JP2005061573A - 磁気軸受制御装置および磁気浮上装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 位相調整部326は、ロータ4の浮上位置を第1の位置および第2の位置に順に設定し、各設定位置において位相シフト部321により正弦波信号の位相を0(deg)から360(deg)まで変化させて、そのときの乗算後の信号をそれぞれ取得する。そして、第1の位置に設定したときに得られる乗算信号と第2の位置に設定したときに得られる乗算信号との差分が最大となる位相を算出し、算出された位相を記憶部306に記憶させる。磁気軸受制御時には、記憶部306に記憶した位相を位相シフト部321の位相シフト量に設定して制御を行う。
【選択図】 図3
Description
請求項2の発明は、被支持体の浮上位置を検出するセンサに搬送波信号を印加し、センサからの応答波信号に復調用の正弦波信号を乗算して復調を行い、被支持体を非接触支持する電磁石の励磁電流を復調された信号に基づいて制御する磁気軸受制御装置に適用され、正弦波信号の位相をシフトして搬送波信号を生成する位相シフト部と、被支持体の浮上位置を第1の位置および第2の位置に順に設定し、各設定位置において位相シフト部により正弦波信号の位相を0(deg)から360(deg)まで変化させて、そのときの乗算後の信号をそれぞれ取得する乗算信号取得手段と、乗算信号取得手段で取得された信号に基づいて、復調された信号のゲインが最大となる位相を算出する位相算出手段と、位相算出手段により算出された位相を、磁気軸受制御における位相シフト部の位相シフト量に設定する位相設定手段とを備えたことを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載の磁気軸受制御装置において、位相算出手段が、第1の位置に設定したときに得られる乗算信号と第2の位置に設定したときに得られる乗算信号との差分が最大となる位相を位相として算出するものである。
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の磁気軸受制御装置において、センサからの応答波信号をデジタル値に変換するA/D変換手段を備え、デジタル値に変換された信号に基づいてデジタル演算処理により復調を行うようにしたものである。
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の磁気軸受制御装置において、磁気軸受制御装置の通電開始の度に、前記乗算信号取得手段による乗算後の信号の取得、位相算出手段による位相の算出、および位相設定手段による位相シフト量の設定の一連の動作を行うことを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の磁気軸受制御装置において、位相設定手段により設定された位相シフト量を記憶する記憶部と、記憶部に記憶されている位相シフト量に対する位相算出手段により算出された位相の偏差が所定基準値以上の場合に軸受異常の警告を発する異常警告手段とを備えたものである。
請求項7の発明は、被支持体の浮上位置を検出するセンサに搬送波信号を印加し、センサからの応答波信号に復調用の正弦波信号を乗算して復調を行い、被支持体を非接触支持する電磁石の励磁電流を復調された信号に基づいて制御する磁気軸受制御装置に適用され、正弦波信号の位相をシフトする位相シフト部と、被支持体の浮上位置を第1の位置および第2の位置に順に設定し、各設定位置において位相シフト部により正弦波信号の位相を0(deg)から360(deg)まで変化させて、そのときの乗算後の信号をそれぞれ取得する乗算信号取得手段と、乗算信号取得手段で取得された信号に基づいて、復調された信号のゲインが最大となる位相を算出する位相算出手段と、磁気軸受制御装置の通電の度に、位相算出手段により算出された位相の所定基準に対する偏差が所定値以上か否かを判定する判定手段と、判定手段により所定値以上と判定されたときに軸受異常の警告を発する異常警告手段とを備えたことを特徴とする。
請求項8の発明による磁気浮上装置は、請求項1〜7のいずれかに記載の磁気軸受制御装置と、磁気軸受制御装置により制御される磁気軸受とを備えたことを特徴とする。
ところが、前述したように乗算部322で応答波信号と正弦波離散値とを乗算する際の互いの位相関係に応じて、ゲイン・オフセット調整部324から出力されるセンサ信号のゲイン・オフセットが変化する。設計上はゲイン・オフセットが最適となるように位相シフト部により設定されているが、実際には位相関係が最適値からずれてしまう場合がる。そのような場合は、前述したようにセンサ信号を取り出してオシロスコープ等で観察しながら、最適なゲイン・オフセットとなるように調整する必要があった。
図7は図3に示した回路の変形例を示す図である。図3に示す例では乗算部322に入力される復調用の正弦波離散値を位相シフトさせたが、図7ではラジアル変位センサ71xに印加される搬送波を生成するための正弦波離散値を位相シフト部321で位相シフトさせるようにした。搬送波の位相がシフトされるとラジアル変位センサ71xからの応答波も位相シフトするため、結果的には乗算部322に入力される差分信号と正弦波離散値との間の位相関係を変化させることができる。位相シフト調整方法は図3の場合と同様である。
図8は他の変形例を示す図である。図3に示した例では、DSP307で生成した正弦波を搬送波として使用したが、図8に示す例ではセンサ回路5に設けられた搬送波生成部505で搬送波を生成して印加するようにした。
2 駆動制御装置
3 磁気軸受制御部
4 ロータ
5 センサ回路
8 励磁アンプ
9 表示部
51x,51y,52x,52y,53z 電磁石
71x,73 変位センサ
301 A/Dコンバータ
302,308 D/Aコンバータ
306 記憶部
307 DSP
320 正弦波離散値生成部
321 位相シフト部
322 乗算部
326 位相調整部
Claims (8)
- 被支持体の浮上位置を検出するセンサに搬送波信号を印加し、前記センサからの応答波信号に復調用の正弦波信号を乗算して復調を行い、前記被支持体を非接触支持する電磁石の励磁電流を復調された信号に基づいて制御する磁気軸受制御装置において、
前記正弦波信号の位相をシフトする位相シフト部と、
前記被支持体の浮上位置を第1の位置および第2の位置に順に設定し、各設定位置において前記位相シフト部により前記正弦波信号の位相を0(deg)から360(deg)まで変化させて、そのときの前記乗算後の信号をそれぞれ取得する乗算信号取得手段と、
前記乗算信号取得手段で取得された信号に基づいて、前記復調された信号のゲインが最大となる位相を算出する位相算出手段と、
前記位相算出手段により算出された位相を、磁気軸受制御における前記位相シフト部の位相シフト量に設定する位相設定手段とを備えたことを特徴とする磁気軸受制御装置。 - 被支持体の浮上位置を検出するセンサに搬送波信号を印加し、前記センサからの応答波信号に復調用の正弦波信号を乗算して復調を行い、前記被支持体を非接触支持する電磁石の励磁電流を復調された信号に基づいて制御する磁気軸受制御装置において、
前記正弦波信号の位相をシフトして前記搬送波信号を生成する位相シフト部と、
前記被支持体の浮上位置を第1の位置および第2の位置に順に設定し、各設定位置において前記位相シフト部により前記正弦波信号の位相を0(deg)から360(deg)まで変化させて、そのときの前記乗算後の信号をそれぞれ取得する乗算信号取得手段と、
前記乗算信号取得手段で取得された信号に基づいて、前記復調された信号のゲインが最大となる位相を算出する位相算出手段と、
前記位相算出手段により算出された位相を、磁気軸受制御における前記位相シフト部の位相シフト量に設定する位相設定手段とを備えたことを特徴とする磁気軸受制御装置。 - 請求項1または2に記載の磁気軸受制御装置において、
前記位相算出手段は、前記第1の位置に設定したときに得られる乗算信号と前記第2の位置に設定したときに得られる乗算信号との差分が最大となる位相を前記位相として算出することを特徴とする磁気軸受制御装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の磁気軸受制御装置において、
前記センサからの応答波信号をデジタル値に変換するA/D変換手段を備え、前記デジタル値に変換された信号に基づいてデジタル演算処理により復調を行うことを特徴とする磁気軸受制御装置。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の磁気軸受制御装置において、
磁気軸受制御装置の通電開始の度に、前記乗算信号取得手段による乗算後の信号の取得、前記位相算出手段による位相の算出、および前記位相設定手段による位相シフト量の設定の一連の動作を行うことを特徴とする磁気軸受制御装置。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の磁気軸受制御装置において、
前記位相設定手段により設定された位相シフト量を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている位相シフト量に対する前記位相算出手段により算出された位相の偏差が所定基準値以上の場合に軸受異常の警告を発する異常警告手段を備えたことを特徴とする磁気軸受制御装置。 - 被支持体の浮上位置を検出するセンサに搬送波信号を印加し、前記センサからの応答波信号に復調用の正弦波信号を乗算して復調を行い、前記被支持体を非接触支持する電磁石の励磁電流を復調された信号に基づいて制御する磁気軸受制御装置において、
前記正弦波信号の位相をシフトする位相シフト部と、
前記被支持体の浮上位置を第1の位置および第2の位置に順に設定し、各設定位置において前記位相シフト部により前記正弦波信号の位相を0(deg)から360(deg)まで変化させて、そのときの前記乗算後の信号をそれぞれ取得する乗算信号取得手段と、
前記乗算信号取得手段で取得された信号に基づいて、前記復調された信号のゲインが最大となる位相を算出する位相算出手段と、
磁気軸受制御装置の通電の度に、前記位相算出手段により算出された位相の所定基準に対する偏差が所定値以上か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により所定値以上と判定されたときに軸受異常の警告を発する異常警告手段とを備えたことを特徴とする磁気軸受制御装置。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の磁気軸受制御装置と、
前記磁気軸受制御装置により制御される磁気軸受とを備えたことを特徴とする磁気浮上装置。
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