Download PDF

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rotating shaft
electrical machine
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篤 阪脇
平田　和也
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ダイキン工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a magnetic bearing device and a fluid mechanical system using the magnetic bearing.
  • a magnetic bearing may be used to support the rotating shaft in a non-contact manner.
  • the position of the rotating shaft is generally controlled by controlling the electromagnetic force of the electromagnet based on the displacement of the rotating shaft detected by the displacement sensor.
  • this displacement sensor Since this displacement sensor generates a so-called drift in the output depending on the ambient temperature, it is necessary to take measures against drift in order to perform accurate position control.
  • countermeasures against drift there is one in which a temperature sensor is provided in the vicinity of a displacement sensor, and drift generated in the displacement sensor is canceled using the output of the temperature sensor (see, for example, Patent Document 1).
  • the present invention has been made paying attention to the above problem, and in the magnetic bearing device, the level of the output signal generated in accordance with the change of the displacement sensor itself and the ambient temperature without providing a temperature sensor near the displacement sensor.
  • the goal is to be able to compensate for changes.
  • the first aspect is a magnetic bearing (21) having a plurality of electromagnets (51 to 54) for applying electromagnetic force to the rotating shaft (5) connected to the rotating electric machine (4).
  • a displacement sensor (31, 32) for outputting an output signal corresponding to the displacement of the rotating shaft (5);
  • a controller (40) for controlling the electromagnets (51 to 54); With The controller (40) is for controlling the rotating electrical machine (4), for controlling the fluid mechanical system (1) in which the rotating electrical machine (4) is used, or for the fluid mechanical system (1).
  • the level change is compensated based on (R), and the control is performed based on the output signal compensated for the level change.
  • the level change of the output signal of the displacement sensor (31, 32) is compensated using the reference value (R) detected for the purpose of controlling the rotating electrical machine (4).
  • the second aspect is the first aspect
  • the controller (40) is configured to perform the compensation by converting the output signal according to a conversion rule using one or a plurality of parameters, and the parameter is set according to the reference value (R). It is characterized by correction.
  • the third aspect is the second aspect,
  • the controller (40) corrects the parameter using a determination result as to whether or not the fluctuation range of the reference value (R) is within a predetermined range.
  • the conversion rule parameter is corrected depending on whether the state of the system using the magnetic bearing device is stable.
  • the fourth aspect is any one of the first to third aspects.
  • the fluid mechanical system (1) is a compressor provided in the refrigerant circuit (110)
  • the rotating electrical machine (4) is an electric motor that drives the compressor (1)
  • the controller (40) includes a rotational speed of the rotating electrical machine (4), a temperature detected on a control board (160a) on which a controller of the rotating electrical machine (4) is mounted, the refrigerant circuit (110)
  • a value obtained by combining any one of the refrigerant pressure, the refrigerant flow rate, and the current value of the rotating electric machine (4), or a combination of two or more of the detection values, is referred to as the reference value (R). It is used as.
  • the fifth aspect is the magnetic bearing device (10) according to any one of the first to fourth aspects;
  • a fluid mechanical system comprising:
  • the magnetic bearing device it is possible to compensate for the level change of the output signal generated according to the change of the displacement sensor itself and the ambient temperature without providing a temperature sensor in the vicinity of the displacement sensor.
  • FIG. 1 is a piping system diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the compressor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of a radial magnetic bearing.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of the radial magnetic bearing.
  • FIG. 5 is a plan view showing a configuration example of a thrust magnetic bearing.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of a thrust magnetic bearing.
  • FIG. 7 illustrates the relationship between the amount of displacement of the rotating shaft and the output voltage of the displacement sensor.
  • FIG. 8 shows the concept of output signal compensation performed by the radial control unit and the thrust control unit.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a drift in the radial displacement sensor.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating output signal compensation performed by the radial control unit.
  • FIG. 11 is a timing
  • Embodiment 1 of the Invention an example in which a compressor having a magnetic bearing device is used in an air conditioner will be described.
  • FIG. 1 is a piping diagram of an air conditioner (100) according to an embodiment of the present invention.
  • the air conditioner (100) includes a refrigerant circuit (110).
  • the refrigerant circuit (110) is a closed circuit filled with refrigerant, and includes a compressor (1), a condenser (120), an expansion valve (130), an evaporator (140), and an electric motor cooling control device (150).
  • Various compressors can be adopted as the compressor (1).
  • a turbo compressor whose structure is described in detail later is employed.
  • the compressor (1) is driven by the electric motor (4), and electric power is supplied to the electric motor (4) from the electric motor control device (160).
  • the condenser (120) and the evaporator (140) for example, a cross fin type heat exchanger can be adopted.
  • an electronic expansion valve is used as the expansion valve (130).
  • the refrigerant circuit (110) is provided with a sensor for detecting the refrigerant pressure and a sensor for detecting the refrigerant temperature (both are not shown).
  • FIG. 2 shows a configuration example of the compressor (1) according to the first embodiment of the present invention.
  • the compressor (1) is a so-called turbo compressor and is an example of the fluid mechanical system of the present invention.
  • the compressor (1) includes a casing (2), a compression mechanism (3), an electric motor (4), a rotating shaft (5), a radial touchdown bearing (6), a thrust A touch-down bearing (7) and a magnetic bearing device (10) are provided.
  • the casing (2) is formed in a cylindrical shape whose both ends are closed, and is arranged so that the cylinder axis is horizontally oriented.
  • the space in the casing (2) is partitioned by the wall (2a), and the space on the right side of the wall (2a) constitutes the compression mechanism chamber (S1) that houses the compression mechanism (3), and the wall ( The space on the left side of 2a) constitutes the motor room (S2) that houses the motor (4).
  • a rotating shaft (5) extending in the axial direction in the casing (2) connects the compression mechanism (3) and the electric motor (4).
  • the compression mechanism (3) is configured to compress a fluid (in this example, a refrigerant).
  • the compression mechanism (3) is an example of the fluid machine of the present invention.
  • the compression mechanism (3) includes an impeller (3a) and an inlet guide vane (3b).
  • the impeller (3a) is formed by a plurality of blades so that the outer shape is substantially conical, and is fixed to one end of the rotating shaft (5).
  • the inlet guide vane (3b) is a valve that is provided at the fluid (refrigerant) suction port and controls the suction amount.
  • the electric motor (4) is configured to rotationally drive the rotating shaft (5).
  • the electric motor (4) has a stator (4a) and a rotor (4b).
  • the stator (4a) is formed in a cylindrical shape and is fixed in the casing (2).
  • the rotor (4b) is formed in a columnar shape and is rotatably installed on the inner periphery of the stator (4a).
  • a shaft hole is formed at the center of the rotor (4b), and the rotation shaft (5) is fixed to the shaft hole.
  • the electric motor control device (160) controls the start / stop and rotation speed of the electric motor (4) by controlling the electric power supplied to the electric motor (4).
  • the motor control device (160) includes a converter circuit, an inverter circuit, and a microcomputer (all of which are not shown), and these are mounted on a substrate (hereinafter, control substrate (160a)).
  • the microcomputer controls the switching operation of the switching element included in the inverter circuit. Therefore, the microcomputer is input with information on the rotational speed of the electric motor (4) and the current value of the electric motor (4). That is, in the air conditioner (100), the rotational speed of the electric motor (4) and the current value of the electric motor (4) can be acquired via the microcomputer.
  • the control board (160a) is provided with a temperature sensor (not shown) for the purpose of protecting the switching element and the like, and the microcomputer detects the detected value of the temperature sensor when controlling the inverter circuit. Use. Therefore, in the air conditioner (100), the temperature information detected on the control board (160a) can be acquired via the microcomputer.
  • the electric motor (4) is cooled by flowing the refrigerant in the condenser (120) into the electric motor (4).
  • the electric motor (4) is piped to the condenser (120) via an electric on-off valve (150a).
  • the electric motor (4) is also connected to the evaporator (140) by piping (hereinafter referred to as return piping), and the refrigerant that circulates in the electric motor (4) and cools the electric motor (4) is the evaporator (140). It has been returned to.
  • a temperature sensor (150b) is provided in the middle of the return pipe.
  • the motor cooling control device (150) controls the on-off valve (150a) according to the detected value of the temperature sensor (150b), and controls the flow rate of the refrigerant flowing into the motor (4). Thereby, in this refrigerant circuit (110), the temperature of the electric motor (4) can be maintained within a predetermined temperature range.
  • This compressor (1) has two types of touchdown bearings, a radial touchdown bearing (6) and a thrust touchdown bearing (7).
  • the radial touchdown bearing (6) and the thrust touchdown bearing (7) have a rotating shaft (5) when the magnetic bearing device (10) is de-energized (that is, when the rotating shaft (5) is not floating). It is comprised so that it may support.
  • the magnetic bearing device (10) includes one or more (in this example, three) magnetic bearings, one or more (in this example, five) displacement sensors (31, 32), and a controller ( 40) and.
  • the magnetic bearing provided in the magnetic bearing device (10) has an electromagnet pair facing each other with a supported body (for example, a supported part of the rotating shaft (5)) interposed therebetween, and the combined electromagnetic force (F) of the electromagnet pair It is comprised so that a to-be-supported body may be supported non-contactingly.
  • the magnetic bearing device (10) includes two radial magnetic bearings (21) and one thrust magnetic bearing (22) as the magnetic bearings.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of the radial magnetic bearing (21).
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of the radial magnetic bearing (21).
  • the radial magnetic bearing (21) includes first to fourth electromagnets (51 to 54), and constitutes a heteropolar radial magnetic bearing.
  • the first and second electromagnets (51, 52) face each other with the supported portion (shaft portion) of the rotating shaft (5) interposed therebetween, and the combined electromagnetic force (F of the first and second electromagnets (51, 52)) )
  • F of the first and second electromagnets (51, 52) To support the supported portion of the rotating shaft (5) in a non-contact manner.
  • the third and fourth electromagnets (53, 54) face each other with the supported portion (shaft portion) of the rotating shaft (5) interposed therebetween, and the combined electromagnetic force (F of the third and fourth electromagnets (53, 54)) ) To support the supported portion of the rotating shaft (5) in a non-contact manner.
  • the opposing direction of the third and fourth electromagnets (53, 54) in FIG. 3, the direction of descending right shoulder
  • the radial magnetic bearing (21) includes a magnetic bearing core (61) and eight coils (65).
  • the magnetic bearing core (61) is formed by, for example, laminating a plurality of electromagnetic steel plates, and includes a back yoke (62) and eight teeth (63).
  • the back yoke (62) is formed in a cylindrical shape.
  • the eight teeth (63) are arranged in the circumferential direction at predetermined intervals (in this example, 45 ° intervals) along the inner peripheral surface of the back yoke (62), and each of them is an inner peripheral surface of the back yoke (62). Projecting inward in the radial direction, and the respective inner peripheral surfaces (projecting end surfaces) face the outer peripheral surface of the supported portion of the rotating shaft (5) with a predetermined gap therebetween.
  • the eight coils (65) are wound around the eight teeth (63) of the magnetic bearing core (61), respectively.
  • eight electromagnet portions first to eighth electromagnet portions (71 to 78)) are configured.
  • the first electromagnet part (71), the second electromagnet part (72), the seventh electromagnet part (77), the eighth electromagnet part (78), the third electromagnet part (73), and the fourth electromagnet part ( 74), the fifth electromagnet part (75) and the sixth electromagnet part (76) are arranged in the clockwise direction in FIG.
  • winding direction of the coil (65) and the direction of the current flowing through the coil (65) are such that each of the first to fourth electromagnets (51 to 54) has an attractive force (that is, the supported portion of the rotating shaft (5)). (Electromagnetic force acting in the direction of pulling (shaft part)) is set to be generated. Specifically, the winding direction of the coil (65) and the direction of the current flowing through the coil (65) are set so that magnetic flux is generated in the direction of the arrow shown in FIG.
  • FIG. 5 is a plan view showing a configuration example of the thrust magnetic bearing (22).
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of the thrust magnetic bearing (22).
  • the thrust magnetic bearing (22) has first and second electromagnets (51, 52).
  • the rotating shaft (5) has a disk-like portion (hereinafter referred to as a disk portion (5a)) at the other end (the end opposite to the one end to which the impeller (3a) is fixed).
  • the first and second electromagnets (51, 52) are opposed to each other across the disk portion (5a) which is the supported portion of the rotating shaft (5), and the first and second electromagnets (51, 52)
  • the supported part (disk part (5a)) of the rotating shaft (5) is supported in a non-contact manner by the combined electromagnetic force (F).
  • the thrust magnetic bearing (22) includes two magnetic bearing cores (61) and two coils (65).
  • Each of the two magnetic bearing cores (61) is formed in an annular shape, and is arranged with a predetermined gap on both sides in the axial direction of the supported portion (disk portion (5a)) of the rotating shaft (5).
  • a circumferential groove is formed on the entire surface of the opposing surface of the magnetic bearing core (61).
  • the two coils (65) are accommodated in the circumferential grooves of the two magnetic bearing cores (61), respectively.
  • two electromagnets first electromagnet (51) and second electromagnet (52)
  • the combined electromagnetic force (F) of the first and second electromagnets (51, 52) is controlled by controlling the current flowing through the first and second electromagnets (51, 52), the first and second electromagnets (51, 52) are controlled.
  • the position of the supported portion (disk portion (5a)) of the rotating shaft (5) in the facing direction of the electromagnets (51, 52) (that is, the axial direction, the left-right direction in FIG. 6) can be controlled.
  • the winding direction of the coil (65) and the direction of the current flowing through the coil (65) are such that the first and second electromagnets (51, 52) are attracted to each other (ie, the supported portion of the rotating shaft (5)). (Electromagnetic force acting in the direction of attracting the disk portion (5a)) is set to be generated. Specifically, the winding direction of the coil (65) and the direction of the current flowing through the coil (65) are set so that magnetic flux is generated in the direction of the arrow shown in FIG.
  • the compressor (1) is provided with two types of displacement sensors, a radial displacement sensor (31) and a thrust displacement sensor (32).
  • the radial displacement sensor (31) and the thrust displacement sensor (32) are both eddy current displacement sensors.
  • These displacement sensors (31, 32) are electromagnet pairs (for example, first and second electromagnets (51, 52) facing each other across a supported body (in this example, a supported portion of the rotating shaft (5)). ) In the opposite direction of the pair of electromagnets (a reference position for displacement, for example, a center position between the first electromagnet (51) and the second electromagnet (52)).
  • the displacement amount ( ⁇ ) of the supported body with respect to is detected.
  • -Radial displacement sensor (31)- In this example, two radial displacement sensors (31) are provided for each radial magnetic bearing (21). That is, the compressor (1) has four radial displacement sensors (31). These radial displacement sensors (31) detect the amount of displacement ( ⁇ ) relative to the center position of the supported portion on the rotating shaft (5). In each radial magnetic bearing (21), one radial displacement sensor ( 31) detects the facing direction (hereinafter referred to as X direction) of the first electromagnet (51) and the second electromagnet (52). The X direction is the radial direction of the radial magnetic bearing (21), and is the upward direction in FIG.
  • the other radial displacement sensor (31) is the facing direction of the third electromagnet (53) and the fourth electromagnet (54) (that is, the radial direction orthogonal to the X direction (hereinafter referred to as the Y direction), In FIG. 3, the amount of displacement ( ⁇ ) in the downward direction of the right shoulder is detected.
  • the thrust displacement sensor (32) is an opposing direction of the first electromagnet (51) and the second electromagnet (52) in the thrust magnetic bearing (22) (that is, the axial direction of the rotating shaft (5) (hereinafter referred to as the Z direction).
  • the displacement amount ( ⁇ ) in the left-right direction) is detected.
  • the thrust displacement sensor (32) detects a displacement amount ( ⁇ ) of the supported portion (disk portion (5a)) of the rotation shaft (5) with respect to the center position.
  • the controller (40) controls the one or more magnetic bearings (21, 22) so that the supported body (in this example, the supported portion of the rotating shaft (5)) is supported in a non-contact manner. .
  • the controller (40) performs the flying control operation of the rotating shaft (5) by controlling the electromagnetic force of each magnetic bearing (21, 22).
  • the controller (40) includes a radial control unit (41) that performs the levitation control operation of the two radial magnetic bearings (21), and a thrust control unit (42) that performs the levitation control operation of the thrust magnetic bearing (22). ).
  • the controller (40) can be configured by using a memory device or the like storing a microcomputer and software for operating the microcomputer.
  • the radial control unit (41) performs the above-described levitation control by controlling the position of the rotating shaft (5) in each of the X direction and the Y direction. Specifically, the radial control unit (41) performs a displacement control amount ( ⁇ ) of the rotating shaft (5) and a predetermined position command value ( ⁇ *) in each of the X direction and the Y direction in the levitation control operation.
  • Current control current (id)
  • the output signal of the radial displacement sensor (31) is a so-called drift. May be included.
  • the drift is a level change of the output signal generated in the radial displacement sensor (31) in accordance with a change in the ambient temperature of the radial displacement sensor (31).
  • the levitation control is performed based on the displacement amount ( ⁇ ) including an error, and thus accurate levitation control cannot be performed.
  • the radial control unit (41) compensates for the level change in the output signal of the radial displacement sensor (31), and controls the position of the rotating shaft (5) based on the output signal compensated for the level change. It has become. This level change compensation will be described in detail later.
  • the thrust control unit (42) controls the position of the rotating shaft (5) in the Z direction. Specifically, the thrust control unit (42) determines the difference value ( ⁇ ) between the displacement amount ( ⁇ ) of the disk portion (5a) and a predetermined position command value ( ⁇ *) in the Z direction in the ascent control operation. A current (control current (id)) is passed through each coil (65) constituting the first and second electromagnets (51, 52) so that e) converges to zero.
  • the thrust control section (42) also compensates for the level change in the output signal of the thrust displacement sensor (32), and controls the position of the disk section (5a), that is, rotates based on the output signal compensated for the level change. Control the position of the axis (5). This level change compensation will be described in detail later.
  • FIG. 7 illustrates the relationship (hereinafter, voltage characteristics) between the displacement amount ( ⁇ ) of the rotating shaft (5) and the output voltage (V) of the displacement sensors (31, 32).
  • the voltage characteristic can be represented by a straight line or a curve graph as shown in FIG. 7 (hereinafter, the straight line or curve indicating the voltage characteristic is referred to as a voltage characteristic curve).
  • FIG. 8 shows the concept of output signal compensation performed by the radial control unit (41) and the thrust control unit (42). As shown in FIG. 8, these control units (41, 42) perform the compensation by converting the output signal according to a conversion rule expressed using one or a plurality of conversion parameters (C).
  • the conversion law is a law for converting the output voltage (V) into the displacement amount ( ⁇ ).
  • the voltage characteristic curve is converted into one or more conversion parameters (C). It is expressed by a function as a coefficient, and the output signal (output voltage (V)) of the displacement sensor (31, 32) is converted into a displacement ( ⁇ ) by the function.
  • the voltage characteristic curve of the displacement sensor (31, 32) changes according to the ambient temperature of the displacement sensor (31, 32). That is, the output of the displacement sensor (31, 32) has temperature dependence.
  • the conversion parameter (C) can be expressed as a displacement sensor (C) by preparing the slope of the line expressed as a function of temperature and the intercept of the line. 31,32) Even if the output is temperature-dependent, an accurate displacement amount ( ⁇ ) can be obtained.
  • the control unit (41, 42) of the present embodiment obtains the conversion parameter (C) using the reference value (R) obtained in the air conditioner (100).
  • the reference value (R) is for controlling the electric motor (4), for controlling the compressor (1) in which the electric motor (4) is used, or for air conditioning using the compressor (1).
  • reference value (R) various values such as temperature, pressure, voltage, etc. in a device having a magnetic bearing (21, 22) can be adopted (specific examples will be described later).
  • the conversion parameter (C) may be obtained from one reference value (R), or one conversion parameter (C) may be calculated using several reference values (R). For example, the temperature is calculated by combining the flow rate (volume) and pressure of the refrigerant.
  • each of the radial control unit (41) and the thrust control unit (42) performs output signal compensation based on the above concept.
  • the compensation of the output signal performed in the present embodiment will be described by taking the radial control unit (41) as an example.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining drift in the radial displacement sensor (31).
  • the radial displacement sensor (31) has a voltage characteristic represented by a straight line graph, the intercept of the straight line changes according to the ambient temperature of the radial displacement sensor (31), and the inclination does not change.
  • the amount of change in the intercept is referred to as a drift amount (D).
  • FIG. 10 is a block diagram for explaining output signal compensation performed by the radial control unit (41).
  • the radial control unit (41) stores a conversion table (indicated as a temperature drift map in the figure) in which a plurality of pairs of reference values (R) and conversion parameters (C) are stored.
  • the “refrigerant temperature” is information necessary for controlling the air conditioner (100), and the refrigerant circuit (110) is provided with a temperature sensor that detects the “refrigerant temperature”.
  • a temperature sensor (150b) that detects the temperature of the refrigerant used for cooling the electric motor (4) can be used.
  • the compressor (1) when the rotational speed of the electric motor (4) is relatively high, the temperature of the rotating shaft (5) increases, and further, the temperature of the radial displacement sensor (31) also tends to increase.
  • the temperature sensor (150b) when the rotational speed of the electric motor (4) is relatively high, the temperature of the refrigerant used for cooling the electric motor (4) also increases, and as a result, the temperature sensor (150b) also tends to increase. That is, the output voltage value of the temperature sensor (150b) correlates with the drift amount (D) of the radial displacement sensor (31). Therefore, in the radial control unit (41), a conversion table storing a plurality of pairs of the detected value of the temperature sensor (150b) and the drift amount (D) corresponding to the detected value is stored in the memory device. In the example of FIG.
  • the difference between the intercept at the standard reference value (R) and the intercept at the reference value (R) to be tabulated is taken as the drift amount (D), and the reference value (R) to be tabulated and the drift amount ( A predetermined number of pairs with D) are stored in the memory device of the controller (40) according to the range of ambient temperatures that can be assumed.
  • the radial control unit (41) performs the above compensation when detecting the output voltage (V) of the radial displacement sensor (31). Specifically, the radial control unit (41) obtains the drift amount (D) corresponding to the reference value (R) (that is, the detected value of the temperature sensor (150b)) using the conversion table. At this time, if the detection value by the temperature sensor (150b) does not exist in the conversion table, the corresponding drift amount (D) may be obtained by interpolation using the value in the conversion table. That is, the parameter used in the conversion rule is corrected by obtaining the drift amount (D) from the conversion table.
  • the radial control unit (41) calculates a displacement amount ( ⁇ ) based on the reference characteristic curve (FIG. 10). The primary position detection value) and the drift amount (D) are added to the calculated value. Since this radial magnetic bearing (21) is provided with two radial displacement sensors (31), the radial control unit (41) compensates for the output signal of each radial displacement sensor (31). Thereby, the displacement amount ( ⁇ ) in which the influence of the temperature is compensated can be obtained for each of the X direction and the Y direction.
  • the conversion table When the slope of the straight line indicating the voltage characteristic also depends on the ambient temperature, the conversion table includes the ambient temperature, the amount of change in the intercept corresponding to the ambient temperature, and the change in slope corresponding to the ambient temperature. Three sets of data are stored in the conversion table as a set.
  • one conversion table may be shared by the two radial displacement sensors (31), or a separate conversion table may be prepared for each radial displacement sensor (31).
  • the refrigerant temperature that can be used to correct the parameter used in the conversion rule is not limited to the refrigerant temperature related to the motor cooling control device (150).
  • Embodiment 2 of the Invention an example using a conversion parameter (C) that takes discontinuous values will be described.
  • an index value hereinafter referred to as a stabilization index
  • a stabilization index indicating whether or not the operating state of the air conditioner (100) is stable is used as the conversion parameter (C).
  • FIG. 11 is a timing chart of the output of the stabilization index of the temperature sensor (150b).
  • the output (T) of the temperature sensor (150b) is shown from the start of operation of the air conditioner (100).
  • the control unit (41, 42) of the present embodiment incorporates this stabilization index as a conversion parameter (C) in the conversion rule, and corrects the parameter used in the conversion law according to the stabilization index. It has become.
  • the ambient temperature of the displacement sensor (31, 32) is stabilized at a relatively low state, and the operation state is stable.
  • the ambient temperature may be stabilized at a relatively high state.
  • the stabilization index in this case, whether the stabilization index is 0 or 1
  • the amount of displacement in which the influence of the temperature is compensated by correcting the parameter used in the conversion rule. ( ⁇ ) can be obtained. Therefore, also in the present embodiment, in the magnetic bearing device, it is possible to compensate for the level change of the output signal generated according to the change of the displacement sensor itself and its ambient temperature without providing a temperature sensor in the vicinity of the displacement sensor.
  • the output signal compensation of the displacement sensor described in the above embodiment can be applied to a device having only one of a thrust magnetic bearing and a radial magnetic bearing, or in a device having both, the magnetic sensor of either one can be applied. You may apply only to a bearing.
  • the output signal compensation of the displacement sensor described in the above embodiment may be used for controlling a magnetic bearing such as a generator (for example, hydroelectric power generation or wind power generation) and a pump in addition to the compressor.
  • a magnetic bearing such as a generator (for example, hydroelectric power generation or wind power generation) and a pump in addition to the compressor.
  • the sub-conversion rule to be used may be switched.
  • the switching of the sub-conversion rule is, for example, an example in which the sub-conversion rule expression y (x) used in the conversion rule z (x) is switched according to the value of x as the reference value (R) as follows. It is done.
  • “correcting the parameter according to the reference value (R)” of the present invention is a concept including obtaining a new parameter while switching such a sub-transformation rule.
  • the reference value (R) various detection values can be adopted as the reference value (R). Specifically, the following can be exemplified. Of course, the conversion parameter (C) may be obtained by combining some of them.
  • Rotational speed of rotating electrical machine In rotating electrical machines such as the motor (4), when the rotational speed increases, the ambient temperature of the displacement sensor (31, 32) increases, and when the rotational speed decreases, the ambient temperature decreases. May be lower. In such a case, parameters used in the conversion rule can be corrected according to the rotational speed of the rotating electrical machine.
  • the refrigerant pressure changes according to the operating state.
  • the air conditioner (100) is provided with a refrigerant pressure sensor. Therefore, when the detection value of the pressure sensor correlates with the ambient temperature of the displacement sensor (31, 32), the parameter used in the conversion rule can be corrected according to the detection value.
  • the refrigerant flow rate can be calculated using information such as the rotational speed of the compressor (1).
  • the refrigerant flow rate may correlate with the ambient temperature of the displacement sensor (31, 32). In such a case, the parameter used in the conversion rule can be corrected according to the refrigerant flow rate.
  • the control board (160a) is provided with a temperature sensor (not shown) for the purpose of protecting the switching elements and the like.
  • a temperature sensor for the purpose of protecting the switching elements and the like.
  • the detected value is expected to correlate with the ambient temperature of the displacement sensor (31, 32).
  • the parameter used in the conversion rule can be corrected according to the detected value.
  • Opening degree of inlet guide vane The opening degree of the let guide vane (3b) is controlled by, for example, the flow rate of the fluid (the refrigerant flow rate in the above example). That is, the opening degree of the inlet guide vane (3b) reflects the flow rate of the fluid. Therefore, in the device in which the flow rate of the fluid correlates with the ambient temperature of the displacement sensor (31, 32), the parameter used in the conversion rule can be corrected according to the opening degree of the inlet guide vane (3b).
  • the measurement surface is a surface orthogonal to the rotation axis on which the displacement sensor (X direction and Y direction) is arranged in the radial magnetic bearing.
  • the correction surface is a surface (not shown in FIG. 2) that is fixed near each measurement surface and is orthogonal to the rotation axis.
  • the influence coefficient ( ⁇ ) is the reciprocal of the dynamic stiffness between the magnetic bearing and the supported body (hereinafter referred to as dynamic compliance), and the rotational speed of the rotating shaft (5) (expressed in terms of frequency ⁇ ) ) Can be expressed by the following equation.
  • ⁇ ji ( ⁇ ) ⁇ 2 G ji ( ⁇ ) Expression (1)
  • the influence coefficient ( ⁇ ) in that case can be calculated.
  • the subscript j of each variable indicates the measurement surface.
  • 1 corresponds to a measurement surface on the impeller side (hereinafter referred to as a first measurement surface)
  • 2 corresponds to a measurement surface on the side opposite to the impeller (hereinafter referred to as a second measurement surface).
  • a subscript i indicates a correction surface.
  • 1 corresponds to a correction surface (first correction surface) on the impeller side
  • 2 corresponds to a measurement surface (second correction surface) on the side opposite to the impeller.
  • G 11 ( ⁇ ) means dynamic compliance (G) between the first correction surface and the first measurement surface when the rotating shaft (5) is operated at the frequency ⁇ .
  • the rotating shaft (5) is vibrated by the electromagnetic force of the electromagnets (51 to 54), and the amount of displacement ( ⁇ ) in each radial displacement sensor (31) at that time is sampled to obtain from the electromagnet.
  • the electrodynamic surface (the surface perpendicular to the rotation axis on which the electromagnet is placed) and the correction surface have different axial positions, so pseudo dynamic compliance (G ') is different from dynamic compliance (G), but easily converted Is possible.
  • the vibration control is performed by a radial control unit (41) having a controller for the electromagnets (51 to 54).
  • the radial control unit (41) first floats the rotating shaft (5) and stops it, and then, with one radial magnetic bearing (21), the rotating shaft (5 ). In this example, the radial control unit (41) first vibrates the rotating shaft (5) in the X direction by the first radial magnetic bearing (21).
  • the radial control unit (41) includes a command value corresponding to an excitation force (hereinafter referred to as a command value) for the support force for the first and second electromagnets (51, 52) that generate electromagnetic force in the X direction.
  • a command value is generated by superimposing the excitation force command value (Fe *)).
  • the excitation force for example, a sine wave having a frequency ⁇ can be considered. If the current passed through the electromagnets (51 to 54) is controlled based on the new command value generated in this way, the rotating shaft (5) is vibrated.
  • each radial displacement sensor (31) includes a fluctuation component caused by noise and a fluctuation component caused by vibration when the vehicle is levitated statically. That is, in this example, the output of each radial displacement sensor (31) includes a sine wave component of frequency ⁇ .
  • the radial control unit (41) appropriately outputs the output ( ⁇ ) of the radial displacement sensor (31) corresponding to the first radial magnetic bearing (21) and the excitation force command value (Fe *) during excitation.
  • Sample and Fourier transform By this Fourier transformation, it is possible to extract the component of frequency ⁇ included in the displacement amount ( ⁇ ) in the X direction and the component of frequency ⁇ included in the excitation force command value (Fe *).
  • the value obtained by dividing the output ( ⁇ ) of the radial displacement sensor (31) by the excitation force command value (Fe *) is the pseudo-dynamic compliance (G ′).
  • the pseudo dynamic compliance (G ′) at ⁇ can be calculated.
  • the radial control unit (41) divides the frequency ⁇ component included in the displacement amount ( ⁇ ) in the X direction by the frequency ⁇ component included in the excitation force command value (Fe *) to obtain G 'seeking 11 ( ⁇ ).
  • the radial control unit (41) converts the component of the frequency ⁇ included in the displacement amount ( ⁇ ) in the X direction of the radial displacement sensor (31) corresponding to the second radial magnetic bearing (21) to the excitation force command.
  • G ′ 21 ( ⁇ ) is obtained by dividing by the component of the frequency ⁇ included in the value (Fe *).
  • the radial control unit (41) vibrates the rotating shaft (5) also in the Y direction by the first radial magnetic bearing (21). At this time, the radial control unit (41) appropriately samples the excitation force command value (Fe *) during the excitation and the output ( ⁇ ) of the radial displacement sensor (31), and at the time of the Y direction excitation. G ′ 11 ( ⁇ ) and G ′ 21 ( ⁇ ) are calculated.
  • the dynamic compliance (G) when the vibration is applied in the X direction and the dynamic compliance (G) when the vibration is applied in the Y direction are equal, and either one of the dynamic compliances (G) may be calculated.
  • the two may not be equal due to manufacturing variations or the like, in this example, data obtained by excitation in each direction is averaged.
  • the present invention is useful as a magnetic bearing device and a fluid mechanical system using the magnetic bearing device.

Abstract

複数の電磁石（51～54）を有した磁気軸受（21,22）を設ける。回転軸（5）の変位に応じた出力信号を出力する変位センサ（31,32）を設ける。電磁石（51～54）を制御する制御器（40）では、回転電気機械（4）の制御の為、又は回転電気機械（4）が用いられる流体機械システム（1）の制御の為、又は該流体機械システム（1）を用いた装置（100）の制御の為に検出され、且つ変位センサ（31,32）の周囲温度の変化に応じて生じた出力信号のレベル変化に相関する１つ又は複数の参照値（R）に基づいてレベル変化を補償する。

Description

磁気軸受装置、及びそれを用いた流体機械システム
　本発明は、磁気軸受装置及び磁気軸受を用いた流体機械システムに関するものである。
　電動機等の回転電気機械を有したシステムでは、回転軸を非接触で支持するために、磁気軸受が用いられることがある。このような磁気軸受では、変位センサで検出した回転軸の変位に基づいて、電磁石の電磁力を制御して回転軸の位置制御を行うのが一般的である。
　この変位センサは、周囲の温度によって、いわゆるドリフトを出力に生じるので、正確な位置制御を行うにはドリフトの対策が必要となる。ドリフトの対策例としては、変位センサの近傍に温度センサを設け、その温度センサの出力を用いて変位センサに生じたドリフトを打ち消すようにしたものがある（例えば特許文献１を参照）。
特開平７－１３９５４６号公報
　しかしながら、回転軸の周囲は一般的にはスペースに余裕がなく、変位センサの近傍に温度センサを取り付けられない場合もある。また、温度センサを取り付けるスペースがあったとしても、温度センサの設置はコストアップに繋がる。
　本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、磁気軸受装置において、変位センサの近傍に温度センサを設けることなく、変位センサ自身及び周囲温度の変化に応じて生じた出力信号のレベル変化を補償できるようにすることを目的としている。
　上記の課題を解決するため、第１の態様は、回転電気機械（4）に連結された回転軸（5）に電磁力を付与する複数の電磁石（51～54）を有した磁気軸受（21,22）と、
　上記回転軸（5）の変位に応じた出力信号を出力する変位センサ（31,32）と、
　上記電磁石（51～54）を制御する制御器（40）と、
を備え、
　上記制御器（40）は、上記回転電気機械（4）の制御の為、又は上記回転電気機械（4）が用いられる流体機械システム（1）の制御の為、又は該流体機械システム（1）を用いた装置（100）の制御の為に検出され、且つ上記変位センサ（31,32）の周囲温度の変化に応じて生じた上記出力信号のレベル変化に相関する１つ又は複数の参照値（R）に基づいて該レベル変化を補償し、該レベル変化が補償された上記出力信号に基づいて上記制御を行うことを特徴とする。
　この構成では、回転電気機械（4）の制御の為等の目的で検出された参照値（R）を用いて変位センサ（31,32）の出力信号のレベル変化が補償される。
　また、第２の態様は、第１の態様において、
　上記制御器（40）は、１つ又は複数のパラメータを用いた変換則によって上記出力信号を変換して上記補償を行うように構成されており、上記参照値（R）に応じて該パラメータを修正することを特徴とする。
　この構成では、容易且つ正確に上記出力信号のレベル変化が補償される。
　また、第３の態様は、第２の態様において、
　上記制御器（40）は、上記参照値（R）の変動幅が所定範囲内に収まっているか否かの判定結果を用いて、上記パラメータを修正することを特徴とする。
　この構成では、例えば、磁気軸受装置を用いたシステムの状態が安定したか否かに応じて変換則のパラメータが修正される。
　また、第４の態様は、第１から第３の態様の何れかにおいて、
　上記流体機械システム（1）は、冷媒回路（110）に設けられた圧縮機であり、
　上記回転電気機械（4）は、上記圧縮機（1）を駆動する電動機であり、
　上記制御器（40）は、上記回転電気機械（4）の回転速度、上記回転電気機械（4）の制御装置が実装された制御基板（160a）において検出された温度、上記冷媒回路（110）における冷媒圧力、冷媒流量、及び上記回転電気機械（4）の電流値のうちの何れか１つの検出値、又は２つ以上の上記検出値を組み合わせて求めた値を、上記参照値（R）として用いることを特徴とする。
　この構成では、冷媒回路を有したシステムに上記磁気軸受装置を用いた際に、第１から第３の態様で得られる効果を発揮する。
　また、第５の態様は、第１から第４の態様の何れかの磁気軸受装置（10）と、
　上記回転電気機械（4）と、
　上記回転電気機械（4）に回転軸（5）によって連結された流体機械（3）と、
を備えたことを特徴とする流体機械システムである。
　この構成では、流体機械システムにおいて、上記磁気軸受装置で得られる効果を発揮する。
　上記の各態様によれば、磁気軸受装置において、変位センサの近傍に温度センサを設けることなく、変位センサ自身及び周囲温度の変化に応じて生じた出力信号のレベル変化を補償できる。
図１は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の配管系統図である。 図２は、本発明の実施形態１に係る圧縮機の構成例を示す。 図３は、ラジアル磁気軸受の構成例を示す横断面図である。 図４は、ラジアル磁気軸受の構成例を示す縦断面図である。 図５は、スラスト磁気軸受の構成例を示す平面図である。 図６は、スラスト磁気軸受の構成例を示す縦断面図である。 図７は、回転軸の変位量と変位センサの出力電圧との関係を例示する。 図８は、ラジアル制御部及びスラスト制御部で行われる出力信号の補償の概念を示す。 図９は、ラジアル変位センサにおけるドリフトを説明する図である。 図１０は、ラジアル制御部で行われる出力信号の補償の説明するブロック図である。 図１１は、温度センサの安定化指標の出力のタイミングチャートである。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
　《発明の実施形態１》
　以下では、本発明に係る実施形態として、磁気軸受装置を有した圧縮機を空気調和装置に用いた例について説明する。
　〈全体構成〉
　図１は、本発明の実施形態に係る空気調和装置（100）の配管系統図である。同図に示すように、空気調和装置（100）は、冷媒回路（110）を備えている。この冷媒回路（110）は、冷媒が充填された閉回路であり、圧縮機（1）、凝縮器（120）、膨張弁（130）、蒸発器（140）、及び電動機冷却制御装置（150）が設けられている。圧縮機（1）には、種々の圧縮機を採用できる。この例では、構造を後に詳述するターボ圧縮機を採用している。この圧縮機（1）は、電動機（4）で駆動されており、電動機（4）には電動機制御装置（160）から電力が供給される。
　凝縮器（120）及び蒸発器（140）は、例えば、クロスフィン型の熱交換器を採用できる。また、膨張弁（130）には、例えば電子膨張弁を用いる。なお、この冷媒回路（110）には、冷媒圧力を検出するセンサ、冷媒温度を検出するセンサが設けられている（何れも図示を省略）。
　〈圧縮機〉
　図２は、本発明の実施形態１に係る圧縮機（1）の構成例を示す。この圧縮機（1）は、いわゆるターボ圧縮機であり、本発明の流体機械システムの一例である。図２に示すように、圧縮機（1）は、ケーシング（2）と、圧縮機構（3）と、電動機（4）と、回転軸（5）と、ラジアルタッチダウン軸受（6）と、スラストタッチダウン軸受（7）と、磁気軸受装置（10）とを備えている。
　－ケーシング－
　ケーシング（2）は、両端が閉塞された円筒状に形成され、円筒軸線が水平向きとなるように配置されている。ケーシング（2）内の空間は、壁部（2a）によって区画され、壁部（2a）よりも右側の空間が圧縮機構（3）を収容する圧縮機構室（S1）を構成し、壁部（2a）よりも左側の空間が電動機（4）を収容する電動機室（S2）を構成している。そして、ケーシング（2）内を軸方向に延びる回転軸（5）が圧縮機構（3）と電動機（4）とを連結している。
　－圧縮機構－
　圧縮機構（3）は、流体（この例では冷媒）を圧縮するように構成されている。圧縮機構（3）は、本発明の流体機械の一例である。この例では、圧縮機構（3）は、羽根車（3a）と、インレットガイドベーン（3b）とを備えている。羽根車（3a）は、複数の羽根によって外形が略円錐形状となるように形成され、回転軸（5）の一端に固定されている。また、インレットガイドベーン（3b）は、流体（冷媒）の吸入口に設けられ、吸入量の制御を行う弁である。
　－電動機－
　電動機（4）は、回転軸（5）を回転駆動するように構成されている。この例では、電動機（4）は、固定子（4a）と回転子（4b）とを有している。固定子（4a）は、円筒状に形成されてケーシング（2）内に固定されている。回転子（4b）は、円柱状に形成され、固定子（4a）の内周に回転可能に設置されている。また、回転子（4b）の中心部に軸孔が形成され、その軸孔に回転軸（5）が固定されている。
　－電動機制御装置－
　電動機制御装置（160）は、電動機（4）に供給する電力を制御することによって、電動機（4）の発停、回転速度を制御する。この例では、電動機制御装置（160）は、コンバータ回路、インバータ回路、マイクロコンピュータを備え（何れも図示は省略）、それらが基板（以下、制御基板（160a））上に実装されている。マイクロコンピュータは、インバータ回路が有するスイッチング素子のスイッチング動作を制御する。そのため、マイクロコンピュータは、電動機（4）の回転速度や電動機（4）の電流値の情報が入力されている。つまり、この空気調和装置（100）では、マイクロコンピュータを介して、電動機（4）の回転速度や電動機（4）の電流値を取得できる。また、制御基板（160a）には、スイッチング素子などの保護の目的で温度センサ（図示を省略）が設けられており、マイクロコンピュータは、インバータ回路の制御の際に、その温度センサの検出値を利用する。そのため、空気調和装置（100）では、マイクロコンピュータを介して、制御基板（160a）において検出された温度情報を取得できる。
　－電動機冷却制御装置－
　この圧縮機（1）では、凝縮器（120）内の冷媒を電動機（4）の内部に流すことで電動機（4）を冷却している。この例では、電動機（4）は、電動の開閉弁（150a）を介して凝縮器（120）に配管接続されている。また、電動機（4）は、蒸発器（140）とも配管（以下、戻し配管）で接続されており、電動機（4）内を流通して電動機（4）を冷却した冷媒が蒸発器（140）に戻されている。上記戻し配管の途中には温度センサ（150b）が設けられている。電動機冷却制御装置（150）は、温度センサ（150b）の検出値に応じて、開閉弁（150a）を制御し、電動機（4）に流入する冷媒の流量を制御する。それにより、この冷媒回路（110）では、電動機（4）の温度を所定温度範囲に維持することができる。
　－タッチダウン軸受－
　この圧縮機（1）にはラジアルタッチダウン軸受（6）及びスラストタッチダウン軸受（7）の２種類のタッチダウン軸受がある。ラジアルタッチダウン軸受（6）及びスラストタッチダウン軸受（7）は、磁気軸受装置（10）が非通電であるとき（すなわち、回転軸（5）が浮上していないとき）に回転軸（5）を支持するように構成されている。
　－磁気軸受装置－
　磁気軸受装置（10）は、１つまたは複数（この例では、３つ）の磁気軸受と、１つまたは複数（この例では、５つ）の変位センサ（31,32）と、制御器（40）とを備えている。この磁気軸受装置（10）が備える磁気軸受は、被支持体（例えば回転軸（5）の被支持部）を挟んで互いに対向する電磁石対を有し、電磁石対の合成電磁力（F）により被支持体を非接触に支持するように構成されている。磁気軸受では、電磁石対に流れる電流対を制御することにより、その電磁石対の合成電磁力（F）を制御してその電磁石対の対向方向における被支持体の位置を制御することができる。そして、この例では、磁気軸受装置（10）は、上記磁気軸受として、２つのラジアル磁気軸受（21）と、１つのスラスト磁気軸受（22）とを備えている。
　－ラジアル磁気軸受－
　図３は、ラジアル磁気軸受（21）の構成例を示す横断面図である。また、図４は、ラジアル磁気軸受（21）の構成例を示す縦断面図である。図３および図４に示すように、ラジアル磁気軸受（21）は、第１～第４電磁石（51～54）を有し、ヘテロポーラ型のラジアル磁気軸受を構成している。第１および第２電磁石（51,52）は、回転軸（5）の被支持部（軸部）を挟んで互いに対向し、第１および第２電磁石（51,52）の合成電磁力（F）により回転軸（5）の被支持部を非接触に支持する。第３および第４電磁石（53,54）は、回転軸（5）の被支持部（軸部）を挟んで互いに対向し、第３および第４電磁石（53,54）の合成電磁力（F）により回転軸（5）の被支持部を非接触に支持する。なお、第３および第４電磁石（53,54）の対向方向（図３では、右肩下がり方向）は、平面視において第１および第２電磁石（51,52）の対向方向（図３では、右肩上がり方向）と直交している。
　この例では、ラジアル磁気軸受（21）は、磁気軸受コア（61）と、８つのコイル（65）とを備えている。磁気軸受コア（61）は、例えば、複数の電磁鋼板が積層されて構成され、バックヨーク（62）と８つのティース（63）とを有している。バックヨーク（62）は、円筒状に形成されている。８つのティース（63）は、バックヨーク（62）の内周面に沿うように所定間隔（この例では、４５°間隔）で周方向に配列され、それぞれがバックヨーク（62）の内周面から径方向内方へ向けて突出し、それぞれの内周面（突端面）が回転軸（5）の被支持部の外周面と所定のギャップを隔てて対向する。
　８つのコイル（65）は、磁気軸受コア（61）の８つのティース（63）にそれぞれ巻回されている。これにより、この例では、８つの電磁石部（第１～第８電磁石部（71～78））が構成されている。具体的には、第１電磁石部（71）と第２電磁石部（72）と第７電磁石部（77）と第８電磁石部（78）と第３電磁石部（73）と第４電磁石部（74）と第５電磁石部（75）と第６電磁石部（76）とが図３における時計回り方向に順に配列されている。
　なお、コイル（65）の巻回方向およびコイル（65）に流れる電流の向きは、第１～第４電磁石（51～54）の各々に吸引力（すなわち、回転軸（5）の被支持部（軸部）を引き寄せる方向に作用する電磁力）が発生するように設定されている。具体的には、コイル（65）の巻回方向およびコイル（65）に流れる電流の向きは、図３に示した矢印の方向に磁束が発生するように設定されている。
　－スラスト磁気軸受－
　図５は、スラスト磁気軸受（22）の構成例を示す平面図である。また、図６は、スラスト磁気軸受（22）の構成例を示す縦断面図である。図５および図６に示すように、スラスト磁気軸受（22）は、第１および第２電磁石（51,52）を有している。そして、回転軸（5）には、その他端部（羽根車（3a）が固定された一端部とは反対側の端部）に円盤状の部分（以下、円盤部（5a））がある。そして、第１および第２電磁石（51,52）は、回転軸（5）の被支持部である円盤部（5a）を挟んで互いに対向し、第１および第２電磁石（51,52）の合成電磁力（F）により回転軸（5）の被支持部（円盤部（5a））を非接触に支持する。
　具体的には、この例では、スラスト磁気軸受（22）は、２つの磁気軸受コア（61）と、２つのコイル（65）とを備えている。２つの磁気軸受コア（61）は、それぞれが円環状に形成され、回転軸（5）の被支持部（円盤部（5a））の軸方向両側に所定のギャップを隔てて配置されている。また、磁気軸受コア（61）の対向面には、円周溝が全周に亘って形成されている。２つのコイル（65）は、２つの磁気軸受コア（61）の円周溝にそれぞれ収容されている。これにより、この例では、２つの電磁石（第１電磁石（51）と第２電磁石（52））が構成されている。そして、第１および第２電磁石（51,52）に流れる電流を制御することにより、第１および第２電磁石（51,52）の合成電磁力（F）を制御すれば、第１および第２電磁石（51,52）の対向方向（すなわち、軸方向、図６では、左右方向）における回転軸（5）の被支持部（円盤部（5a））の位置を制御することができる。
　なお、コイル（65）の巻回方向およびコイル（65）に流れる電流の向きは、第１および第２電磁石（51,52）の各々に吸引力（すなわち、回転軸（5）の被支持部（円盤部（5a））を引き寄せる方向に作用する電磁力）が発生するように設定されている。具体的には、コイル（65）の巻回方向およびコイル（65）に流れる電流の向きは、図６に示した矢印の方向に磁束が発生するように設定されている。
　－変位センサ－
　図２に示すように、この圧縮機（1）には、ラジアル変位センサ（31）とスラスト変位センサ（32）の２種類の変位センサが設けられている。この例では、ラジアル変位センサ（31）及びスラスト変位センサ（32）は、何れも渦電流式の変位センサである。これらの変位センサ（31,32）は、被支持体（この例では、回転軸（5）の被支持部）を挟んで互いに対向する電磁石対（例えば、第１および第２電磁石（51,52）の組）に対応して設けられ、その電磁石対の対向方向における、中央位置（変位の基準位置であり、例えば、第１電磁石（51）と第２電磁石（52）の間の中央位置）に対する被支持体の変位量（δ）を検出するように構成されている。
　－ラジアル変位センサ（31）－
　この例では、ラジアル変位センサ（31）は、各ラジアル磁気軸受（21）に２つずつ設けられている。つまり、圧縮機（1）には、４つのラジアル変位センサ（31）がある。これらのラジアル変位センサ（31）は、回転軸（5）における被支持部の中央位置に対する変位量（δ）を検出するものであり、各ラジアル磁気軸受（21）では、一方のラジアル変位センサ（31）が、第１電磁石（51）と第２電磁石（52）の対向方向（以下、Ｘ方向）を検出する。Ｘ方向は、ラジアル磁気軸受（21）の径方向であって、図３では、右肩上がり方向である。また、もう一方のラジアル変位センサ（31）は、第３電磁石（53）と第４電磁石（54）の対向方向（すなわち、Ｘ方向と直交する径方向（以下、Ｙ方向と呼ぶ）であり、図３では、右肩下がり方向）における変位量（δ）を検出する。
　－スラスト変位センサ（32）－
　スラスト変位センサ（32）は、圧縮機（1）に１つのみ設けられている。このスラスト変位センサ（32）は、スラスト磁気軸受（22）における第１電磁石（51）と第２電磁石（52）の対向方向（すなわち、回転軸（5）における軸方向（以下、Ｚ方向と呼ぶ）であり、図６では、左右方向）の変位量（δ）を検出するものである。具体的にスラスト変位センサ（32）は、回転軸（5）の被支持部（円盤部（5a））の、中央位置に対する変位量（δ）を検出する。
　〈制御器〉
　制御器（40）は、被支持体（この例では、回転軸（5）の被支持部）が非接触に支持されるように、１つまたは複数の磁気軸受（21,22）を制御する。具体的は、制御器（40）は、各磁気軸受（21,22）の電磁力を制御することによって、回転軸（5）の浮上制御動作を行う。この例では、制御器（40）は、２つのラジアル磁気軸受（21）の浮上制御動作を行うラジアル制御部（41）と、スラスト磁気軸受（22）の浮上制御動作を行うスラスト制御部（42）とを含んでいる。なお、制御器（40）は、具体的には、マイクロコンピュータとそれを動作させるためのソフトウエアを格納したメモリディバイス等を用いて構成することができる。
　－ラジアル制御部（41）－
　ラジアル制御部（41）は、X方向及びY方向のそれぞれにおける回転軸（5）の位置制御を行うことによって上記浮上制御を行う。具体的に、ラジアル制御部（41）は、浮上制御動作において、X方向及びY方向の各方向について、回転軸（5）の変位量（δ）と、予め定められた位置指令値（δ*）との差分値（e）がゼロに収束するように、第１～第４電磁石（51～54）を構成するそれぞれのコイル（65）に電流（制御電流（id））を流す。
　この浮上制御に際して、回転軸（5）の変位量（δ）として、ラジアル変位センサ（31）の出力信号をそのまま用いることが考えられるが、ラジアル変位センサ（31）の出力信号には、いわゆるドリフトが含まれている可能性がある。ここでのドリフトとは、ラジアル変位センサ（31）の周囲温度の変化に応じて、ラジアル変位センサ（31）において生じた出力信号のレベル変化である。ラジアル変位センサ（31）においてこのようなドリフトが起こると、誤差を含んだ変位量（δ）に基づいて浮上制御を行うことになるので、正確な浮上制御を行えない。そこで、ラジアル制御部（41）では、ラジアル変位センサ（31）の出力信号における上記レベル変化を補償し、レベル変化が補償された出力信号に基づいて回転軸（5）の位置の制御を行うようになっている。このレベル変化の補償については、後に詳述する。
　－スラスト制御部（42）－
　スラスト制御部（42）は、Z方向における回転軸（5）の位置制御を行う。具体的に、スラスト制御部（42）は、浮上制御動作において、Z方向について、円盤部（5a）の変位量（δ）と、予め定められた位置指令値（δ*）との差分値（e）がゼロに収束するように、第１および第２電磁石（51,52）を構成するそれぞれのコイル（65）に電流（制御電流（id））を流す。
　この浮上制御に際して、円盤部（5a）の変位量（δ）として、スラスト変位センサ（32）の出力信号をそのまま用いることが考えられるが、スラスト変位センサ（32）の出力信号にドリフトが含まれている可能性がある。スラスト変位センサ（32）においてこのようなドリフトが起こると、誤差を含んだ変位量（δ）に基づいて浮上制御を行うことになるので、正確な浮上制御を行えない。そこで、スラスト制御部（42）においても、スラスト変位センサ（32）の出力信号における上記レベル変化を補償し、レベル変化が補償された出力信号に基づいて円盤部（5a）の位置制御、すなわち回転軸（5）の位置の制御を行う。このレベル変化の補償については、後に詳述する。
　〈出力信号の補償〉
　－補償の概念－
　図７は、回転軸（5）の変位量（δ）と変位センサ（31,32）の出力電圧（V）との関係（以下、電圧特性）を例示している。電圧特性は、図７のような直線や或いは曲線のグラフで表せる（以下、電圧特性を示す直線や曲線を電圧特性曲線と呼ぶ）。また、図８は、ラジアル制御部（41）及びスラスト制御部（42）で行われる出力信号の補償の概念を示す。図８に示すように、これらの制御部（41,42）では、１つ又は複数の変換パラメータ（C）を用いて表された変換則によって上記出力信号を変換して上記補償を行う。ここで、変換則とは、出力電圧（V）を変位量（δ）に変換する法則であり、制御部（41,42）では、電圧特性曲線を１つ又は複数の変換パラメータ（C）を係数とした関数によって表し、その関数によって変位センサ（31,32）の出力信号（出力電圧（V））を変位量（δ）に変換する。
　一般的に、変位センサ（31,32）の電圧特性曲線は、該変位センサ（31,32）の周囲温度に応じて変化する。すなわち、変位センサ（31,32）の出力には温度依存性がある。例えば、電圧特性曲線が一次直線で表せるとすれば、変換パラメータ（C）としては、温度の関数として表されたその直線の傾きと、その直線の切片とを用意しておけば、変位センサ（31,32）の出力には温度依存性があっても正確な変位量（δ）を求めることができる。
　これを実現するため、本実施形態の制御部（41,42）では、空気調和装置（100）内で得られる参照値（R）を用いて変換パラメータ（C）を求めている。ここで、参照値（R）とは、電動機（4）の制御の為、又は電動機（4）が用いられる圧縮機（1）の制御の為、又は該圧縮機（1）を用いた空気調和装置（100）の制御の為に検出されるものであって、且つ変位センサ（31,32）の周囲温度の変化に応じて生じた、変位センサ（31,32）の出力信号のレベル変化に相関する検出値である。このような参照値（R）は、磁気軸受（21,22）を有した装置における温度、圧力、電圧など種々のものを採用できる（具体例は後述する）。そして、変換パラメータ（C）は、１つの参照値（R）から求めても良いし、いくつかの参照値（R）を用いて１つの変換パラメータ（C）を算出してもよい。例えば、冷媒の流量（体積）や圧力を組み合わせて温度を算出したりするのである。
　本実施形態では、ラジアル制御部（41）及びスラスト制御部（42）のそれぞれにおいて、上記概念に基づく出力信号の補償を行う。以下では、代表でラジアル制御部（41）を例として、本実施形態で行われる出力信号の補償について、説明する。
　－ラジアル制御部（41）における補償－
　図９は、ラジアル変位センサ（31）におけるドリフトを説明する図である。このラジアル変位センサ（31）は、電圧特性が直線グラフで表せ、該ラジアル変位センサ（31）の周囲温度に応じて、その直線の切片が変化し、傾きは変化していない。ここでは、説明の便宜のため、この切片の変化量をドリフト量（D）と呼ぶことにする。
　そして、図１０は、ラジアル制御部（41）で行われる出力信号の補償の説明するブロック図である。ラジアル制御部（41）では、参照値（R）と変換パラメータ（C）とのペアを複数組記憶した変換テーブル（図中では温度ドリフトマップと表記）を格納しておく。
　参照値（R）としては、一例として「冷媒温度」を採用することが考えられる。一般的に、「冷媒温度」は、空気調和装置（100）の制御において必要な情報であり、冷媒回路（110）には、「冷媒温度」を検出する温度センサが設けられる。例えば、本実施形態では、電動機（4）の冷却に用いる冷媒の温度を検出する温度センサ（150b）を利用することができる。圧縮機（1）では、電動機（4）の回転速度が比較的大きい場合には、回転軸（5）の温度が上昇し、更にはラジアル変位センサ（31）の温度も上昇する傾向にある。また、電動機（4）の回転速度が比較的大きい場合には、電動機（4）の冷却に利用された冷媒の温度も高くなり、その結果、温度センサ（150b）も上昇する傾向にある。すなわち、温度センサ（150b）の出力電圧値は、ラジアル変位センサ（31）のドリフト量（D）に相関することになる。そこで、ラジアル制御部（41）では、温度センサ（150b）の検出値とその検出値に対応したドリフト量（D）とのペアを複数組み格納した変換テーブルをメモリディバイスに格納しておく。図１０の例では、基準の参照値（R）における切片と、テーブル化する参照値（R）における切片との差をドリフト量（D）として、テーブル化する参照値（R）とドリフト量（D）とのペアを、想定できる周囲温度の範囲に応じて、制御器（40）の上記メモリディバイスに所定数格納する。図１０の例では、参照値（R）＝２３℃の時のドリフト量（D）を基準値（＝０ｍｍ）としている。
　そして、ラジアル磁気軸受（21）の運転中は、ラジアル制御部（41）は、ラジアル変位センサ（31）の出力電圧（V）を検出した際に上記補償を行う。詳しくは、ラジアル制御部（41）は、変換テーブルを利用して、参照値（R）（すなわち温度センサ（150b）の検出値）に対応するドリフト量（D）を求める。この際、温度センサ（150b）による検出値が変換テーブル内に存在しない場合には、変換テーブル内の値を用いて補間するなどして、対応するドリフト量（D）を求めればよい。つまり、ドリフト量（D）を変換テーブルから求めることで変換則で使用するパラメータを修正するのである。
　このようにして、ドリフト量（D）が求まると、基準温度におけるラジアル変位センサ（31）の電圧特性曲線（以下、基準特性曲線）が既知であるので、現在のラジアル変位センサ（31）に対応した変位量（δ）を求めることができる。現在の電圧特性は、図９に示すように、基準特性曲線に対して切片がずれているので、ラジアル制御部（41）は、基準特性曲線に基づく変位量（δ）を算出し（図１０では一次位置検出値）、その算出値に対してドリフト量（D）を加算している。このラジアル磁気軸受（21）には２つのラジアル変位センサ（31）が設けられているので、ラジアル制御部（41）は、それぞれのラジアル変位センサ（31）の出力信号の補償を行っている。これにより、温度の影響が補償された変位量（δ）をＸ方向及びＹ方向のそれぞれについて求めることができる。
　なお、上記電圧特性を示す直線の傾きも上記周囲温度に依存する場合は、変換テーブルには、周囲温度と、該周囲温度に対応した切片の変化量と、該周囲温度に対応した傾きの変化量との３つのデータを一組として変換テーブルに格納することになる。
　また、２つのラジアル変位センサ（31）で１つの変換テーブルを共用してもよいし、ラジアル変位センサ（31）毎に別個の変換テーブルを用意しておいてもよい。
　〈本実施形態における効果〉
　以上のように、本実施形態によれば、磁気軸受装置において、変位センサの近傍に温度センサを設けることなく、変位センサ自身及びその周囲温度の変化に応じて生じた出力信号のレベル変化（上記の例ではドリフト）を補償できる。
　なお、変換則で使用するパラメータの修正に利用できる冷媒温度は、電動機冷却制御装置（150）に係る冷媒の温度には限定されない。
　《発明の実施形態２》
　本発明の実施形態２では、不連続な値を採る変換パラメータ（C）を用いた例を説明する。本実施形態では、空気調和装置（100）の運転状態が安定したか否かの指標値（以下、安定化指標と呼ぶ）を変換パラメータ（C）として用いる。
　図１１は、温度センサ（150b）の安定化指標の出力のタイミングチャートである。図１１では、温度センサ（150b）の出力（T）を空気調和装置（100）の運転開始時点から示してある。本実施形態では、温度センサ（150b）の出力（T）の振幅が所定の閾値（Tt）以上の場合に安定化指標＝０であり、閾値（Tt）よりも小さい場合に安定化指標＝１である。図１１の例では、時刻（t）＝ｔ１以降で振幅が閾値（Tt）よりも小さくなっている。そして、本実施形態の制御部（41,42）では、この安定化指標を変換パラメータ（C）として変換則に組み込んであり、該安定化指標に応じて変換則で使用するパラメータを修正するようになっている。
　例えば、空気調和装置（100）では、該空気調和装置（100）の運転状態が安定する前は、変位センサ（31,32）の周囲温度が比較的低い状態で安定し、該運転状態が安定化すると該周囲温度が比較的高い状態で安定する場合がある。このような場合には、安定化指標に応じて（ここでは安定化指標が０か１かに応じて）、変換則で使用するパラメータを修正することによって、温度の影響が補償された変位量（δ）を求めることができる。したがって、本実施形態でも、磁気軸受装置において、変位センサの近傍に温度センサを設けることなく、変位センサ自身及びその周囲温度の変化に応じて生じた出力信号のレベル変化を補償できる。
　《その他の実施形態》
　なお、上記実施形態で説明した、変位センサの出力信号補償は、スラスト磁気軸受、或いはラジアル磁気軸受の一方のみを備えた装置にも適用できるし、両方を備えた装置において、何れか一方の磁気軸受に対してのみ適用してもよい。
　また、上記実施形態で説明した、変位センサの出力信号補償は、圧縮機の他に、発電機（例えば水力発電や風力発電）、ポンプ等の磁気軸受の制御に利用してもよい。
　また、出力電圧（V）を変位量（δ）に変換する変換則の中で、別の法則（サブ変換則と呼ぶ）を用いて新たなパラメータを求めるような場合には、参照値（R）に応じて、使用するサブ変換則を切り換えるようにしてもよい。サブ変換則の切り換えは、例えば、以下のように、変換則z(x)で用いるサブ変換則の式y(x)を、参照値（R）であるxの値に応じて切り換える例を挙げられる。
　－サブ変換則の切り換え例－
　　変換則：z(x)=2y(x)
　　　y(x)=ax+b　（ｘ＞R0の場合)
　　　y(x)=ax2　（x≦R0の場合)
　　　　ただし、R0は閾値であり、a,及びbは定数である。
　このように、本発明の「参照値（R）に応じて該パラメータを修正すること」は、このようなサブ変換則を切り換えつつ新たなパラメータを求めることも含む概念である。
　また、参照値（R）には種々の検出値を採用できる。具体的には、以下を例示できる。勿論、これらのいくつかを組み合わせて変換パラメータ（C）を求めてもよい。
　（１）回転電気機械（電動機）の回転速度
　電動機（4）等の回転電気機械において回転速度が大きくなると変位センサ（31,32）の周囲温度が高くなり、回転速度が小さくなると該周囲温度が低くなる場合がある。このような場合には、回転電気機械の回転速度に応じて変換則で使用するパラメータを修正することができる。
　（２）回転電気機械の電流
　回転電気機械に流れる電流が大きくなると変位センサ（31,32）の周囲温度が高くなり、電流が小さくなると該周囲温度が低くなる場合がある。このような場合には、回転電気機械の電流に応じて変換則で使用するパラメータを修正することができる。
　（３）冷媒の圧力、流量
　空気調和装置（100）では、運転状態に応じて冷媒圧力が変化する。また。一般的に、空気調和装置（100）には冷媒圧力のセンサが設けられる。したがって、圧力センサの検出値が変位センサ（31,32）の周囲温度に相関する場合には、その検出値に応じて変換則で使用するパラメータを修正することができる。
　また、空気調和装置（100）では、圧縮機（1）の回転速度などの情報を用いて冷媒の流量を算出できる。冷媒流量は変位センサ（31,32）の周囲温度に相関する場合があり、そのような場合には、冷媒流量に応じて変換則で使用するパラメータを修正することができる。
　（４）制御基板における温度
　制御基板（160a）には、スイッチング素子などの保護の目的で温度センサ（図示を省略）が設けられている。その温度センサが、例えば、インバータ回路が有するスイッチング素子の温度に相関している場合などには、その検出値は、変位センサ（31,32）の周囲温度に相関することが期待され、そのような場合には、その検出値に応じて変換則で使用するパラメータを修正することができる。
　（５）インレットガイドベーンの開度
　レットガイドベーン（3b）の開度は、例えば流体の流量（上記の例では冷媒流量）によって制御される。つまり、インレットガイドベーン（3b）の開度は、流体の流量を反映している。したがって、流体の流量が変位センサ（31,32）の周囲温度に相関する装置では、インレットガイドベーン（3b）の開度に応じて変換則で使用するパラメータを修正することができる。
　《変位センサの応用》
　上記のようにラジアル変位センサ（31）やスラスト変位センサ（32）の出力信号の補償が可能になると、回転軸（5）のダイナミックバランスの調整をより正確に行える。
　周知のダイナミックバランスの調整手法としては、いわゆる影響係数を求め、その影響係数に基づいて、必要なバランスウエイトの重量とバランスウエイトの位置とを決定する手法がある。この影響係数は、ダイナミックバランスを調整する回転体に固定された修正面に、試し錘を取り付けて、その回転体を所定の速度で回転させて、計測面にて計測される振れを元に算出するのが一般的である。しかしながら、高速回転が要求される回転体（例えば上記の回転軸（5））では、影響係数を計測する際に回転体を高速回転させる必要があるし、試し錘の取り付け作業も繁雑である。そこで、以下の例では、試し錘の取り付けも、回転軸（5）の高速回転も行うことなく影響係数を求める方法を例示する。なお、以下の例では、回転軸（5）に直交する２つの面において、いわゆる２面釣合わせを行うことを想定している。よって計測面、修正面はそれぞれ２つある。計測面は、ラジアル磁気軸受において、変位センサ（Ｘ方向及びＹ方向）が配置される、回転軸に直交する面である。修正面は各計測面の近くに固定される、回転軸に直交する面（図２では省略）である。
　〈影響係数の算出〉
　影響係数（αとする）は、磁気軸受と被支持体との間の動剛性の逆数（以下、動コンプライアンスと呼ぶ）であるＧと、回転軸（5）の回転速度（周波数で表しΩとする）とを用いると次式で表せる。
　αｊｉ（Ω）＝Ω２Ｇｊｉ（Ω）　・・・式（１）
　上式から分かるように、周波数Ωで回転軸（5）を運転している際の動コンプライアンス（G）を計測できれば、その場合の影響係数（α）を算出することができる。ここで、各変数の添え字ｊは、計測面を示している。この例では、１が羽根車側の計測面（以下、第１計測面）に対応し、２が羽根車とは反対側の計測面（以下、第２計測面）に対応するものとする。また、添え字ｉは、修正面を示している。この例では、１が羽根車側の修正面（第１修正面）に対応し、２が羽根車とは反対側の計測面（第２修正面）対応しているものとする。例えば、Ｇ１１（Ω）は、回転軸（5）を周波数Ωで運転した場合における、第１修正面と第１計測面との間における動コンプライアンス（G）を意味する。
　そして、本実施形態では、電磁石（51～54）の電磁力によって回転軸（5）を加振し、その際の各ラジアル変位センサ（31）における変位量（δ）をサンプリングすることで電磁石から計測面への動コンプライアンス（G）（疑似動コンプライアンス（G’））を算出する。電磁石面（電磁石の配置される回転軸に直交する面）と修正面とは、軸方向の位置が異なるため、疑似動コンプライアンス（G’）は動コンプライアンス（G）とは異なるが、容易に変換可能である。この加振の制御は、本実施形態では、電磁石（51～54）の制御係を有したラジアル制御部（41）が行っている。
　具体的に、ラジアル制御部（41）は、まず、回転軸（5）を浮上させて静止させ、次に、一方のラジアル磁気軸受（21）によって、周波数Ωの加振力で回転軸（5）を加振させる。この例では、ラジアル制御部（41）は、始めに、第１ラジアル磁気軸受（21）によって、Ｘ方向に回転軸（5）を加振している。詳しくは、ラジアル制御部（41）は、Ｘ方向の電磁力を発生する第１および第２電磁石（51,52）に対する、支持力の指令値に、加振力に相当する指令値（以下、加振力指令値（Fe*））を重畳して新たな指令値を生成する。なお、加振力としては、例えば周波数Ωの正弦波とすることが考えられる。このようにして生成した新たな指令値に基づいて電磁石（51～54）に流す電流を制御すれば、回転軸（5）が加振されることになる。
　この場合、ラジアル磁気軸受（21）の制御系において、新たな指令値が入力されてから電磁石が支持力を発するまでの伝達特性が、周波数Ωにおいてゲイン０ｄＢ、位相０度であると仮定すると、加振力指令値（Fe*）に相当する力が回転軸（5）に加えられることになる。それぞれのラジアル変位センサ（31）の出力（δ）には、静止浮上させた際におけるノイズによる変動成分と、加振による変動成分とを含まれることになる。つまり、この例では、それぞれのラジアル変位センサ（31）の出力は、周波数Ωの正弦波成分を含んでいる。
　そして、ラジアル制御部（41）は、第１ラジアル磁気軸受（21）に対応したラジアル変位センサ（31）の出力（δ）、及び加振中の加振力指令値（Fe*）を、適宜、サンプリングしてフーリエ変換する。このフーリエ変換により、Ｘ方向の変位量（δ）に含まれる周波数Ωの成分や、加振力指令値（Fe*）に含まれる周波数Ωの成分を抽出できる。
　この例では、ラジアル変位センサ（31）の出力（δ）を加振力指令値（Fe*）で除算した値が疑似動コンプライアンス（G’）であるので、フーリエ変換の結果を用いると、周波数Ωにおける疑似動コンプライアンス（G’）を算出できる。具体的に、ラジアル制御部（41）は、Ｘ方向の変位量（δ）に含まれる周波数Ωの成分を、加振力指令値（Fe*）に含まれる周波数Ωの成分で除算してＧ’１１（Ω）を求めている。同様に、ラジアル制御部（41）は、第２ラジアル磁気軸受（21）に対応したラジアル変位センサ（31）のＸ方向の変位量（δ）に含まれる周波数Ωの成分を、加振力指令値（Fe*）に含まれる周波数Ωの成分で除算してＧ’２１（Ω）を求めている。
　更に、ラジアル制御部（41）は、第１ラジアル磁気軸受（21）によって、Ｙ方向にも回転軸（5）を加振させる。この際、ラジアル制御部（41）は、加振中における加振力指令値（Fe*）、及びラジアル変位センサ（31）の出力（δ）を、適宜、サンプリングするとともに、Ｙ方向加振時のＧ’１１（Ω）、及びＧ’２１（Ω）を算出する。そして、ラジアル制御部（41）は、Ｘ方向に加振して求めたＧ’１１（Ω）とＹ方向に加振して求めたＧ’１１（Ω）との平均値をこの装置におけるＧ’１１（Ω）とし、Ｘ方向に加振して求めたＧ’２１（Ω）とＹ方向に加振して求めたＧ’２１（Ω）との平均値をこの装置におけるＧ’２１（Ω）としている。理論的にはＸ方向に加振した場合の動コンプライアンス（G）とＹ方向に加振した場合の動コンプライアンス（G）とは等しく、何れか一方の動コンプライアンス（G）を算出すればよいとも考えられるが、製造ばらつき等によって両者が等しくならない場合もあるので、この例では各方向の加振で得たデータを平均化している。
　更に、第２ラジアル磁気軸受（21）によって回転軸（5）を加振すれば、Ｇ’１２（Ω）、及びＧ’２２（Ω）を算出することができる。このように、疑似動コンプライアンスＧ’１１（Ω）、Ｇ’２１（Ω）、Ｇ’１２（Ω）、及びＧ’２２（Ω）を求め、さらに力・モーメントのつり合いの関係から動コンプライアンスＧ１１（Ω）、Ｇ２１（Ω）、Ｇ１２（Ω）、及びＧ２２（Ω）へ変換すると、式（１）によって影響係数α１１（Ω）、α２１（Ω）、α１２（Ω）、及びα２２（Ω）を算出できる。これらの影響係数（α）が求まると、周知の方法により、必要なバランスウエイトの重量と、バランスウエイトの位置を決定することができる。
　本発明は、磁気軸受装置、及び磁気軸受装置を用いた流体機械システムとして有用である。
　１　　　　　圧縮機（流体機械システム）
　３　　　　　圧縮機構（流体機械）
　４　　　　　電動機（回転電気機械）
　５　　　　　回転軸
　１０　　　　磁気軸受装置
　２１　　　　ラジアル磁気軸受（磁気軸受）
　２２　　　　スラスト磁気軸受（磁気軸受）
　３１　　　　ラジアル変位センサ（変位センサ）
　３２　　　　スラスト変位センサ（変位センサ）
　４０　　　　制御器
　５１　　　　第１電磁石
　５２　　　　第２電磁石
　５３　　　　第３電磁石
　５４　　　　第４電磁石
　１００　　　空気調和装置
　１１０　　　冷媒回路
　１６０ａ　　制御基板

Claims (5)

  1. 　回転電気機械（4）に連結された回転軸（5）に電磁力を付与する複数の電磁石（51～54）を有した磁気軸受（21,22）と、
    　上記回転軸（5）の変位に応じた出力信号を出力する変位センサ（31,32）と、
    　上記電磁石（51～54）を制御する制御器（40）と、
    を備え、
    　上記制御器（40）は、上記回転電気機械（4）の制御の為、又は上記回転電気機械（4）が用いられる流体機械システム（1）の制御の為、又は該流体機械システム（1）を用いた装置（100）の制御の為に検出され、且つ上記変位センサ（31,32）の周囲温度の変化に応じて生じた上記出力信号のレベル変化に相関する１つ又は複数の参照値（R）に基づいて該レベル変化を補償し、該レベル変化が補償された上記出力信号に基づいて上記制御を行うことを特徴とする磁気軸受装置。
  2. 　請求項１において、
    　上記制御器（40）は、１つ又は複数のパラメータを用いた変換則によって上記出力信号を変換して上記補償を行うように構成されており、上記参照値（R）に応じて該パラメータを修正することを特徴とする磁気軸受装置。
  3. 　請求項２において、
    　上記制御器（40）は、上記参照値（R）の変動幅が所定範囲内に収まっているか否かの判定結果を用いて、上記パラメータを修正することを特徴とする磁気軸受装置。
  4. 　請求項１から請求項３の何れかにおいて、
    　上記流体機械システム（1）は、冷媒回路（110）に設けられた圧縮機であり、
    　上記回転電気機械（4）は、上記圧縮機（1）を駆動する電動機であり、
    　上記制御器（40）は、上記回転電気機械（4）の回転速度、上記回転電気機械（4）の制御装置が実装された制御基板（160a）において検出された温度、上記冷媒回路（110）における冷媒圧力、冷媒流量、及び上記回転電気機械（4）の電流値のうちの何れか１つの検出値、又は２つ以上の上記検出値を組み合わせて求めた値を、上記参照値（R）として用いることを特徴とする磁気軸受装置。
  5. 　請求項１から請求項４の何れかの磁気軸受装置（10）と、
    　上記回転電気機械（4）と、
    　上記回転電気機械（4）に回転軸（5）によって連結された流体機械（3）と、
    を備えたことを特徴とする流体機械システム。
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