CN117795213A - 磁轴承装置及真空泵 - Google Patents

Abstract

提供在使用磁轴承的悬浮***中、运转效率良好、且能够安全地从振荡等异常状态恢复、异常的误检测较少且可靠性较高的磁轴承装置及真空泵。具备：磁轴承，将旋转体以磁力悬浮支承在空中；以及磁轴承控制器，对磁轴承进行控制；具备：第1异常检测机构，基于规定的第1异常条件，检测由磁轴承控制器进行的控制的异常；控制参数修正机构，当由第1异常检测机构检测到控制的异常时，一边继续磁轴承装置的运转一边将磁轴承控制器的控制参数修正；第2异常检测机构，基于异常的程度比第1异常条件大的规定的第2异常条件，检测由磁轴承控制器进行的控制的异常；以及停止机构，当由该第2异常检测机构检测到控制的异常时，将磁轴承装置的运转停止。

Description

磁轴承装置及真空泵

技术领域

本发明涉及磁轴承装置及真空泵，特别涉及在使用磁轴承的悬浮***中、运转效率良好、且能够安全地从振荡等异常状态恢复、异常的误检测较少且可靠性较高的磁轴承装置及真空泵。

背景技术

随着近年来的电子学的发展，存储器、集成电路之类的半导体的需求急剧地增大。

这些半导体对纯度极高的半导体基板掺杂杂质而赋予电气性质，或通过蚀刻在半导体基板上形成微细的电路等来制造。

而且，这些作业为了避免由空气中的灰尘等带来的影响而需要在高真空状态的腔室内进行。在该腔室的排气中一般使用真空泵，但特别是因为残留气体较少、维护较容易等的方面而较多使用作为真空泵中的一种的涡轮分子泵。

此外，在半导体的制造工序中，有数量较多的使各种各样的工艺气体作用于半导体的基板的工序，涡轮分子泵不仅使用于将腔室内设为真空，还使用于将这些工艺气体从腔室内排出。

进而，涡轮分子泵在电子显微镜等设备中，为了防止因粉尘等的存在导致的电子束的折射等，也被使用于将电子显微镜等的腔室内的环境设为高度的真空状态。

该涡轮分子泵为了对旋转体进行磁悬浮控制而具备磁轴承装置。而且，在该磁轴承装置中，在旋转体的加速运转中经过共振点时、在定速运转中产生了噪声时等，需要进行高速且较强的力下的旋转体的位置控制。

该旋转体的位置控制通过反馈控制来进行。在反馈控制中，如果在旋转体发生振动，则要借助与振动同步的磁力来抑制振动。因此，在反馈控制的设计不适当时，有发生振荡现象的情况。此外，除了该振荡现象以外，对于涡轮分子泵，也有根据噪声、振动、停电等环境如何而发生各种各样的异常的情况。

对于该异常的发生，在专利文献1中公开了以下的例子：在进行了可自动复位(reset)的设定的情况下，通过对磁轴承装置进行由再起动实现的复位、继续运转，使其恢复正常；另一方面，在进行了不可自动复位的设定的情况下，使磁轴承装置运转停止。

此外，在将磁轴承装置应用于需要更换工具的工作机械的情况下，根据工具的种类、工具的有无而转子的固有振动频率变化。在专利文献2及专利文献3中，公开了即使发生该变化也能够稳定地进行控制的滤波器的设定方法。

进而，转子的弯曲固有振动频率根据转子的转速而变化。在专利文献4中公开了即使发生了该变化也能够稳定地进行控制的滤波器的设定方法。

但是，如上述的专利文献1那样仅通过复位，例如在转速、温度、时间等***的状态变化了那样的情况下有不能恢复为正常的担忧。为了从因这些导致的异常恢复，需要对控制参数进行再调整。

此外，在专利文献2及专利文献3中，由于没有设想泵的运转中的固有振动的变化，所以该调整以在工具刚更换后、即泵的运转的停止中进行为前提。

进而，在专利文献4中，对于事前被指定的固有振动模式，言及了考虑到由转速带来的固有振动的变化的滤波器的设定方法。

但是，在泵的运转中发生了起因于设想外的固有振动模式的振荡等异常的情况、或事前设定的陷波滤波器的衰减或线宽不适当的情况下，有对于由温度变化、随时间经过的变化带来的固有振动频率的变化等不能应对的担忧。

此外，有在泵的运转中未预料地出现瞬间的噪声的情况。在这样的噪声的情况下，并不一定需要进行警报等，即使继续运转也没有问题的情况也有较多。因此，公开了以下的例子(专利文献5)：即使是检测出了噪声的情况，为了使得不成为误动作，也判断异常信号是否持续了2秒左右，在持续了的情况下使警报鸣动或显示。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－145006号公报

专利文献2：日本特开2001－293637号公报

专利文献3：日本特开2002－188630号公报

专利文献4：日本特开平9－236122号公报

专利文献5：日本特开2000－110777号公报

发明内容

发明要解决的课题

可是，通常磁轴承装置的控制参数的再调整在因异常检测造成的泵的运转的停止后进行。因而，在再调整中在泵的运转停止及泵的再起动中需要时间，所以运转效率恶化。

假如在泵的运转中进行了控制参数的再调整的情况下，有因错误的再调整等而异常恶化并着陆(touchdown)、发生设备的损坏等的可能性。因此，不安全且需要修理的时间、成本。

此外，在因为磁轴承装置的控制参数的设定不良等而在非常接近于稳定极限的状态下运转的情况下，对于稍稍的环境变化容易发生振荡等异常。在这样的状态下，容易受到制造离差、设置环境的影响。

进而，在将磁轴承装置的控制参数修正时，有产生伴随着修正的噪声的情况。而且，该噪声有被磁轴承装置判断为异常状态的可能性。但是，这是暂时性的，不需要应对而自然消除。因而，不应判断为异常。

在专利文献5所记载的方法中，能够减少因伴随着控制参数修正的噪声造成的异常误检测，另一方面，在控制参数修正时以外，导致异常检测延迟。特别是在旋转体的振荡时，如果没有立即检测到异常并应对，则有旋转体与着陆轴承接触而缩短着陆轴承的寿命的担忧。

本发明是鉴于这样的以往的课题而做出的，目的是提供在使用磁轴承的悬浮***中、运转效率良好、且能够安全地从振荡等异常状态恢复、异常的误检测较少且可靠性较高的磁轴承装置及真空泵。

用来解决课题的手段

因此，本发明(技术方案1)是一种磁轴承装置，具备：旋转体；磁轴承，将该旋转体以磁力悬浮支承在空中；以及磁轴承控制器，对该磁轴承进行控制；具备以下部分而构成：第1异常检测机构，基于规定的第1异常条件，检测由前述磁轴承控制器进行的控制的异常；控制参数修正机构，当由该第1异常检测机构检测到前述控制的异常时，一边继续前述磁轴承装置的运转一边将前述磁轴承控制器的控制参数修正；第2异常检测机构，基于异常的程度比前述第1异常条件大的规定的第2异常条件，检测由前述磁轴承控制器进行的前述控制的异常；以及停止机构，当由该第2异常检测机构检测到前述控制的异常时，将前述磁轴承装置的运转停止。

通过控制参数的再调整，能够应对由***的状态变化带来的异常。因而，磁轴承控制的稳健性增强，运转效率提高。此外，能够不停止运转而将控制参数再调整。因此，通过到恢复为止的时间缩短而运转效率提高。进而，由于设置多个异常基准，在需要的情况下使运转停止，所以能够确保安全性。

此外，本发明(技术方案2)是磁轴承装置的发明，前述控制参数修正机构具备以下部分而构成：变更工序，将前述控制参数从1个步骤前的控制参数变更；控制工序，以由该变更工序变更后的控制参数，进行由前述磁轴承控制器进行的控制；以及状态改善判断工序，判断由该控制工序进行控制的结果与该控制工序的在前述1个步骤前进行的控制的结果相比在前述控制的异常的状态中是否有改善，当判断为在前述控制的异常的状态中有改善时，作为前述控制参数而将变更后的值保持，另一方面，当判断为在前述控制的异常的状态中没有改善时，使前述控制参数返回到前述1个步骤前的控制参数。

由此，在通过控制参数的再调整而状态反而恶化的情况下能够防止恶化。由于能够从错误的再调整立即恢复，所以能够使安全性提高，此外，通过再调整的时间缩短，运转效率提高。

进而，本发明(技术方案3)是磁轴承装置的发明，在前述控制参数修正机构中，具备以下部分而构成：第1异常消除判断工序，在前述状态改善判断工序中判断为在前述控制的异常的状态中有改善的情况的后段，基于前述第1异常条件判断前述控制的异常的状态是否消除了，当判断为以前述第1异常条件判断的前述控制的异常的状态没有消除时，返回到前述变更工序，另一方面，当判断为以前述第1异常条件判断的前述控制的异常的状态已消除时，将该时点的前述控制参数保持。

由此，到由控制参数的再调整带来的第1异常的消除为止的时间被缩短，运转效率提高。

进而，本发明(技术方案4)是磁轴承装置的发明，其特征在于，在前述控制参数修正机构中，还具备：稳定性评价工序，在前述第1异常消除判断工序中判断为以前述第1异常条件判断的前述控制的异常的状态已消除的情况的后段，评价应用了在前述第1异常消除判断工序中保存的前述控制参数的前述磁轴承装置的运转是否具有不发生由前述磁轴承控制器进行的前述控制的异常的规定的稳定性；当由该稳定性评价工序评价为前述稳定性不充分时，重新进行前述磁轴承控制器的前述控制参数的修正。

由此，能够进行考虑到稳定性的再调整。能够防止虽然消除了第1异常但还发生异常那样的状态。因此，运转效率提高，安全性提高。

进而，本发明(技术方案5)是磁轴承装置的发明，其特征在于，前述稳定性评价工序使用励振信号的附加、前述磁轴承控制器的控制增益的增加、以及前述磁轴承控制器的控制增益的减少的至少某一个进行评价。

由此，能够容易地实现稳定性评价工序。

进而，本发明(技术方案6)是磁轴承装置的发明，其特征在于，在由前述控制参数修正机构进行的前述控制参数的修正的过程中，当检测到基于前述第2异常条件判断的前述控制的异常时，在前述控制参数修正机构应用过去设定的前述控制参数的基础上将前述磁轴承装置的运转停止。

由此，能够以该时点的最好的控制参数转移到运转停止状态。在控制参数的修正的过程中，即使在通过再调整而状态反而恶化、需要立即运转停止的情况下，也能够以比较安全的状态进行运转停止。

进而，本发明(技术方案7)是磁轴承装置的发明，其特征在于，在前述控制参数修正机构中，当由前述第1异常检测机构检测到前述控制的异常时，一边进行前述旋转体的减速运转一边将前述磁轴承控制器的前述控制参数修正。

由于在旋转体的减速运转中进行磁轴承控制器的控制参数的再调整，所以与在作为转速零使运转停止后进行再调整的情况相比，能够更快地到达额定转速。因此，运转效率提高。

此外，由于在旋转体的减速运转中进行再调整，所以再调整时的转速比异常检测时小。转速越小则着陆时的损伤越小，特别如果是规定的转速以下则着陆时的损伤能够忽视。因而，能够减小在再调整中异常增大而发生了着陆的情况的损伤。因此，安全性提高。

进而，本发明(技术方案8)是磁轴承装置的发明，其特征在于，在前述控制参数修正机构中，当由前述第1异常检测机构检测到前述控制的异常时，将前述旋转体的转速控制停止，在该旋转体自由运转的状态下将前述磁轴承控制器的前述控制参数修正。

通过将转速控制停止、使旋转体自由运转，作用于旋转体的转矩的绝对值变小。由此，旋转体的振动减小。因此，向磁轴承控制器的输入信号的信噪比变好，再调整的精度变好。因而，能够以高速进行再调整。

此外，与在将旋转体减速或运转停止后进行再调整的情况相比，能够更快地到达额定转速，所以运转效率提高。

进而，本发明(技术方案9)是磁轴承装置的发明，其特征在于，在前述控制参数修正机构中，当由前述第1异常检测机构检测到前述控制的异常时，一边对于前述旋转体的转速控制以检测到该异常时的转速进行定速控制，一边将前述磁轴承控制器的前述控制参数修正。

通过将旋转体设为定速控制，能够维持发生了异常时的状态。因此，能够效率良好地探寻其原因。

与在将旋转体减速或运转停止后进行再调整的情况相比能够更快地到达额定转速，所以运转效率提高。

进而，本发明(技术方案10)是磁轴承装置的发明，其特征在于，在前述控制参数修正机构中，当由前述第1异常检测机构检测到前述控制的异常时，一边进行前述旋转体的加速运转，一边将前述磁轴承控制器的前述控制参数修正。

由于在旋转体的加速中进行再调整，在将第1异常消除后也立即继续进行加速，所以能够最快地达到额定转速。因此，运转效率提高。

进而，本发明(技术方案11)是磁轴承装置的发明，其特征在于，在将前述磁轴承控制器的前述控制参数修正后，当前述第1异常条件下的异常状态已被消除时进行前述旋转体的加速。

由于在第1异常消除后也立即继续进行加速，所以能够较快地达到额定转速。因此，运转效率提高。

进而，本发明(技术方案12)是真空泵的发明，其特征在于，搭载有技术方案1～11中的任一项所记载的磁轴承装置。

在真空泵中，具备旋转体等固有振动模式的数量较多，有发生由其固有振动带来的振荡的担忧，但通过控制参数的再调整能够应对由***的状态变化带来的异常。通过到恢复为止的时间缩短，真空泵的运转效率提高。

进而，本发明(技术方案13)是一种磁轴承装置，具备：旋转体；磁轴承，将该旋转体以磁力悬浮支承在空中；以及磁轴承控制器，对该磁轴承进行控制；具备以下部分而构成：异常检测机构，基于规定的异常条件，检测由前述磁轴承控制器进行的控制的异常；控制参数修正机构，将前述磁轴承控制器的控制参数修正；规定范围的区域，包括该控制参数修正机构进行前述控制参数的修正的、时间轴上、转速轴上、频率轴上的某个的地点而设定；以及缓和机构，在该规定范围的区域中将前述规定的异常条件缓和。

基于规定的异常条件检测由磁轴承控制器进行的控制的异常。当进行控制参数的修正时，在控制***中容易产生噪声。但是，由于该噪声不是由异常带来的，所以使得不误检测。因此，在规定范围的区域中将规定的异常条件缓和。另一方面，在不进行控制参数的修正时，由于以没有被缓和的异常条件进行判断，所以能够迅速地检测到异常。

进而，本发明(技术方案14)是磁轴承装置的发明，其特征在于，前述规定的异常条件由多个种类构成；在由前述缓和机构缓和的异常条件中，包括基于变位信号的异常条件。

异常条件的种类是变位或电流的异常、与着陆轴承的接触、时间的异常的经过、直流链电压的异常的变化等。这里，作为在控制参数修正时被缓和的异常条件，例如仅设定变位，不将除此以外的异常条件缓和。

在控制参数修正时，在变位信号中容易出现较大的噪声，另一方面，其他信号的噪声较小。因此，不会误检测到进行控制参数的修正时的噪声，且能够高速地检测与控制参数的修正同时偶尔发生的例如停电等异常状态，可靠性提高。

进而，本发明(技术方案15)是磁轴承装置的发明，其特征在于，前述规定范围的区域由比前述地点靠前方的前方区域和比前述地点靠后方的后方区域构成，该后方区域比前述前方区域大。

有在控制参数的修正前不产生伴随着控制参数的修正的噪声、在刚修正后产生1～2秒左右的噪声的担忧。因此，将比进行控制参数的修正的时间轴上、转速轴上、频率轴上的某个的地点靠后方的区域与前方的区域相比在时间上、转速上或频率上设定得较大。

进而，本发明(技术方案16)是磁轴承装置的发明，其特征在于，前述规定范围的区域仅由比前述地点靠后方的后方区域构成。

在比将控制参数修正的地点靠前不产生噪声，所以也可以是不具备缓和区域的结构。

进而，本发明(技术方案17)是真空泵的发明，其特征在于，搭载有技术方案13或技术方案14所记载的磁轴承装置。

发明效果

如以上说明，根据本发明，由于在磁轴承控制中具备以下部分而构成：控制参数修正机构，当由第1异常检测机构检测到控制的异常时，一边继续磁轴承装置的运转一边将磁轴承控制器的控制参数修正；以及停止机构，当由第2异常检测机构检测到控制的异常时将磁轴承装置的运转停止；所以，通过控制参数的再调整能够应对由***的状态变化带来的异常。因而，磁轴承控制的稳健性增强，运转效率提高。此外，能够不停止运转而将控制参数再调整。因此，通过到恢复为止的时间缩短而运转效率提高。进而，由于设置多个异常基准，在需要的情况下使运转停止，所以能够确保安全性。

附图说明

图1是在本发明的实施方式中使用的涡轮分子泵的结构图。

图2是对控制参数进行再调整的方法的概念流程图。

图3是具体地表示对控制参数进行再调整的方法的流程图。

图4是基于假想事例将每个调整步骤的调整次序进行了图式化的图。

图5是检测到第2异常时的处理方法。

图6是检测到第2异常时的另一处理方法。

图7是关于考虑到稳定性的再调整处理方法的说明图。

图8是关于检测到第1异常时的再调整与泵的运转的关系的具体的运用例(其1)。

图9是具体的运用例(其2)。

图10是具体的运用例(其3)。

图11是具体的运用例(其4)。

图12是具体的运用例(其5)。

图13是具体的运用例(其6)。

图14是具体的运用例(其7)。

图15是具体的运用例(其8)。

图16是具体的运用例(其9)。

图17是具体的运用例(其10)。

图18是具体的运用例(其11)。

图19是控制参数修正流程图。

图20是控制参数修正时间图。

图21是将控制参数修正的情况的动作例(其1)。

图22是将控制参数修正的情况的动作例(其2)。

图23是将控制参数修正的情况的动作例(其3)。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。在图1中表示在本发明的实施方式中使用的涡轮分子泵的结构图。在图1中，涡轮分子泵100在圆筒状的外筒127的上端形成有吸气口101。而且，在外筒127的内方具备有旋转体103，所述旋转体103在周部以放射状且多层地形成有用来将气体抽吸排出的涡轮机叶片即多个旋转叶片102(102a、102b、102c……)。在该旋转体103的中心安装有转子轴113，该转子轴113例如被5轴控制的磁轴承悬浮支承在空中且被进行位置控制。旋转体103一般由铝或铝合金等金属构成。

上侧径向电磁铁104在X轴和Y轴成对地配置有4个电磁铁。与该上侧径向电磁铁104接近且与上侧径向电磁铁104的各自对应而具备4个上侧径向传感器107。上侧径向传感器107使用例如具有传导绕组的电感传感器、涡电流传感器等，基于根据转子轴113的位置而变化的该传导绕组的电感的变化来检测出转子轴113的位置。该上侧径向传感器107构成为，检测出转子轴113即被固定于其上的旋转体103的径向变位，发送到未图示的控制装置的中央运算处理装置(CPU)。

在该中央运算处理装置中，搭载有磁轴承控制器的功能，例如具有PID调节功能的补偿电路基于由上侧径向传感器107检测出的位置信号，生成上侧径向电磁铁104的励磁控制指令信号，未图示的磁轴承用逆变器(inverter)基于该励磁控制指令信号对上侧径向电磁铁104进行励磁控制，由此转子轴113的上侧的径向位置被调整。

而且，该转子轴113由高导磁率材料(铁、不锈钢等)等形成，被上侧径向电磁铁104的磁力吸引。这样的调整在X轴方向和Y轴方向上分别独立地进行。此外，下侧径向电磁铁105及下侧径向传感器108与上侧径向电磁铁104及上侧径向传感器107同样地配置，将转子轴113的下侧的径向位置与上侧的径向位置同样地调整。

进而，轴向电磁铁106A、106B上下夹着在转子轴113的下部具备的圆板状的金属盘111而配置。金属盘111由铁等高导磁率材料构成。为了检测出转子轴113的轴向变位而具备轴向传感器109，构成为，其轴向位置信号被发送到未图示的控制装置的中央运算处理装置(CPU)。

而且，在搭载在中央运算处理装置的磁轴承控制器中，例如具有PID调节功能的补偿电路基于由轴向传感器109检测出的轴向位置信号，生成轴向电磁铁106A和轴向电磁铁106B的各自的励磁控制指令信号，未图示的磁轴承用逆变器基于这些励磁控制指令信号对轴向电磁铁106A和轴向电磁铁106B分别进行励磁控制，由此，轴向电磁铁106A借助磁力将金属盘111向上方，轴向电磁铁106B将金属盘111向下方吸引，转子轴113的轴向位置被调整。

这样，控制装置适当地调节该轴向电磁铁106A、106B施加给金属盘111的磁力，使转子轴113在轴向上磁悬浮，在空间中非接触地保持。

另一方面，马达121具备以将转子轴113包围的方式周状地配置的多个磁极。各磁极被控制装置控制，以经由作用在与转子轴113之间的电磁力将转子轴113旋转驱动。此外，在马达121装入有未图示的例如霍尔元件、旋转变压器(resolver)、编码器等旋转速度传感器，借助该旋转速度传感器的检测出信号来检测出转子轴113的旋转速度。

进而，例如在下侧径向传感器108近旁安装有未图示的相位传感器，检测出转子轴113的旋转的相位。在控制装置中，将该相位传感器和旋转速度传感器的检测出信号一起使用来检测出磁极的位置。

与旋转叶片102(102a、102b、102c……)隔开稍稍的空隙配设有多片固定叶片123(123a、123b、123c……)。旋转叶片102(102a、102b、102c……)为了分别借助碰撞将排出气体的分子向下方移送，从与转子轴113的轴线垂直的平面倾斜规定的角度而形成。固定叶片123(123a、123b、123c……)例如由铝、铁、不锈钢、铜等金属或包含这些金属作为成分的合金等金属构成。

此外，固定叶片123也同样从与转子轴113的轴线垂直的平面倾斜规定的角度而形成，且朝向外筒127的内方、与旋转叶片102的层交替地配设。而且，固定叶片123的外周端以嵌插在多个层积的固定叶片间隔件125(125a、125b、125c……)之间的状态被支承。

固定叶片间隔件125是环状的部件，例如由铝、铁、不锈钢、铜等金属或包含这些金属作为成分的合金等金属构成。在固定叶片间隔件125的外周，隔开稍稍的空隙固定有外筒127。在外筒127的底部配设有基座部129。在基座部129形成有排气口133，与外部连通。从腔室(真空腔室)侧进入到吸气口101并被移送到基座部129的排出气体被向排气口133输送。

进而，根据涡轮分子泵100的用途，在固定叶片间隔件125的下部与基座部129之间，配设有带螺纹的间隔件131。带螺纹的间隔件131是由铝、铜、不锈钢、铁或以这些金属为成分的合金等金属构成的圆筒状的部件，在其内周面刻设有多条螺旋状的螺纹槽131a。螺纹槽131a的螺旋的方向是当排出气体的分子在旋转体103的旋转方向上移动时该分子被向排气口133侧移送的方向。在旋转体103的与旋转叶片102(102a、102b、102c……)相连续的最下部垂设有圆筒部102d。该圆筒部102d的外周面是圆筒状，且朝向带螺纹的间隔件131的内周面伸出，与该带螺纹的间隔件131的内周面隔开规定的间隙而接近。由旋转叶片102及固定叶片123移送到螺纹槽131a的排出气体一边被螺纹槽131a引导一边被向基座部129输送。

基座部129是构成涡轮分子泵100的基底部的圆盘状的部件，一般由铁、铝、不锈钢等金属构成。基座部129由于将涡轮分子泵100物理地保持，并且还兼具备热的传导路的功能，所以优选的是使用铁、铝、铜等有刚性且热传导率也较高的金属。

此外，在上侧径向传感器107与旋转体103之间的定子柱122的上端部配设有着陆轴承141。另一方面，在下侧径向传感器108的下方配设有着陆轴承143。

着陆轴承141及着陆轴承143都由滚珠轴承构成。着陆轴承141及着陆轴承143设置为，在如旋转体103的旋转异常时或停电时等那样旋转体103因某些主要原因而不再能够磁悬浮时，旋转体103能够安全地转移到非悬浮状态。

在这样的结构中，如果用马达121将旋转叶片102与转子轴113一起旋转驱动，则借助旋转叶片102和固定叶片123的作用，从未图示的腔室经由吸气口101将排出气体吸入。旋转叶片102的旋转速度通常为20000rpm～90000rpm，旋转叶片102的前端处的圆周速度达到200m/s～400m/s。被从吸气口101吸入的排出气体经过旋转叶片102与固定叶片123之间被向基座部129移送。

这里，在旋转体103发生了振荡等未预料到的异常的情况下，希望将磁轴承控制器中的控制参数再调整而继续运转。以下对该控制参数的再调整方法进行说明。

在图2中表示借助由控制参数修正机构进行的修正将控制参数再调整的方法的概念流程图。在步骤1(在图中简略为S1。以下同样)，控制装置的中央运算处理装置(CPU)基于规定的判断基准来检测第1异常。

该第1异常的判断基准是即使在发生了异常的情况下也希望通过将磁轴承控制参数再调整来继续泵的运转的情况。该第1异常的规定的判断基准例如是在设想了振荡时、变位频谱(spectre)的振幅例如达到了0.5μm时、或电流频谱振幅例如达到了0.2A时。

此外，作为该第1异常的判断基准，也可以设定变位时间波形的峰到峰(peak topeak)值例如达到了20μm时。由于该值是时间波形，所以不需要傅里叶变换，能够减轻中央运算处理装置(CPU)的运算量。

进而，作为该第1异常的判断基准，也可以设定电流时间波形的峰到峰值例如达到了1A时。

该第1异常的判断基准也可以按频谱的频率成分设定不同的值。例如，关于磁轴承的旋转频率成分和其高次谐波成分，频谱的振幅较大，所以将基准设为较大。

此外，该第1异常的判断基准也可以根据运转状态来变更。例如，在马达121的非通电时，如上述那样将变位频谱振幅0.5μm设为判断基准值，但在马达121的通电时将变位频谱振幅1μm设为判断基准值。这是因为，非通电时变位信号的信噪比(S/N比)更好。

在步骤3中，中央运算处理装置(CPU)将磁轴承控制参数修正。此时的修正例如通过新设定陷波滤波器、相位超前滤波器、低通滤波器、带通滤波器等滤波器，或将现有的滤波器去除来进行。此外，该修正也可以通过将现有的滤波器的中心频率、线宽、大小等参数变更来进行。进而，该修正在增益调度等的情况下也可以通过取与旋转体103的转速、温度等信息的相关，将滤波器的控制参数匹配于它们而变更来进行。

进而，该修正也可以通过中央运算处理装置(CPU)将控制参数的比例增益、积分增益、微分增益变更来进行。

该期间的修正既可以在旋转体103的悬浮时且旋转体103的旋转时进行，或者也可以在旋转体103的悬浮时且旋转体103的静止时进行。

而且，在步骤9中，中央运算处理装置(CPU)基于规定的判断基准检测第2异常。该第2异常是通过磁轴承控制参数的再调整不能应对的异常，或者是状况上应立即将运转停止的异常。即，是振幅比第1异常的振荡大的振荡时，或者是旋转体103对着陆轴承141及着陆轴承143接触、或超过了在该接触状态下设定的时间、或直流链电压异常地上升或下降、或发生了其他异常的情况等。

第2异常的规定的判断基准具体而言是比第1异常的规定的判断基准大的值。例如，在将第1异常的条件设定为变位频谱的振幅达到了0.5μm时、或电流频谱振幅达到了0.2A时的情况下，将第2异常的条件设定为变位频谱的振幅达到了5μm时、或电流频谱振幅达到了0.5A时。

此外，例如在将第1异常的条件设定为变位时间波形的峰到峰值达到了20μm时、或电流时间波形的峰到峰值达到了1A时的情况下，将第2异常的判断基准设定为变位时间波形的峰到峰值达到了50μm时、或电流时间波形的峰到峰值达到了2A时。由于该值是时间波形，所以不需要傅里叶变换，能够减轻中央运算处理装置(CPU)的运算量。

该第2异常的判断基准也可以按频谱的频率成分设定不同的值。例如，关于磁轴承的旋转频率成分和其高次谐波成分，由于频谱的振幅较大，所以将基准设为较大。

此外，该第2异常的判断基准也可以根据运转状态来变更。例如，在马达121的非通电时，如上述那样将变位频谱振幅5μm设为判断基准值，但在马达121的通电时将变位频谱振幅10μm设为判断基准值。这是因为，非通电时变位信号的信噪比更好。

进而，作为该第2异常的判断基准，也可以设定为通过由上侧径向传感器107、下侧径向传感器108、轴向传感器109检测出的变位超过了规定的值而推定为旋转体103对于着陆轴承141及着陆轴承143接触了时，或由未图示的接触检测传感器确认了旋转体103对于着陆轴承141及着陆轴承143接触了时。接触也可以设定1次或规定次数。

此外，该第2异常的判断基准也可以设定为即使将控制参数的再调整进行了规定的次数、第1异常也没有消除时。或者，也可以设定为即使经过了规定的时间、第1异常也没有消除时。

进而，作为该第2异常的判断基准，也可以设定为停电、断线、其他故障检侧等，检测到通过控制参数不能应对的异常时。

另外，该第2异常的判断基准也可以根据运转状态来变更。例如，当旋转体103的转速为零时，将上述的向着陆轴承141及着陆轴承143的接触从第2异常的判断基准中排除而继续泵的运转。这是因为，当旋转体103的转速为零时，即使旋转体103与着陆轴承141及着陆轴承143接触也是安全的。另一方面，在旋转体103为旋转中时，当判断为向着陆轴承141及着陆轴承143的接触时将泵的运转停止。

此外，为了检测出固有振动频率，在中央运算处理装置(CPU)暂时性地使增益增大的情况下，也可以将第2异常的判断基准变更。例如，作为第2异常的判断基准而设为变位频谱振幅30μm，在通常运转的情况下设为变位频谱振幅15μm。这是因为，事前知道了增益的增大是暂时性的，危险的状态会立即被解除。

而且，在步骤9中中央运算处理装置(CPU)检测到第2异常时，在步骤11中中央运算处理装置(CPU)将泵的运转停止。此时的运转的停止方法通过将转速指令值设定为零而减速来进行。而且，此时继续旋转体103的悬浮。

或者，通过将磁轴承的通电停止而停止旋转体103的悬浮来进行。但是，通电的停止也可以通过将上侧径向电磁铁104、下侧径向电磁铁105、轴向电磁铁106A、106B的某个的通电停止来进行。

该运转停止可以选择在旋转体103的旋转中将转速指令值设定为零而减速来进行的方法和将磁轴承的通电停止的方法的某个。另一方面，在静止悬浮时，仅能够进行将磁轴承的通电停止的方法。

图2所示的控制参数的再调整方法如上述那样可以通过中央运算处理装置(CPU)的运算来进行。但是，也可以由外部设定的装置进行。

另外，也可以使得能够将是否能进行控制参数的再调整设为许可、不许可而进行设定。例如向许可的转变可以在刚出厂后的初期设定时、电源刚投入后、一定时间经过时、泵的安装/拆卸、更换了线缆时、有温度变化时等状态变化检测出时、或者使用者指定时进行。另一方面，向不许可的转变可以在许可状态下到达了额定转速时、许可状态下到达了额定转速后运转停止时、或者使用者指定时进行。

另外，作为旋转体103的旋转驱动装置，并不限于马达121，也能够应用于发电机、燃气涡轮机、蒸汽涡轮机、冲击式水轮机、反击式水轮机等。

如以上这样，通过控制参数的再调整，能够应对由***的状态变化带来的异常。因而，磁轴承控制的稳健性增强，运转效率提高。此外，能够不停止运转而将控制参数再调整。因此，通过到恢复为止的时间缩短而运转效率提高。进而，由于设置多个异常基准，在需要的情况下使运转停止，所以能够确保安全性。

接着，基于图3及图4，更具体地对通过由控制参数修正机构进行的修正将控制参数再调整的方法进行说明。图4是基于假想事例将每个调整步骤的调整次序图式化的图。在图3中，在步骤21中，中央运算处理装置(CPU)基于前述的规定的判断基准检测第1异常。此外，在图3的步骤41中，中央运算处理装置(CPU)基于前述的规定的判断基准检测第2异常。

此时，设想由中央运算处理装置(CPU)检测到第1异常且没有检测到第2异常的状况。图4的时间序列号0是初期状态、即第1异常检测紧前的状态。时间序列号1表示刚检测到第1异常后的调整步骤。由于检测到第1异常，所以前进到步骤23，将为初期状态的时间序列号0的控制参数存储于中央运算处理装置(CPU)。然后，在步骤25中，中央运算处理装置(CPU)将控制参数变更(变更工序)，以其控制参数进行磁轴承控制(控制工序)。即，如图4的时间序列号1所示，此时以将滤波器a追加到中央运算处理装置(CPU)中的形式，中央运算处理装置(CPU)进行磁轴承控制。另外，以下为了简单而将控制参数修正设为滤波器的追加进行说明，但也可以是其他的方法。

该控制的结果，在步骤27中，中央运算处理装置(CPU)判断第1异常的状态是否改善了(状态改善判断工序)。即，具体而言，在图4的时间序列号1，由中央运算处理装置(CPU)判断第1异常状态是否比1个步骤前改善了。这里的改善，是与1个步骤前的状态的比较的结果，并不一定意味着第1异常被消除。在改善了的情况下，保持该时点的控制参数，前进到步骤29，判断第1异常是否被消除(第1异常消除判断工序)。在图4的时间序列号1，虽然第1异常状态改善了，但第1异常没有被消除，所以返回到步骤23。因而，在图4的时间序列号1结束的时点设定的滤波器成为滤波器a。

由于返回到了该步骤23时的处理成为第2轮处理，所以在图4中用时间序列号2表示。首先，在步骤23中，将在时间序列号1设定的控制参数即滤波器a存储于中央运算处理装置(CPU)。在步骤25中，中央运算处理装置(CPU)除了滤波器a以外追加滤波器b(变更工序)，以该控制参数进行磁轴承控制(控制工序)。然后，在步骤27中，中央运算处理装置(CPU)判断第1异常的状态是否改善了(状态改善判断工序)。即，在时间序列号2，判断第1异常状态与1个步骤前相比是否被改善了。在图4的时间序列号2，由于异常状态改善了，所以将该时点的控制参数保持，向步骤29前进，判断第1异常是否被消除了(第1异常消除判断工序)。由于第1异常没有被消除，所以再次返回到步骤23。因而，在图4的时间序列号2结束的时点设定的滤波器成为滤波器a和滤波器b。

由于接着的步骤23中的处理成为第3轮处理，所以在图4中用时间序列号3表示。首先，在步骤23中，将在时间序列号2设定的控制参数即滤波器a和滤波器b存储于中央运算处理装置(CPU)。在步骤25中，中央运算处理装置(CPU)除了滤波器a和滤波器b以外追加滤波器c(变更工序)，以该控制参数进行磁轴承控制(控制工序)。

然后，在步骤27中，中央运算处理装置(CPU)判断第1异常的状态是否改善了(状态改善判断工序)。即，在时间序列号3，判断第1异常状态与1个步骤前相比是否被改善了。在图4的时间序列号3，中央运算处理装置(CPU)判断为异常状态没有改善。此时，前进到步骤31，中央运算处理装置(CPU)使滤波器的设定返回到1个步骤前的时间序列号2的值即滤波器a和滤波器b。然后，再次返回到步骤23。因而，在图4的时间序列号3结束的时点设定的滤波器是滤波器a和滤波器b的原状。

由于接着的步骤23中的处理成为第4轮处理，所以在图4中用时间序列号4表示。首先，在步骤23中，将在时间序列号3设定的控制参数即滤波器a和滤波器b存储于中央运算处理装置(CPU)。在步骤25中，中央运算处理装置(CPU)除了滤波器a和滤波器b以外追加滤波器d(变更工序)，以该控制参数进行磁轴承控制(控制工序)。然后，在步骤27中，中央运算处理装置(CPU)判断第1异常的状态是否改善了(状态改善判断工序)。即，在时间序列号4，判断第1异常状态是否与1个步骤前相比被改善了。在图4的时间序列号4，由于第1异常状态改善了，所以将该时点的控制参数保持，向步骤29前进，判断第1异常是否被消除了(第1异常消除判断工序)。由于第1异常没有被消除，所以再次返回到步骤23。因而，在图4的时间序列号4结束的时点设定的滤波器成为滤波器a、滤波器b和滤波器d。

由于接着的步骤23中的处理成为第5轮处理，所以在图4中用时间序列号5表示。首先，在步骤23中，将在时间序列号4设定的控制参数即滤波器a、滤波器b和滤波器d存储于中央运算处理装置(CPU)。在步骤25中，中央运算处理装置(CPU)除了滤波器a、滤波器b和滤波器d以外追加滤波器e(变更工序)，以该控制参数进行磁轴承控制(控制工序)。然后，在步骤27中，中央运算处理装置(CPU)判断第1异常的状态是否改善了(状态改善判断工序)。即，在时间序列号5，判断第1异常状态与1个步骤前相比是否被改善了。在图4的时间序列号5，由于在步骤27中判断为第1异常状态改善了，所以将该时点的控制参数保持，向步骤29前进，判断第1异常是否被消除了(第1异常消除判断工序)。由于在步骤29中判断为第1异常被消除了，所以将该时点的控制参数保持，前进到步骤35。在步骤35中，将在该时点设定的滤波器a、滤波器b、滤波器d和滤波器e保存，再调整完成。因而，在图4的时间序列号5结束的时点设定的滤波器成为滤波器a、滤波器b、滤波器d和滤波器e。以后的运转由在步骤35中所保存的控制参数进行。

另外，在图4的时间序列号0～5中，为了简单而设想为在步骤41中没有检测到第2异常。

接着，基于图5对检测到第2异常时的处理方法进行说明。

在图5中，由于从时间序列号0到时间序列号3与图4相同，所以说明省略。在图5的时间序列号4中，首先，在步骤23中，将在时间序列号3设定的控制参数即滤波器a和滤波器b存储于中央运算处理装置(CPU)。在步骤25中，中央运算处理装置(CPU)除了滤波器a和滤波器b以外，追加滤波器d(变更工序)，以该控制参数进行磁轴承控制(控制工序)。

然后，在步骤27中，中央运算处理装置(CPU)判断第1异常的状态是否改善了(状态改善判断工序)。即，在时间序列号4，判断第1异常状态与1个步骤前相比是否被改善了。在图5的时间序列号4，中央运算处理装置(CPU)判断为第1异常状态没有改善。此时，前进到步骤31，中央运算处理装置(CPU)使控制参数返回到1个步骤前的值即滤波器a和滤波器b。然后，再次返回到步骤23。因而，在图5的时间序列号4结束的时点设定的滤波器是滤波器a和滤波器b的原状。

由于接着的步骤23中的处理成为第5轮处理，所以在图5中用时间序列号5表示。首先，在步骤23中，将在时间序列号4设定的控制参数即滤波器a和滤波器b存储于中央运算处理装置(CPU)。在步骤25中，中央运算处理装置(CPU)除了滤波器a和滤波器b以外追加滤波器e(变更工序)，以该控制参数进行磁轴承控制(控制工序)。

这里，设想滤波器e的设定不适当、反而使磁轴承控制的异常恶化而发生了第2异常的情况。

在此时同时并行进行处理的步骤41中，由中央运算处理装置(CPU)检测到第2异常。因此，强制性地前进到步骤43，由中央运算处理装置(CPU)使控制参数返回到过去的值。即，在图5的情况下，作为该时点的最好的参数而设定滤波器a和滤波器b，前进到步骤45，转移到运转停止状态。

如以上这样，在通过再调整而状态反而恶化、需要立即运转停止的情况下，也通过使控制参数返回到过去的值而能够在比较安全的状态下运转停止。

此外，为了确保安全，第2异常在发生时立即被检测到而停止运转是重要的。因而，希望与第1异常检测后的再调整的步骤独立地尽可能高频度地执行步骤41。

接着，基于图6对检测到第2异常时的另一处理方法进行说明。在图6中，从时间序列号0到时间序列号4与图5相同，所以省略说明。

在图6的时间序列号5，与图5同样，在步骤41中，由中央运算处理装置(CPU)检测到第2异常。因此，强制性地前进到步骤43，使控制参数返回到过去的值。即，在图6的情况下，由中央运算处理装置(CPU)使控制参数返回到初期值。在滤波器为初期值的原状下前进到步骤45，转移到泵的运转停止状态。

接着，对考虑到稳定性的再调整处理方法进行说明。

在图7中，在步骤51中，中央运算处理装置(CPU)基于前述的规定的判断基准检测第1异常。此外，在图7的步骤71中，中央运算处理装置(CPU)基于前述的规定的判断基准检测第2异常。

在步骤51中中央运算处理装置(CPU)检测到第1异常、且在步骤71中没有检测到第2异常的情况下，首先，在步骤52中，将控制参数存储于中央运算处理装置(CPU)。然后，在步骤53中，中央运算处理装置(CPU)将控制参数变更(变更工序)，以该控制参数进行磁轴承控制(控制工序)。

然后，在步骤54中，中央运算处理装置(CPU)判断第1异常的状态是否改善了(状态改善判断工序)。在没有被改善的情况下，在步骤56中使控制参数返回到原来后，返回到步骤52。另一方面，在被改善了的情况下，将该时点的控制参数保持，前进到步骤55，由中央运算处理装置(CPU)判断第1异常是否被消除了(状态改善判断工序)。在第1异常没有被消除的情况下返回到步骤52。另一方面，在步骤55中判断为第1异常被消除了的情况下，前进到步骤57，由中央运算处理装置(CPU)进行稳定性评价(稳定性评价工序)。这不仅是第1异常被消除的确认，还判断该消除是否不是暂时性的而是稳定性的。该稳定性评价例如通过中央运算处理装置(CPU)产生励振信号并赋予到磁轴承装置、中央运算处理装置(CPU)测量其传递函数来进行。或者，中央运算处理装置(CPU)产生励振信号并赋予到磁轴承装置，中央运算处理装置(CPU)测量阶跃响应或测量脉冲响应。

这里，励振信号例如是阶跃信号、脉冲信号、白噪声、单一频率的正弦波、扫频的正弦波、扫描正弦(swept sine)等。此外，中央运算处理装置(CPU)也可以通过使磁轴承控制增益增加或减少，以是否发生第1异常或第2异常来判断稳定性。进而，传递函数的测量、阶跃响应的测量、脉冲响应的测量也可以与磁轴承控制增益的增加、减少相组合。另外，励振信号也可以由中央运算处理装置(CPU)产生，但也可以从外部装置输入。

由此，能够进行考虑到稳定性的再调整。能够防止虽然消除了第1异常但还是发生异常那样的状态。因此，运转效率提高，安全性提高。

另外，在步骤71中中央运算处理装置(CPU)检测到第2异常的情况下，在步骤73中将泵的运转停止。

接着，基于具体的运用例对检测到第1异常时的上述的再调整与泵的运转的关系进行说明。

首先，在图8的运用例中，在泵的起动时，当在图中由“X1”表示的地点中央运算处理装置(CPU)检测到第1异常时，中央运算处理装置(CPU)一边进行旋转体103的减速控制一边进行再调整。这里所谓的减速控制，是指如将马达再生运转、使发电机输出等那样赋予使转速降低的转矩的控制。而且，在由“X2”表示的地点，中央运算处理装置(CPU)确认第1异常的消除后，中央运算处理装置(CPU)使旋转体103加速。

由此，即使在发生了第1异常的情况下，也能够节约到在由“X3”表示的地点到达额定转速为止的时间。即，由于在旋转体103的减速动作中进行再调整，所以与在设为转速零而使运转停止后进行再调整的情况相比能够更快地到达额定转速。因此，运转效率提高。

此外，由于在旋转体103的减速动作中中央运算处理装置(CPU)进行再调整，所以再调整时的转速比异常检测时小。转速越小则着陆时的损伤越小，特别是如果为规定的转速以下则着陆时的损伤可以忽视。因而，能够减小在再调整中异常增大而发生着陆的情况的损伤。因此，安全性提高。

接着，在图9的运用例中，在泵的起动时，在图中由“X1”表示的地点中央运算处理装置(CPU)检测到第1异常时，与图8的运用例同样，中央运算处理装置(CPU)一边进行旋转体103的减速一边进行再调整。然后，在由“X4”表示的地点中央运算处理装置(CPU)检测到第2异常时，中央运算处理装置(CPU)使旋转体103停止。由此，能够确保泵的安全性。

接着，在图10的运用例中，在泵的起动时，在图中由“X1”表示的地点中央运算处理装置(CPU)检测到第1异常时，中央运算处理装置(CPU)使旋转体103减速或自由运转(freerun)。这里所谓的自由运转，是指在马达或发电机的情况下将通电停止。在自由运转时，通过通电被停止而作用于旋转体的干扰力、向传感器信号的噪声减少，向磁轴承控制器的输入信号即旋转体的变位信号、磁轴承的电流信号的信噪比提高。然后，若转速下降到图中由“X5”表示的地点，则中央运算处理装置(CPU)进行定速控制。这里，由“X5”表示的地点是设想着陆时的损伤较少的地点。在此情况下，再调整既可以中央运算处理装置(CPU)在减速中开始，也可以等待成为定速而实施。

然后，当在由“X6”表示的地点中央运算处理装置(CPU)确认了第1异常已消除时，中央运算处理装置(CPU)使旋转体103加速。由此，即使在发生了第1异常的情况下，也能够节约到在由“X7”表示的地点到达额定转速为止的时间。即，由于在旋转体103的减速动作中或定速动作中中央运算处理装置(CPU)进行再调整，所以与在设为转速零而使运转停止后进行再调整的情况相比能够更快地到达额定转速。因此，运转效率提高。

接着，在图11的运用例中，在以额定转速运转中，在图中由“X8”表示的地点中央运算处理装置(CPU)检测到第1异常的情况下，即使假设使其减速或自由运转，也在成为转速零之前中央运算处理装置(CPU)开始再调整。

此时，当在由“X9”表示的地点中央运算处理装置(CPU)确认了第1异常已消除时，中央运算处理装置(CPU)使旋转体103加速。由此，即使在发生了第1异常的情况下，也能够节约到在由“X10”表示的地点到达额定转速为止的时间，所以向额定转速的恢复变快。

接着，图12的运用例与图8的运用例大致相同，但不同的是以下这一点：当在图中由“X1”表示的地点中央运算处理装置(CPU)检测到第1异常时，中央运算处理装置(CPU)一边使旋转体103自由运转一边进行再调整。通过将向马达121的通电停止、设为自由运转，电流不再流动。由此，马达121的振动减小，噪声减小。因此，向磁轴承控制器的输入信号即旋转体的变位信号、磁轴承的电流信号的信噪比变好，再调整的精度变好。因而，能够高速地进行再调整。

接着，图13的运用例与图9的运用例大致相同，但不同的是以下这一点：当在图中由“X1”表示的地点中央运算处理装置(CPU)检测到第1异常时，与图12同样中央运算处理装置(CPU)一边使旋转体103自由运转一边进行再调整。然后，当在由“X12”表示的地点中央运算处理装置(CPU)检测到第2异常时，中央运算处理装置(CPU)使旋转体103停止。由此，能够确保泵的安全性。

接着，图14的运用例当在图中由“X1”表示的地点中央运算处理装置(CPU)检测到第1异常时，到图中由“X13”表示的地点为止，中央运算处理装置(CPU)一边进行定速控制一边进行再调整。通过设为定速控制，能够维持发生了异常时的状态。因此，能够效率良好地探寻其原因。

然后，当在由“X13”表示的地点，中央运算处理装置(CPU)确认了第1异常已消除时，中央运算处理装置(CPU)使旋转体103加速。

由此，能够节约到在由“X14”表示的地点到达额定转速为止的时间，所以向额定转速的恢复变快。

接着，图15的运用例当在图中由“X1”表示的地点中央运算处理装置(CPU)检测到第1异常时，中央运算处理装置(CPU)一边进行定速控制一边进行再调整。但是，然后当在图中由“X15”表示的地点，中央运算处理装置(CPU)检测到第2异常时，中央运算处理装置(CPU)使旋转体103停止。由此，能够确保泵的安全性。

接着，图16是在图14的运用例中表示由陀螺效应带来的旋转体103的固有振动频率的变化的特性的图。通过陀螺效应，旋转体103的固有振动频率根据转速而变化。在如图14那样使转速变化了的情况下，旋转体103的固有振动频率成为图16中的时刻与固有振动频率的关系那样。涡轮分子泵100具备旋转叶片102，容易发生由其固有振动带来的振荡等异常。在这样的情况下，中央运算处理装置(CPU)从图中由“X16”表示的地点到由“X17”表示的地点一边进行定速控制一边进行再调整。即，再调整中固有振动频率为一定，所以再调整的精度提高。因此，能够使泵的运转效率提高。

接着，图17的运用例当在图中由“X1”表示的地点中央运算处理装置(CPU)检测到第1异常时，中央运算处理装置(CPU)一边进行加速控制一边进行再调整。然后，当在由“X18”表示的地点中央运算处理装置(CPU)确认了第1异常已消除时，中央运算处理装置(CPU)继续使旋转体103加速。在加速中进行再调整，在异常消除后也立即继续进行加速，所以能够最快地达到额定转速。

接着，图18的运用例当在图中由“X1”表示的地点中央运算处理装置(CPU)检测到第1异常时，中央运算处理装置(CPU)一边进行加速控制一边进行再调整。但是，当然后在图中由“X20”表示的地点中央运算处理装置(CPU)检测到第2异常时，中央运算处理装置(CPU)使旋转体103停止。由此，能够确保泵的安全性。

在上述的各运用例中叙述的处理方法优选的是根据第1异常的检测紧前的运转状态而区分使用。例如，在紧前的运转状态是加速中的情况下，为了较快地到达额定值加速较好，所以中央运算处理装置(CPU)选择加速运转中的再调整。此外，如果紧前的运转状态是减速中，则即使加速也没有意义，所以中央运算处理装置(CPU)选择一边原样使其减速一边进行再调整。进而，如果紧前的运转状态是在额定旋转中温度变化而振荡那样的状况，则由于想要减小噪声，所以中央运算处理装置(CPU)选择将向马达121的通电停止而设为自由运转。

由此，即使是因控制参数不适当而发生了振荡等异常的情况，也能够不将泵的运转停止而恢复。

接着，对能够迅速地检测到泵的异常、且不将因控制参数修正而产生的噪声误检测为异常的方法进行说明。

例如，在将比例增益、微分增益、相位超前滤波器、陷波滤波器、ABS(Auto BalanceSystem；自动平衡***)等控制参数修正的情况下，进行控制参数的变更。在该控制参数的变更时，在控制***中容易产生噪声。但是，由于该噪声不是因异常而引起的，所以使得中央运算处理装置(CPU)不误检测出。另一方面，对于因控制参数的变更以外产生的噪声，中央运算处理装置(CPU)能够作为异常而迅速地检测到。

以下，基于图19的控制参数修正流程图、图20的参数修正时间图说明动作。

在图19的步骤81中，在通常状态的异常检测条件下进行运转。在图20的时间图中，在从时刻0到时刻t1之间，进行该通常状态的异常检测条件下的运转。所谓通常状态的异常检测条件，是被设定为例如在前述的实施例的情况下能够检测到第1异常状态、第2异常状态的条件。在步骤83中，中央运算处理装置(CPU)判断是否满足了用来进行规定的控制参数的变更的条件。此时的判断例如是指中央运算处理装置(CPU)判断出做好了用来进行如由图4的时间序列号1表示那样将滤波器a追加到中央运算处理装置(CPU)这样的控制参数的变更的准备。然后，在步骤85中，在图20的时刻t1将异常检测条件切换为缓和状态。这样将异常检测条件切换为缓和状态，是为了将异常检测条件缓和以使得不会因为伴随着进行了将控制参数变更的处理产生的噪声而由中央运算处理装置(CPU)检测到异常。

作为缓和的例子，在检测出前述的第1异常状态、第2异常状态的情况下，例如使由中央运算处理装置(CPU)的异常检测机构进行的异常的检测停止。

此外，在中央运算处理装置(CPU)中，也可以将异常检测条件的基准值增大。例如，作为第1异常的判断基准，在缓和时设为变位频谱振幅1μm，在通常运转的情况下设为变位频谱振幅0.5μm。

进而，也可以将特定的频率成分忽视。例如，在缓和时将100Hz以下的振动成分忽视，在通常运转的情况下以包括100Hz以下的全部频率成分检测异常。由于由伴随着控制参数的变更的噪声带来的变位信号的响应比旋转叶片的固有振动慢，所以能够在减小伴随着控制参数的变更的噪声的影响的同时，立即检测到由旋转叶片的固有振动带来的异常。

接着，在步骤87中，在图20的时刻t0将控制参数变更。此时，在图4的例子中，在时间序列号1将滤波器a追加到中央运算处理装置(CPU)。然后，在步骤89中，进行从图20的时刻t0到时刻t2的规定时间的待机。然后，在步骤91中在图20的时刻t2将异常检测条件切换为通常状态，在步骤93中继续运转。

如果基于图20详细说明这期间的运转，则将控制参数变更的时刻设为t0，仅在从变更前的时刻t1到变更后的时刻t2的时间，将第1异常检测条件和第2异常检测条件中的至少某一个缓和。即，在图20的涂黑部将异常检测条件缓和。

如果设Δt1＝t0－t1，Δt2＝t2－t0，则Δt1与Δt2的关系优选为0≤Δt1<Δt2。这是因为，在控制参数变更前变位信号没有紊乱，在刚变更后变位信号紊乱了1～2秒左右。因而，例如对于控制周期0.005秒的控制器，设为Δt1＝0.005秒，Δt2＝2秒。即，在控制参数的变更前，设定控制周期的最小单位量以上的待机时间。但是，也可以为Δt1＝0秒。在此情况下，同时进行异常检测机构的停止和控制参数变更。

另外，在将泵加速中或减速中如图20所示那样时刻与转速的关系可看作线性地变化的情况下，也可以代替时刻t0、t1、t2而使用转速ω0、ω1、ω2进行同样的设定。

作为将控制参数修正的情况的例子，例如是(1)根据规定的转速将滤波器变更的情况，或(2)检测到第1异常而中央运算处理装置(CPU)的控制参数修正机构将控制参数修正的情况，或(3)由外部通信带来的控制参数修正指令被输入到磁轴承控制器的情况。

由此，仅在将控制参数修正这样的受限的时点，中央运算处理装置(CPU)有计划地设定缓和时间。

由于在控制参数修正时不将伴随着修正的噪声误检测为异常，在控制参数修正时以外如以往那样不设定缓和时间，所以与总是设定异常检测后的一定的缓和时间的情况相比，能够使异常检测的速度变快，磁轴承装置的可靠性提高。

即，在中央运算处理装置(CPU)设定了缓和时间的例如2秒期间中不误检测由控制参数修正带来的噪声，并且在其以外的时间带能够瞬间地检测出发生了异常。

接着，对关于异常检测条件的缓和的具体的动作例进行说明。

首先，说明关于上述(1)的根据规定的转速将滤波器变更的情况的动作例。

对于在规定的转速以上从变位信号将转速同步成分去除的滤波器ABS(AutoBalance System；自动平衡***)，例如在额定转速27000rpm的真空泵中，在转速为12000rpm以上时将ABS设为接通(ON)，在转速小于12000rpm时将ABS设为断开(OFF)。在此情况下，在加速中，若转速到达11940rpm则将异常检测条件缓和，若转速到达12000rpm则将ABS从断开切换为接通，若到达12240rpm则使异常检测条件返回到通常状态。

此外，对于为了在某个转速区域中抑制旋转体的共振模式而导入的将相位超前的滤波器，例如在额定转速27000rpm的真空泵中，在转速为18000rpm以上且小于24000rpm时将该滤波器设为接通，在其他的转速时将该滤波器设为断开。在此情况下，在加速中，若转速到达17940rpm则将异常检测条件缓和，若转速到达18000rpm则将该滤波器从断开切换为接通，若到达18240rpm则使异常检测条件返回到通常状态。然后，若转速到达23940rpm则再次将异常检测条件缓和，若转速到达24000rpm则将该滤波器从接通切换为断开，若到达24240rpm则使异常检测条件返回到通常状态。

接着，说明关于上述(2)的检测到第1异常而控制参数修正机构将控制参数修正的情况的动作例。

在此情况下，例如在以额定转速27000rpm旋转中，中央运算处理装置(CPU)的控制参数修正机构新设定中心频率为800Hz的陷波滤波器。如图21所示，在时刻t1，首先将异常检测条件缓和，在其0.005秒后的时刻t0将控制参数变更，在再经过2秒后的时刻t2使异常检测条件返回到通常状态。或者，也可以首先同时进行异常检测条件的缓和及控制参数的变更，在经过2秒后使异常检测条件返回到通常状态。

此外，关于在图4的时间序列号3追加了滤波器c或返回到1个步骤前的值的情况，如图22所示，在追加滤波器c时，在时刻t1首先将异常检测条件缓和，在其0.005秒后的时刻t0追加滤波器c，在再经过2秒后的时刻t2使异常检测条件返回到通常状态。另一方面，关于将滤波器c去除并返回到1个步骤前的值的情况，在将滤波器c去除时，在时刻t11首先将异常检测条件缓和，在其0.005秒后的时刻t10将滤波器c去除，在再经过2秒后的时刻t12使异常检测条件返回到通常状态。

接着，说明关于上述(3)的由外部通信带来的控制参数修正指令被输入到磁轴承控制器的情况的动作例。

在泵的运转中，如图23所示，在时刻t3，是通过使用者操作将由外部通信带来的控制参数的修正指令输入到磁轴承控制器的情况。进行使用者操作的，例如是在以额定转速27000rpm旋转中新设定中心频率为800Hz陷波滤波器的情况、陷波滤波器的中心频率被从800Hz变更为900Hz的情况、比例增益与紧前相比被变更为0.9倍的情况等。在此情况下，在时刻t1，控制装置的中央运算处理装置(CPU)发送指令。中央运算处理装置(CPU)首先将异常检测条件缓和，在其0.005秒后的时刻t0将控制参数变更。然后，在再经过2秒后的时刻t2使异常检测条件返回到通常状态。

但是，也可以在时刻t0首先同时进行异常检测条件的缓和及控制参数的变更，在经过2秒后的时刻t2使异常检测条件返回到通常状态。

另外，被安装于中央运算处理装置(CPU)的异常检测条件如前述那样，是由振荡带来的过大的变位或电流，变位频谱、电流频谱的变动等，着陆轴承141、143的接触、直流链电压，但暂时地缓和的异常检测条件既可以是这些被安装的异常检测条件的一部分也可以是全部。优选的是，仅将基于变位信号的异常检测条件缓和，不将其以外的异常检测条件缓和。在控制参数修正时，在变位信号中容易出现较大的噪声，而另一方面，其他信号的噪声较小。由此，能够不误检测由控制参数修正带来的噪声，且高速地检测与由控制参数修正带来的噪声同时偶尔发生的例如停电等噪声以外的异常状态，可靠性提高。

另外，时刻t0及时刻t10、转速ω0相当于进行控制参数的修正的、时间轴上、转速轴上、频率轴上的地点，从时刻t1到t2的范围、从转速ω1到ω2的范围相当于规定范围的区域。此外，从时刻t1到t0的范围、从转速ω1到ω0的范围相当于前方区域，从时刻t0到t2的范围、从转速ω0到ω2的范围相当于后方区域。

本发明只要不脱离本发明的精神能够做出各种改变，而且，本发明当然也涉及该改变后的形态。此外，也可以将上述的各实施方式各种各样地组合。

附图标记说明

100涡轮分子泵

102旋转叶片

103旋转体

104上侧径向电磁铁

105下侧径向电磁铁

106A、106B轴向电磁铁

107上侧径向传感器

108下侧径向传感器

109轴向传感器

111金属盘

113转子轴

121马达

141、143着陆轴承

Claims (17)

1.一种磁轴承装置，具备：

旋转体；

磁轴承，将该旋转体以磁力悬浮支承在空中；以及

磁轴承控制器，对该磁轴承进行控制；

其特征在于，具备：

第1异常检测机构，基于规定的第1异常条件，检测由前述磁轴承控制器进行的控制的异常；

控制参数修正机构，当由该第1异常检测机构检测到前述控制的异常时，一边继续前述磁轴承装置的运转一边将前述磁轴承控制器的控制参数修正；

第2异常检测机构，基于异常的程度比前述第1异常条件大的规定的第2异常条件，检测由前述磁轴承控制器进行的前述控制的异常；以及

停止机构，当由该第2异常检测机构检测到前述控制的异常时，将前述磁轴承装置的运转停止。

2.如权利要求1所述的磁轴承装置，其特征在于，

前述控制参数修正机构具备：

变更工序，将前述控制参数从1个步骤前的控制参数变更；

控制工序，以由该变更工序变更后的控制参数，进行由前述磁轴承控制器进行的控制；以及

状态改善判断工序，判断由该控制工序进行控制的结果与该控制工序的在前述1个步骤前进行的控制的结果相比在前述控制的异常的状态中是否有改善，当判断为在前述控制的异常的状态中有改善时，作为前述控制参数而将变更后的值保持，另一方面，当判断为在前述控制的异常的状态中没有改善时，使前述控制参数返回到前述1个步骤前的控制参数。

3.如权利要求2所述的磁轴承装置，其特征在于，

在前述控制参数修正机构中，具备：第1异常消除判断工序，在前述状态改善判断工序中判断为在前述控制的异常的状态中有改善的情况的后段，基于前述第1异常条件判断前述控制的异常的状态是否消除了，当判断为以前述第1异常条件判断的前述控制的异常的状态没有消除时，返回到前述变更工序，另一方面，当判断为以前述第1异常条件判断的前述控制的异常的状态已消除时，将该时点的前述控制参数保持。

4.如权利要求3所述的磁轴承装置，其特征在于，

在前述控制参数修正机构中，还具备：稳定性评价工序，在前述第1异常消除判断工序中判断为以前述第1异常条件判断的前述控制的异常的状态已消除的情况的后段，评价应用了在前述第1异常消除判断工序中保存的前述控制参数的前述磁轴承装置的运转是否具有不发生由前述磁轴承控制器进行的前述控制的异常的规定的稳定性；

当由该稳定性评价工序评价为前述稳定性不充分时，重新进行前述磁轴承控制器的前述控制参数的修正。

5.如权利要求4所述的磁轴承装置，其特征在于，

前述稳定性评价工序使用励振信号的附加、前述磁轴承控制器的控制增益的增加、以及前述磁轴承控制器的控制增益的减少的至少某一个进行评价。

6.如权利要求1～5中任一项所述的磁轴承装置，其特征在于，

在由前述控制参数修正机构进行的前述控制参数的修正的过程中，当检测到基于前述第2异常条件判断的前述控制的异常时，在前述控制参数修正机构应用过去设定的前述控制参数的基础上将前述磁轴承装置的运转停止。

7.如权利要求1～5中任一项所述的磁轴承装置，其特征在于，

在前述控制参数修正机构中，当由前述第1异常检测机构检测到前述控制的异常时，一边进行前述旋转体的减速运转一边将前述磁轴承控制器的前述控制参数修正。

8.如权利要求1～5中任一项所述的磁轴承装置，其特征在于，

在前述控制参数修正机构中，当由前述第1异常检测机构检测到前述控制的异常时，将前述旋转体的转速控制停止，在该旋转体自由运转的状态下将前述磁轴承控制器的前述控制参数修正。

9.如权利要求1～5中任一项所述的磁轴承装置，其特征在于，

在前述控制参数修正机构中，当由前述第1异常检测机构检测到前述控制的异常时，一边对于前述旋转体的转速控制以检测到该异常时的转速进行定速控制，一边将前述磁轴承控制器的前述控制参数修正。

10.如权利要求1～5中任一项所述的磁轴承装置，其特征在于，

在前述控制参数修正机构中，当由前述第1异常检测机构检测到前述控制的异常时，一边进行前述旋转体的加速运转，一边将前述磁轴承控制器的前述控制参数修正。

11.如权利要求7所述的磁轴承装置，其特征在于，

在将前述磁轴承控制器的前述控制参数修正后，当前述第1异常条件下的异常状态已被消除时进行前述旋转体的加速。

12.一种真空泵，其特征在于，

搭载有权利要求1～5中任一项所述的磁轴承装置。

13.一种磁轴承装置，具备：

旋转体；

磁轴承，将该旋转体以磁力悬浮支承在空中；以及

磁轴承控制器，对该磁轴承进行控制；

其特征在于，具备：

异常检测机构，基于规定的异常条件，检测由前述磁轴承控制器进行的控制的异常；

控制参数修正机构，将前述磁轴承控制器的控制参数修正；

规定范围的区域，包括该控制参数修正机构进行前述控制参数的修正的、时间轴上、转速轴上、频率轴上的某个的地点而设定；以及

缓和机构，在该规定范围的区域中将前述规定的异常条件缓和。

14.如权利要求13所述的磁轴承装置，其特征在于，

前述规定的异常条件由多个种类构成；

在由前述缓和机构缓和的异常条件中，包括基于变位信号的异常条件。

15.如权利要求13或14所述的磁轴承装置，其特征在于，

前述规定范围的区域由比前述地点靠前方的前方区域和比前述地点靠后方的后方区域构成，该后方区域比前述前方区域大。

16.如权利要求13或14所述的磁轴承装置，其特征在于，

前述规定范围的区域仅由比前述地点靠后方的后方区域构成。

17.一种真空泵，其特征在于，

搭载有权利要求13或14所述的磁轴承装置。