CH678090A5 - - Google Patents

Description

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CH 678 090 A5

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum berührungsfreien Tragen von Objekten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein nach diesem Verfahren arbeitendes Magnetlager.

Zur elektromagnetischen Lagerung von Maschinenteilen werden Systeme verwendet, bei denen die Lage des zu lagernden Objektes mittels berührungsfreier Positionssensoren erfasst wird. Solche Systeme werden vorzugsweise für die berührungsfreie oder schwebende Lagerung von Rotoren und für Magnetschwebebahnen eingesetzt. In derartigen Systemen werden allerdings manchmal auch die Geschwindigkeiten gemessen. Die Signale oder Zustandsgrössen werden einem Regler zugeführt, der mit Hilfe von Leistungsverstärkern die Ströme und Spannungen in den Elektromagneten derart steuert, dass das zu lagernde Objekt stabil schwebt.

Ein solches System nach dem Stand der Technik ist beispielsweise aus der Dissertation Nr. 7573 (1984), Seite 9, der ETH, Zürich, von Dr. Hannes Bleuler, und aus der Dissertation Nr. 7851 (1985), Seite 1, der ETH, Zürich, von Dr. Alfons Traxler, bekannt. Solche Systeme weisen mindestens einen Elektromagnet auf, der durch die Wirkung seines Magnetfelds berührungsfrei einen Rotor tragt. Die geometrische Abweichung der wirklichen momentanen Position x der Rotorachse in bezug auf ihre ideale richtig zentrierte Lage wird von einem Positionssensor erfasst, der ein Signal abgibt, das einem Regler zugeführt wird, der dieses Signal mit einem Referenzsignal vergleicht. Das Ausgangssignal dieses Reglers wird einem Leistungsverstärker zugeführt, der den Strom für den Elektromagnet liefert.

In der deutschen Patentschrift DT 2 919 236 wird ein klassisches System mit Positionssensoren beschrieben, mit deren Hilfe eine direkte Messung der Position des Rotors durchgeführt wird, und in der deutschen Patentschrift DT 2 825 877 wird ein spezieller Sensor mit Scheiben angegeben, mit dem die radiale Auslenkung und somit die Position des Rotors gemessen wird.

Aus der japanischen Patentpublikation Nr. 61-24 816 ist schliesslich ein System bekannt, das anstelle von einem Positionssensor mit einem Geschwindigkeitssensor (speed sensor) arbeitet.

Solche Systeme funktionieren an sich sehr gut, haben aber den Nachteil, dass die Kosten für den Positionssensor für die Zustandsgrösse einen beträchtlichen Teil der Kosten für die Magnetlagerung ausmachen, insbesondere wenn man bedenkt, dass normalerweise mehrere Sensoren benötigt werden, und zwar meistens zwei für die horizontale und zwei für die vertikale Auslenkung des Rotors. Diese Positionssensoren brauchen zudem viel Platz neben den Elektromagneten. Speziell bei Rotorlagerungen wird dadurch die Baulänge des Rotors vergrössert, was sich wiederum ungünstig auf die dynamischen Eigenschaften auswirkt. Ausserdem erfassen die Positionssensoren die Zustandsgrössen nicht dort wo die Kräfte der Lagermagnete angreifen, was bei der Lagerung elastischer Rotoren zu Schwierigkeiten bei der Regelung fuhren kann.

Es ist daher ein Zweck der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, durch welches solche Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren gelöst, bei dem, um die Verwendung von Sensoren zur Messung von Positionssignalen und/oder von Geschwindigkeitssignalen als Eingangs-grössen des Reglers zu vermeiden, der Regler von mindestens einem Signal y beaufschlagt wird, das der Grösse des durch die Wicklung eines Elektromagneten fliessenden Stromes i bzw. in, ip entspricht, und bei dem der Regier ein Ausgangssignal S erzeugt, das der momentanen, die Schwebeposition stabilisierenden Spannung für diese Wicklung entspricht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Regler derart ausgestaltet werden, dass seine Übertragungsfunktion H(s) mindestens den Grad der folgenden Übertragungsfunktion b2. s2 + b-L . s + b0 H(s) =

. s + a0

aufweist, die zur Bestimmung des Signals S = Sb = H(s).y dient, worin s die aus der Laplace-Transforma-tion bekannte Frequenzbereich-Variable und bo, bi, b2, ao und ai konstante Koeffizienten sind.

in weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Regler von einem zweiten Signal y' beaufschlagt werden, das der Grösse des durch die Wicklung eines zweiten Elektromagneten fliessenden Stromes entspricht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann zusätzlich zu diesem Signal y und/oder y' die Flussdichte oder Induktion B im Luftspalt gemessen werden, woraus ein Signal Sm und/oder Sm' gewonnen wird, das dem Regler als weitere Eingangsgrösse für die Regelstrecke zugeführt wird, um eine Vereinfachung des Reglers und eine Verbesserung des Regelverhaltens zu erreichen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann in einer Signalvorbehandlungsschaltung aus diesen Signalen ein weiteres Signal z gemäss der Gleichung z = ki-Sm-k2-y oder z = kt' • (Sra - Sm') - k2 • (y - y') oder

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z « ki' • Sm - k2' • Sa oder z = ki'-(Sm-Sm') —k'-Sa gewonnen werden, das als Positionssignal dient, worin kr, k2, kf und k2' Konstanten sind.

Im folgenden wird die Erfindung beispielsweise anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Systems zur elektromagnetischen Lagerung nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 die schematische Darstellung eines Systems zur elektromagnetischen Lagerung nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung mit einem Elektromagnet und ohne Sensoren,

Fig. 3 die schematische Darstellung eines Systems zur elektromagnetischen Lagerung nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung mit zwei Elektromagneten und ohne Sensoren,

Fig. 4 die schematische Darstellung eines Systems zur elektromagnetischen Lagerung nach einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung mit einem Elektromagnet und einer Hallsonde statt eines Positionssensors,

Fig. 5 die schematische Darstellung eines Systems zur elektromagnetischen Lagerung nach einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung mit einem Elektromagnet und einer Hallsonde statt eines Positionssensors und mit einer Signaivorbehandlungsschaltung,

Fig. 6 die schematische Darstellung eines Systems zur elektromagnetischen Lagerung nach einer fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung mit zwei Elektromagneten und zwei Hallsonden statt zwei Positionssensoren,

Fig. 7 die schematische Darstellung eines Systems zur elektromagnetischen Lagerung nach einer sechsten Ausführung der vorliegenden Erfindung mit zwei Elektromagneten und zwei Hallsonden statt zwei Positionssensoren und mit einer Signaivorbehandlungsschaltung.

Fig. 8 die schematische Darstellung eines Systems zur elektromagnetischen Lagerung nach einer siebenten Ausführung der vorliegenden Erfindung mit zwei Elektromagneten, die teilweise mit Dauermagneten versehen sind.

Die bekannte Ausführung nach Fig. 1 weist einen Elektromagnet 1 auf, der mit seinem Magnetfeld berührungsfrei einen Rotor 4 trägt. Die geometrische Abweichung der wirklichen momentanen Position x der Rotorachse in bezug auf ihre ideale richtig zentrierte Lage wird von einem Sensor 6 erfasst, der ein Signal Sx abgibt, das einem Regler 5 zugeführt wird, der dieses Signal Sx mit einem Referenzsignal Sr vergleicht. Das Ausgangssignal Sa dieses Reglers 5 wird einem Leistungsverstärker 3 zugeführt, der den Strom i für den Elektromagnet 1 liefert. Dieses System arbeitet in der Weise, dass der Regelkreis, wenn die Auslenkung (Position x) des Rotors 4 nach oben zu gross ist, den Strom i vermindert, um die Anziehungskraft zu verringern, damit der Rotor 4 nach unten fällt. Wenn der Rotor 4 zu weit nach unten gefallen ist, so wird dies vom Sensor 6 erfasst, der bewirkt, dass der Strom i vergrössert wird, um die Anziehungskraft zu erhöhen. Dadurch entsteht ein dynamischer Prozess mit dem Ergebnis, dàss der Rotor 4 frei schwebt, ohne den Elektromagnet 1 zu berühren. Für die Stabilität des Systems wird allerdings noch ein zusätzliches sogenanntes Dämpfungsglied benötigt.

Die erfindungsgemässe Ausführung nach Fig. 2 weist einen Verstärker 23 auf, dessen Ausgang über eine Messeinrichtung 22 mit dem einen Ende der Wicklung 20 eines Elektromagneten 21 verbunden ist, deren anderes Ende geerdet ist. Die Messeinrichtung 22, die beispielsweise einen Shunt aufweisen kann, ist an sich bekannt und liefert ein Signal y an einen Regler 25, dessen Ausgangssignal S = Sb dem Eingang des Verstärkers 23 zugeführt wird. In dieser Ausführung erfährt der Rotor 24 nach wie vor eine momentane Auslenkung bei der Position x, die aber im Gegensatz zum Stand der Technik (Fig. 1) nicht gemessen wird. Die Messeinrichtung 22 lässt den Strom i praktisch unverändert durchgehen (Fig. 2), das heisst ohne ihn merklich zu vermindern, und liefert das Informationssignal y, das einen Messwert des Stromes i darstellt. Dabei erzeugt der Regler 25 ein Signal Sb, das der gewünschten Spannung entspricht, die jeweils an der Wicklung 21 anliegen muss, um die Schwebeposition des Rotors zu stabilisieren.

Der Regler 25 in Fig. 2 ist etwas anders aufgebaut als der Regler 5 in Fig. 1, der ein normaler Regler mit einer Übertragungsfunktion der Form:

bi'- s + bo'

ist, worin s die aus der Laplace-Transformation bekannte Frequenzbereich-Variable und bf und bo' Konstanten sind. Die Übertragungsfunktion H(s) des Reglers 25 nach der vorliegenden Erfindung hat hingegen im einfachsten Fall die Form

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H(S) =

+ br

Die Übertragungsfunktion dient zur Bestimmung des Signalwertes S = Sb = H(s)-y.

In der Dissertation Nr. 8665 der ETH von Dr. Dieter Vischer, Seite 38, sind die konstanten Koeffizienten bo, bt, ba, ao und ai für ein numerisches Beispiel derart ausgerechnet, dass ein solcher Regler 25 die gegebene Regelstrecke stabilisiert. Dies stellt somit die einfachste Form des sensorlosen Ma-gnetiagers mit Regler dar. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann dieses Verfahren auch für Zu-standsregler mit vollständigem oder reduziertem Beobachter verwendet oder auf Mehrgrössen-Syste-me erweitert werden. Die erwähnte Dissertation Nr. 8665 von Vischer wird nach dem Anmeldetag der vorliegenden Erfindung publiziert werden, und ihr Inhalt soll als hier inbegriffen gelten.

Durch die angegebene Übertragungsfunktion H(s) ist es möglich, dass der Regler 25 die im Signal y enthaltene Information derart auswertet, dass der Verstärker 23 richtig gesteuert wird, um das Signal Sb zu liefern, mit dem eine stabile Schwebe-Lage des Objektes 24 erreicht werden kann, das heisst, ohne die sonst üblichen Positionssensoren verwenden zu müssen.

Die Ausführung nach Fig. 3 weist zwei entgegengesetzt wirkende Elektromagnete 31 und 31' auf. Dies erlaubt auf das Objekt 34 Kräfte in positiver und negativer x-Richtung auszuüben. Die Komponenten 31, 32 und 33 für die positive Kraft-Richtung werden sinngemäss durch die Komponenten 31', 32' und 33' für die negative Kraftrichtung ergänzt. Die Messeinrichtungen 32 und 32' erzeugen Signale y und y' mit Informationen über die Ströme ip und in. Sonst haben sie die gleiche Funktion wie die entsprechenden Komponenten in Fig. 2. Dabei genügt auch nur eine der zwei Messeinrichtungen 32 und 32'.

Die Ausführungen nach Fig. 2 und 3 kommen also ohne Positionssensoren aus. Diese werden auch nicht etwa, wie in der Offenlegungsschrift DE-OS 2 537 597 beschrieben, durch eine aufmodulierte hochfrequente Komponente in den Lagerwicklungen oder Zusatzwicklungen ersetzt, wo also Sensor-und Aktuator-Funktion streng getrennt werden müssten. Vielmehr wird das Magnetlager als ein elektro-mechanischer Wandler betrachtet, der in beiden Richtungen (elektrisch-mechanisch und umgekehrt) gleichwertig arbeitet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann als zusätzliche Information die magnetische Flussdichte im Magnetlager gemessen werden, was einfach und billig zu realisieren ist. Im Prinzip ist diese zusätzliche Messung keine notwendige Voraussetzung für das Funktionieren dieses Verfahrens, sie bringt aber in gewissen Fällen eine Verbesserung des Regelverhaltens mit sich.

Ein solches System mit einer Messsonde, beispielsweise einer Hallsonde, für die Messung der Induktion oder Flussdichte B ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Ausführung weist einen Verstärker 43 auf, dessen Ausgang über eine Messeinrichtung 42 mit dem einen Ende der Wicklung 40 eines Elektromagneten 41 verbunden ist, deren anderes Ende geerdet ist. In dieser Ausführung wird die Induktion B mit Hilfe einer Hallsonde 46 zwischen dem Elektromagnet 41 und dem Rotor 44 gemessen. Das Messsignal Sm der Messsonde 46 wird ebenfalls einem Regler 45 zugeführt, mit dessen Ausgangssignal Sc der Verstärker 43 beaufschlagt wird. Der Regier 45 (Fig. 4) kann beispielsweise auch aus einer Signaivorbehandlungsschaltung 57 und einem Regler 55 nach Fig. 5 bestehen, in der ein System mit einem Verstärker 53, einer Messeinrichtung 52, einem Elektromagnet 51 und einer Hallsonde 56 dargestellt ist In diesem Fall kann der Regler 55 ähnlich wie der Regler 5 (Fig. 1 ) nach dem Stand der Technik sein. In der Schaltung 57 wird ein Signal z nach der folgenden Formel gewonnen:

z = ki-Sm-k2-y worin Sm das Ausgangssignal der Hallsonde, y das Messsignal der Messeinrichtung 52, ki eine Konstante, die eine Angabe über die Empfindlichkeit der Flussdichtemessung enthält, und kz eine Konstante ist, bei der die Geometrie der Magnete eine Rolle spielt. Das Ausgangssignal S = Sa des Reglers 55 (Fig. 5) ist daher theoretisch gleich dem Ausgangssignal Sa des Reglers 5 (Fig. 1). Der Ausgang des Reglers 55 kann auch mit der Schaltung 57 rückgekoppelt sein, so dass für das Signal z der Ausdruck z = ki'-Sm - kï'Sa gilt, worin ki' und kz' weitere Konstanten sind.

Aus der Offenlegungsschrift DE-OS 3 323 244 ist eine elektromagnetische Lagerungseinrichtung bekannt, bei der die für die Lagerregelung notwendigen Bewegungsgrössen aus den Messgrössen des Spulenstroms des Tragmagneten und der Flussdichte sowie aus den weiteren magnetischen und elektrischen Messgrössen ermittelt werden. Die wichtigsten Vorteile des hier beschriebenen Verfahrens gegenüber der in der DE-OS 3 323 244 angebenen Lösung sind:

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1.) Das neue Verfahren kommt auch ganz ohne B-Feldmessungen aus.

2.) Auch wenn eine zusätzliche B-Feldmessung verwendet wird, müssen die in der DE-OS 3 323 244 erwähnten 4 Zustandsgrössen (Luftspalt und seine drei Ableitungen sowie Absolut-Beschleunigung des bewegten Teiles) hier nicht bestimmt werden. Sie können, falls gewünscht, mit oder ohne B-Feid-Mes-sung rekonstruiert werden.

3.) Für die Berechnung der Position aus den Werten des Stromes und des B-Feldes wird nach der vorliegenden Erfindung eine sehr einfache algebraische Formel angegeben. Eine auf diesem Prinzip aufgebaute Regelung zeichnet sich durch ein sehr gutes Regelverhalten aus.

Das erfindungsgemässe Verfahren beruht also auf einer Reglerauslegung, die die Beobachtbarkeit der Regelstrecke «Magnetlager und bewegtes Objekt» mit Spannung als Eingang und Strom als Ausgang benutzt. «Beobachtbarkeit» ist im bekannten regelungstechnischen Sinne zu verstehen. Das bedeutet im konkreten Fall, dass alle Zustandsgrössen des Systems, also auch die Position und die Geschwindigkeit des bewegten Teiles im Regler ermittelt werden können.

Das Verfahren hat den zusätzlichen Vorteil, Information über den Luftspalt am Ort des Lagermagneten zu verwenden, und zwar im Gegensatz zu Positionssensoren, die vom Lager getrennt sind und daher an einem anderen Ort als im Lager selbst messen. Die Grundgleichungen für ein Magnetlager sind sonst an sich bekannt und in der erwähnten Dissertation von Vischer zusammengefasst. Unter Vernachlässigung von Verlusten, wie Streuung, elektrischem Widerstand und Magnetisierungsenergie des Eisens, lauten sie:

worin i = Strom, x = Position, F = Kraft, B = magnetische Flussdichte, u = Spannung und ki, ks, ke, ku = Konstanten im Arbeitspunkt sind.

Die Regelstrecke «Magnetlager - bewegter Teil», mit einer Spannung u als Eingang und einem Lagermagnet-Wicklungsstrom i als Ausgang führt gemäss obigen Grundgleichungen und nach Normierung der Konstanten auf folgende Übertragungsfunktion (mit der Frequenzbereich-Variable s):

i = (S2-1)-u/s3

Die Übertragungsfunktion der Regelstrecke «Magnetlager - bewegter Teil» ist allerdings scharf von der Übertragungsfunktion H(s) des Reglers, z.B. des Reglers 25, zu unterscheiden.

Durch die Erfindung wurde die Erkenntnis gewonnen, dass der einfachste Regler für diese Magnetlager-Regelstrecke durch Methoden der Regeltheorie angegeben werden, die von der oben erwähnten Übertragungsfunktion H(s) Gebrauch machen.

Die Ausführung nach Fig. 6 weist zwei entgegengesetzt wirkende Elektromagnete 61, 61' auf, durch deren Wicklungen 60 bzw. 60' die Ströme ip bzw. in fliessen, die von den Verstärkern 63 bzw. 63' geliefert werden. Diese Verstärker 63, 63' werden durch den Regler 65 gesteuert, der eingangsseitig mit den Signalen y und y' aus den Messeinrichtungen 62 bzw. 62' und mit den Signalen Sm und Sm' aus den Hallsonden 66 bzw. 66' beaufschlagt werden. Dabei ist zu bemerken, dass in der Ausführung nach Fig. 6 auch nur eine Messeinrichtung 62 oder 62' und nur eine Hallsonde 66 oder 66' schon genügt.

Die Ausführung nach Fig. 7 weist zwei entgegengesetzt wirkende Elektromagnete 71, 71' auf, durch deren Wicklungen 70 bzw. 70' die Ströme ip bzw. in fliessen, die von den Verstärkern 73 bzw. 73' geliefert werden. Diese Verstärker 73, 73' werden über Summatoren 78 bzw. 78' durch den Regler 75 gesteuert, der eingangsseitig mit einem Signal z beaufschlagt wird, das in der Schaltung 77 aus den Signalen y und y' aus den Messeinrichtungen 72 bzw. 72' und aus den Signalen Sm und Sm' aus den Hallsonden 76 bzw. 76' gewonnen werden. In den Summatoren 78 und 78' wird das Steuersignal Sc am Ausgang des Reglers 75 zu einem konstanten sogenannten Vormagnetisîerungsstromsignal So addiert bzw. subtrahiert. So wird eine in beiden Magneten entgegengesetzt gerichtete Vormagnetisierungskraft erzeugt. Für zwei einander gegenüberliegende Magnetpaare, die mit Strömen ip und in von der Form ip = io + ic und in = io — ic angesteuert werden, worin io der Ruhestrom oder Vormagnetisierungsstrom durch die beiden Magnete ist und ic als Steuerstrom dient, und wobei in den einander gegenüberliegenden Magnetpaaren jeweils die Flussdichte Bp bzw. Bn gemessen wird, erfolgt die Berechnung des Positionssignals z gemäss der Erfindung durch die Bildung der folgenden Differenz:

z = ki'-(Sm-Sm')-k2'-Sc k^.i = F - ks.x m.x = F

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worin Sm das Messsignal für die Flussdichte Bp der Messsonde 76 und Sm' das Messsignal für die Flussdichte Bn der Messsonde 76' und Sc das Ausgangssignal des Reglers 75 ist (Fig. 7), und wobei ki' eine Konstante ist, die der Empfindlichkeit der Flussdichtemessung entspricht, und kk' eine Konstante ist, durch die die Geometrie der Magnete und die Grösse des Vormagnetisierungsstromes i0 der Magnete berücksichtigt wird. Die Grösse Sc kann dabei durch eine in den Fig. 5 und 7 nicht dargestellte Rückkopplung zwischen dem Ausgang des Reglers 55 bzw. 75 und einem weiteren Eingang der Schaltung 57 bzw. 77 berücksichtigt werden. Sonst kann die Schaltung 57 bzw. 77 aus den gemessenen Grössen y und y die Differenz z == kl • (Sm- Sm') - kg • (y - y')

direkt berechnen. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Berechnung des Positionssignals beispielsweise mit Hilfe eines einfachen Operationsverstärkers analog erfolgt oder ob dazu ein Digitalrechner eingesetzt wird.

Die Ausführung nach Fig. 8 weist zwei Elektromagnete 81 und 81' auf, die teilweise mit Dauermagneten 89 bzw. 89' versehen sind, um eine Vormagnetisierung zu bewirken. Diese Lösung ist auch für die Ausführungen nach den Fig. 2 bis 7 möglich.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Verfahren zum berührungsfreien Tragen von Objekten, beispielsweise eines Rotors, mit einem oder mehreren Elektromagneten (21 ; 31,31 ') oder mit Elektromagneten (81,81 ') in Kombination mit Permanentmagneten (89, 89'), mit einem Regler (25; 35) und mit einem oder mehreren Leistungsverstärkern (23; 33, 33') für die Ströme (i) der Elektromagnete (21 ; 31, 31'), so dass eine stabile, berührungsfreie schwebende Lage des zu lagernden Objektes (24; 34) erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, dass um die Verwendung von Sensoren zur Messung von Positionssignalen und/oder Geschwindigkeitssignalen als Ein-gangsgrössen des Reglers (25; 35) zu vermeiden, der Regler (25; 35) von mindestens einem Signal y beaufschlagt wird, das der Grösse des durch die Wicklung eines Elektromagneten (20; 30) fliessenden Stromes (i; in, ip) entspricht, und dass der Regler (25; 35) ein Ausgangssignal S (S = Sb oder S = Sc oder S = Sa) erzeugt, das der momentanen, die Schwebeposition des Objekts stabilisierenden Spannung entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfunktion H(s) des Reglers (25; 35) mindestens den Grad der folgenden Übertragungsfunktion b2. s2 + b-L . s + bQ H(s) =

. S + Sq aufweist, die zur Bestimmung des Ausgangssignals S des Reglers nach der Gleichung S = H(s) • y dient, worin s die aus der Laplace-Transformation bekannte Frequenzbereich-Variable ist und bo, bi, b2, ao und ai konstante Koeffizienten sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (35) von einem zweiten Signal y' beaufschlagt ist, das der Grösse des durch die Wicklung (30') eines zweiten Elektromagneten (31') fliessenden Stromes (in) entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu mindestens diesem Signal y die Induktion B im Luftspalt gemessen wird, woraus ein Signal Sm und/oder ein Signal Sm' gewonnen werden, die dem Regler (45; 57; 65; 77; 87) als weitere Eingangsgrösse für die Regelstrecke zugeführt werden, um eine Vereinfachung des Reglers und eine Verbesserung des Regelverhaltens zu erreichen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Signaivorbehandlungsschaltung (57; 77) aus diesen Signalen ein weiteres Signal z gemäss der Gleichung z = ki-Sm-k2-y oder z = ki - (Sm - SmO - k2- (y - y') bzw.

z == kf« Sm - ka'- Sa oder z = kt'- (Sm - Sm') - k2'- Sc gewonnen wird, das als Positionssignal dient, worin kt, k2, ki' und k2' Konstanten sind.

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6. Magnetlager zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ausgang eines Verstärkers (23; 33, 33') und dem aktiven Ende der Wicklung (20; 30, 30') eines Elektromagneten (21; 31, 31') eine Messeinrichtung (22; 32, 32') eingefügt ist, die ein Signal y als Messgrösse des Wicklungsstromes abgibt, und dass dieses Signal y dem Eingang des Reglers (25; 35) zugeführt wird, wodurch die Verwendung eines Positionssensors für die Lage des Rotors vermieden wird.

7. Magnetlager zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenzeichnet, dass mindestens eine Messsonde (46; 56; 66, 66'; 76, 76') vorhanden ist, um die Induktion B im Lufspalt zwischen einem Elektromagnet und dem Objekt (44; 54; 64; 74) zu messen und daraus mindestens ein Messsignal Sm und/oder Sm' zu gewinnen.

8. Magnetlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Signaivorbehandlungsschaltung (57) vorhanden ist, die aus einem von einer Strommesseinrichtung (52) gelieferten Signal y und aus einem von einer Flussdichtemesssonde gelieferten Signal Sm ein weiteres Signal z gemäss der Gleichung z = ki - Sm - k2-y oder z = ki'- Sm - k2'- Sa erzeugt, das als Positionssignal dient, worin kt, kz, kt' und kz' Konstanten sind, und dass dieses Signal z dem Eingang eines normalen Reglers (55) zugeführt wird.

9. Magnetlag er nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Signaivorbehandlungsschaltung (77) vorhanden ist, die aus zwei von je einer Strommesseinrichtung (72, 72') gelieferten Signalen y, y' und aus zwei von je einer Flussdichtemesssonde (76, 76') gelieferten Signalen Sm und Sm' ein weiteres Signal z gemäss der Gleichung z = kt • (Sm - Sm') - k2 • (y - y') oder z = kt'- (Sm - Sm') ~ kz'- Sc erzeugt, das als Positionssignal dient, worin ki, k2, ki' und kz' Konstanten sind, und dass dieses Signal z dem Eingang eines konventionellen Reglers (75) zugeführt wird.

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