JP2019078683A - Displacement detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、変位検出装置に関する。 The present invention relates to a displacement detection device.
下記特許文献1には、一つの変位センサで、磁気軸受により支持される回転軸のラジアル方向及びスラスト方向の変位を検出する構成が開示されている。この変位センサは、スラストにおいては一方向及び他方向の両方向の変位を検出する構成を備えている。 Patent Document 1 below discloses a configuration in which the displacement in the radial direction and the thrust direction of the rotation shaft supported by the magnetic bearing is detected by one displacement sensor. The displacement sensor is configured to detect displacement in one direction and in the other direction in the thrust.
しかしながら、磁気軸受で支持される回転軸の変位を精度良く検出するには、上記変位センサを回転軸の両端に一対で設ける必要がある。そのため、回転軸の軸長が長くなり、高速回転が難しくなる場合がある。 However, in order to accurately detect the displacement of the rotating shaft supported by the magnetic bearing, it is necessary to provide the above-mentioned displacement sensor in a pair at both ends of the rotating shaft. Therefore, the axial length of the rotating shaft may be long, and high speed rotation may be difficult.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、回転軸の軸長の短縮化に寄与する変位検出装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a displacement detection device which contributes to shortening of the axial length of a rotating shaft.
本発明の一態様は、磁気軸受により支持される回転軸の変位を検出する変位検出装置であって、前記回転軸におけるスラスト方向の両側に設けられた一対の変位センサを備え、前記変位センサは、前記スラスト方向の回転軸の変位を検出するスラスト変位センサを一組のみ備えることを特徴とする変位検出装置である。 One aspect of the present invention is a displacement detection device for detecting a displacement of a rotating shaft supported by a magnetic bearing, comprising a pair of displacement sensors provided on both sides in the thrust direction of the rotating shaft, the displacement sensor being According to another aspect of the present invention, there is provided a displacement detection device comprising only one set of thrust displacement sensors for detecting the displacement of the rotation shaft in the thrust direction.
本発明の一態様は、上述の変位検出装置であって、前記変位センサは、円環状のヨークの周方向にティース部が設けられたコアが第1層、第2層、及び第3層の順に積層されている。 One embodiment of the present invention is the above-mentioned displacement detection device, wherein the displacement sensor has a core in which a tooth portion is provided in the circumferential direction of the annular yoke is a first layer, a second layer, and a third layer. It is stacked in order.
本発明の一態様は、上述の変位検出装置であって、前記第1層のティース部と前記第3層のティース部とは、前記スラスト方向において互いに重ならない位置に設けられ、前記第2層のティース部は、前記第1層のティース部と前記第3層のティース部とのそれぞれに対して前記スラスト方向において重なる位置に設けられている。 One aspect of the present invention is the displacement detection device described above, wherein the teeth portion of the first layer and the teeth portion of the third layer are provided at positions not overlapping each other in the thrust direction, and the second layer The tooth portion is provided at a position overlapping in the thrust direction with each of the tooth portion of the first layer and the tooth portion of the third layer.
本発明の一態様は、上述の変位検出装置であって、前記第1層のティース部と、前記第1層のティース部と重なる位置に設けられた前記第2層のティース部とのそれぞれに巻回された第1のセンサコイルと、前記第3層のティース部と、前記第3層のティース部と重なる位置に設けられた前記第2層のティース部とのそれぞれに巻回された第2のセンサコイルと、を備え、前記第1のセンサコイルが巻回された第1層のティース部と前記第2層のティース部とは、それぞれラジアル方向における回転軸の変位を検出するラジアル変位センサとして構成され、前記第2のセンサコイルが巻回された第3層のティース部と前記第2層のティース部とは、それぞれ前記スラスト変位センサとして構成される。 One aspect of the present invention is the displacement detection device described above, wherein the tooth portion of the first layer and the tooth portion of the second layer provided at a position overlapping the tooth portion of the first layer are each provided. A first sensor coil wound, a tooth portion of the third layer, and a tooth portion of the second layer provided at a position overlapping the tooth portion of the third layer A radial displacement for detecting a displacement of a rotation axis in a radial direction of the first layer teeth and the second layer teeth on which the first sensor coil is wound, the sensor coil including The tooth portion of the third layer on which the second sensor coil is wound and the tooth portion of the second layer which are configured as sensors are each configured as the thrust displacement sensor.
本発明の一態様は、上述の変位検出装置であって、前記第3層のティース部と、前記第3層のティース部と重なる位置に設けられた前記第2層のティース部との少なくともいずれかのティース部の断面積は、他のティース部の断面積以上である。 One aspect of the present invention is the displacement detection device described above, wherein at least one of the tooth portion of the third layer and the tooth portion of the second layer provided at a position overlapping the tooth portion of the third layer The cross-sectional area of the tooth portion is equal to or larger than that of the other teeth.
以上説明したように、本発明によれば、回転軸の軸長の短縮することができる。 As described above, according to the present invention, the axial length of the rotating shaft can be shortened.
以下、本発明の一実施形態に係る変位検出装置を、図面を用いて説明する。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く。また、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張して描いている。 Hereinafter, a displacement detection device according to an embodiment of the present invention will be described using the drawings. In the drawings, the same or similar parts will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. Also, the shapes and sizes of elements in the drawings are exaggerated for the sake of clearer explanation.
図1は、本発明の一実施形態に係る変位検出装置を備えた磁気軸受システムAの概略構成の一例を示す図である。
本発明の一実施形態に係る磁気軸受システムA(又は磁気軸受(後述のラジアル磁気軸受1又はスラスト磁気軸受2))は、電動機Mの回転軸Rを非接触で支持するものである。例えば、磁気軸受システムAは、高速で羽根車や軸を回転させるターボ分子ポンプ、圧縮機、ガスタービン、電力貯蔵用フライホイール等に利用される。
FIG. 1 is a view showing an example of a schematic configuration of a magnetic bearing system A provided with a displacement detection device according to an embodiment of the present invention.
A magnetic bearing system A (or a magnetic bearing (a radial magnetic bearing 1 or a thrust
この磁気軸受システムAは、5自由度制御磁気浮上系を構成する。すなわち、磁気軸受システムAは、ラジアル方向が4軸、スラスト方向が1軸の計5軸を制御する。ここで、ラジアル方向とは、回転軸Rと直交する方向である。スラスト方向とは、回転軸Rの軸方向(ラジアル方向と直交する方向)である。以下に、磁気軸受システムAの構成について、説明する。 The magnetic bearing system A constitutes a five degree of freedom control magnetic levitation system. That is, the magnetic bearing system A controls a total of five axes in which the radial direction is four and the thrust direction is one. Here, the radial direction is a direction orthogonal to the rotation axis R. The thrust direction is the axial direction of the rotation axis R (direction orthogonal to the radial direction). The configuration of the magnetic bearing system A will be described below.
図1に示すように、磁気軸受システムAは、ラジアル磁気軸受1、スラスト磁気軸受2、変位検出装置3、及び制御装置4を備える。
As shown in FIG. 1, the magnetic bearing system A includes a radial magnetic bearing 1, a thrust
ラジアル磁気軸受1は、回転軸Rの両端にそれぞれ配置されている。ラジアル磁気軸受1は、回転軸Rに対してラジアル方向の支持力を磁気的に作用させる。このラジアル方向の支持力(磁気吸引力)は、制御装置4により制御される。 The radial magnetic bearings 1 are disposed at both ends of the rotation axis R, respectively. The radial magnetic bearing 1 magnetically exerts a supporting force in the radial direction on the rotation axis R. The supporting force (magnetic attraction force) in the radial direction is controlled by the controller 4.
スラスト磁気軸受2は、回転軸Rの一端に配置されている。スラスト磁気軸受2は、回転軸Rに対してスラスト方向TDの支持力を磁気的に作用させる。このスラスト方向の支持力は、制御装置4により制御される。
The thrust
例えば、ラジアル方向RDの移動をx方向,y方向とし、スラスト方向の移動をz方向とすると、ラジアル磁気軸受1は、回転軸Rにおいて、x,y方向の2軸を制御する。そして、ラジアル磁気軸受1は、回転軸Rの両端にそれぞれ設けられ、それぞれ独立して回転軸Rを制御するため、2軸×2の4軸で回転軸Rを制御することになる。一方、スラスト磁気軸受2は、回転軸Rにおいて、z方向の1軸を制御する。したがって、上述したように、磁気軸受システムAは、回転軸Rにおいて、全体として計5軸を制御することになる。 For example, assuming that the movement in the radial direction RD is the x direction and the y direction, and the movement in the thrust direction is the z direction, the radial magnetic bearing 1 controls two axes in the x and y directions in the rotation axis R. The radial magnetic bearings 1 are respectively provided at both ends of the rotation axis R, and independently control the rotation axis R. Therefore, the rotation axis R is controlled by 2 axes × 2 4 axes. On the other hand, the thrust magnetic bearing 2 controls one axis in the z direction on the rotation axis R. Therefore, as described above, the magnetic bearing system A controls a total of five axes in the rotation axis R.
変位検出装置3は、回転軸Rに設けられた変位センサ用ターゲットT1,T2の位置を検出することで、その回転軸Rの変位を非接触で検出する。
以下に、変位検出装置3の構成を説明する。
The displacement detection device 3 detects the position of the displacement sensor targets T 1 and T 2 provided on the rotation axis R, and detects the displacement of the rotation axis R without contact.
The configuration of the displacement detection device 3 will be described below.
図1に示すように、変位検出装置3は、スラスト方向における回転軸Rの両側に設けられた一対の変位センサ5a、5bを備える。なお、変位センサ5a、5bのそれぞれを区別しない場合には、単に「変位センサ5」と標記する。
As shown in FIG. 1, the displacement detection device 3 includes a pair of
変位センサ5aは、回転軸Rの一端側に設けられている。変位センサ5aは、変位センサ用ターゲットT1の位置を検出することで、ラジアル方向における回転軸Rの変位と、スラスト方向の回転軸の変位を検出する。そして、変位センサ5aは、その検出結果を制御装置4に出力する。
The
変位センサ5bは、回転軸Rの他端側に設けられている。変位センサ5bは、変位センサ用ターゲットT2の位置を検出することで、ラジアル方向における回転軸Rの変位と、スラスト方向の変位を検出する。そして、変位センサ5bは、その検出結果を制御装置4に出力する。
The
以下に、変位センサ5の具体的に構造について、図2〜図4を用いて説明する。図2は、スラスト方向から見た場合の変位センサ5の平面図である。図3は、本発明の一実施形態に係るコア部6の構成を説明する図である。図4は、本発明の一実施形態に係るコア部6の展開図である。
Hereinafter, the specific structure of the
変位センサ5は、コア部6及びセンサコイル7を備える。
図3に示すように、コア部6は、第1のコア10a(第1層のコア)、第2のコア10b(第2層のコア)、及び第3のコア10c(第3層のコア)の3枚のコアを備える。そして、コア部6は、第1のコア10a、第2のコア10b、第3のコア10cの順に、回転軸Rのスラスト方向に沿って積層された、例えば、三層の積層鋼板である。
The
As shown in FIG. 3, the
第1のコア10aは、コア部6の1層目のコアである。第1のコア10aは、ヨーク11aと4つのティース部12a1〜12a4(以下、総称して「ティース部12a」という。)を備える。
ヨーク11aは、円環状に形成された磁性材料である。
The
The
各ティース部12a1〜12a4は、ヨーク11aの周方向において、回転軸Rに向かって突出するよう設けられた磁性材料である。例えば、各ティース部12a1〜12a4は、ヨーク11aの周方向に90°間隔で配置されている。なお、各ティース部12a1〜12a4は、ヨーク11aと一体に形成されてもよい。
Each of the teeth 12a1 to 12a4 is a magnetic material provided so as to protrude toward the rotation axis R in the circumferential direction of the
第2のコア10bは、コア部6の2層目のコアである。第2のコア10bは、ヨーク11bと8つのティース部12b1〜12b8(以下、総称して「ティース部12b」という。)を備える。
ヨーク11bは、円環状に形成された磁性材料である。
The
The
各ティース部12b1〜12b8は、ヨーク11bの周方向において、回転軸Rに向かって突出するよう設けられた磁性材料である。例えば、各ティース部12b1〜12b8は、ヨーク11bの周方向に45°間隔で配置されている。
Each of the teeth 12b1 to 12b8 is a magnetic material provided so as to protrude toward the rotation axis R in the circumferential direction of the
具体的には、ティース部12b1,12b3,12b5,12b7は、ティース部12a1〜12a4とスラスト方向において重なる位置に設けられている。一方、ティース部12b2,12b4,12b6,12b8は、ティース部12a1〜12a4とスラスト方向において重ならない位置に設けられている。 Specifically, the teeth 12b1, 12b3, 12b5, and 12b7 are provided at positions overlapping with the teeth 12a1 to 12a4 in the thrust direction. On the other hand, the teeth 12b2, 12b4, 12b6 and 12b8 are provided at positions not overlapping with the teeth 12a1 to 12a4 in the thrust direction.
第3のコア10cは、コア部6の3層目のコアである。第3のコア10cは、ヨーク11cと4つのティース部12c1〜12c4(ティース部12c)を備える。
ヨーク11cは、円環状に形成された磁性材料である。
The
The
各ティース部12c1〜12c4は、ヨーク11cの周方向において、回転軸Rに向かって突出するよう設けられた磁性材料である。例えば、各ティース部12c1〜12c4は、ヨーク11cの周方向に90°間隔で配置されている。
Each of the teeth 12c1 to 12c4 is a magnetic material provided so as to protrude toward the rotation axis R in the circumferential direction of the
具体的には、ティース部12c1〜12c4は、ティース部12a1〜12a4とスラスト方向において重ならない位置に設けられている。
また、ティース部12c1〜12c4は、ティース部12b2,12b4,12b6,12b8とスラスト方向において重なる位置に設けられている。すなわち、第3のコア10cは、第1のコア10aと同一形状であって、第1のコア10aの位置を基準として周方向に90°回転移動された位置に配置されている。
Specifically, the teeth portions 12c1 to 12c4 are provided at positions not overlapping the teeth portions 12a1 to 12a4 in the thrust direction.
The teeth 12c1 to 12c4 are provided at positions overlapping with the teeth 12b2, 12b4, 12b6, and 12b8 in the thrust direction. That is, the
このように、ティース部12aとティース部12cとは、スラスト方向において互いに重ならない位置に設けられている。そして、ティース部12bは、ティース部12aとスラスト方向において重なる位置に設けられたティース部12b1,12b3,12b5,12b7と、ティース部12cとスラスト方向において重なる位置に設けられたティース部12b2,12b4,12b6,12b8とを備える。 As described above, the teeth 12 a and the teeth 12 c are provided at positions where they do not overlap in the thrust direction. The tooth portion 12b is provided at a position overlapping with the tooth portion 12a in the thrust direction, and the tooth portion 12b2, 12b4, provided at a position overlapping with the tooth portion 12c in the thrust direction. 12b6 and 12b8.
センサコイル7は、ティース部12a,12b,12cのそれぞれに巻回されている。
The
ここで、センサコイル7が巻回された、ティース部12a1〜12a4とそのティース部12a1〜12a4と重なる位置に配置されているティース部12b1,12b3,12b5,12b7とは、それぞれラジアル方向における回転軸Rの変位を検出するセンサ(以下、「ラジアル変位センサ」という。)RSとして機能する。
一方、センサコイル7が巻回された、ティース部12c1〜12c4とそのティース部12c1〜12c4と重なる位置に配置されているティース部12b2,12b4,12b6,12b8とは、それぞれスラスト方向における回転軸Rの変位を検出するセンサ(以下、「スラスト変位センサ」という。)TSとして機能する。これらのスラスト変位センサTSは、本発明の「一組のスラスト変位センサ」に相当する。
Here, teeth portions 12a1 to 12a4 around which
On the other hand, teeth portions 12c1 to 12c4 around which
したがって、第1のコア10aと第2のコア10bとには、4つのラジアル変位センサRSが形成されており、第2のコア10bと第3のコア10cとには、4つのスラスト変位センサTSが形成されている。
なお、第1のコア10aと第2のコア10bとは、回転軸Rが基準位置(変位ゼロ)である場合において、変位センサ用ターゲットTと重なるように配置される。一方、第3のコア10cは、回転軸Rが基準位置(変位ゼロ)である場合において、変位センサ用ターゲットTと重ならないように配置される。
Therefore, four radial displacement sensors RS are formed on the
The
変位検出装置3は、ラジアル変位センサRSに巻回されたセンサコイル(第1のセンサコイル)7のインダクタンスの変化に基づいて、ラジアル方向における回転軸Rの変位を検出する。また、変位検出装置3は、スラスト変位センサTSに巻回されたセンサコイル(第2のセンサコイル)7のインダクタンスの変化に基づいて、スラスト方向における回転軸Rの変位を検出する。 The displacement detection device 3 detects the displacement of the rotation axis R in the radial direction based on the change in the inductance of the sensor coil (first sensor coil) 7 wound around the radial displacement sensor RS. Further, the displacement detection device 3 detects the displacement of the rotation axis R in the thrust direction based on the change in the inductance of the sensor coil (second sensor coil) 7 wound around the thrust displacement sensor TS.
制御装置4は、変位検出装置3が検出したラジアル方向における回転軸Rの変位に基づいて、ラジアル磁気軸受1のコイルに流す電流を制御する。
また、制御装置4は、変位検出装置3が検出したスラスト方向における回転軸Rの変位に基づいて、スラスト磁気軸受2のコイルに流す電流を制御する。なお、制御装置4は、回転軸Rにおけるスラスト方向の一端側に設けられた1組のスラスト変位センサからの信号と、他端側に設けられた1組のスラスト変位センサからの信号との差分をとることで、スラスト方向における回転軸Rの変位を精度よく検出することができる。
The control device 4 controls the current flowing through the coil of the radial magnetic bearing 1 based on the displacement of the rotation axis R in the radial direction detected by the displacement detection device 3.
Further, the control device 4 controls the current flowing through the coil of the thrust
次に、本実施形態の変位検出装置3による効果について説明する。
従来の変位検出装置では、回転軸におけるスラスト方向の片側において、そのスラスト方向の両方向における回転軸Rの変位を検出する2組のスラスト変位センサが設けられている。
一方、本実施形態の変位検出装置3は、回転軸におけるスラスト方向の片側において、スラスト方向の回転軸の変位を検出するスラスト変位センサを一組のみ備える。そのため、変位センサ5は、従来の変位センサよりも簡易な構成とすることができ、回転軸Rの軸長の短縮化に寄与する。
Next, the effects of the displacement detection device 3 of the present embodiment will be described.
In the conventional displacement detection device, two sets of thrust displacement sensors are provided on one side in the thrust direction of the rotation shaft to detect displacement of the rotation axis R in both directions of the thrust direction.
On the other hand, the displacement detection device 3 of the present embodiment includes only one set of thrust displacement sensors that detect the displacement of the rotation axis in the thrust direction on one side in the thrust direction of the rotation axis. Therefore,
ここで、ラジアル方向やスラスト方向における回転軸Rの変位を検出するには、ティース部において十分な厚さ(スラスト方向の長さ)が必要になる。例えば、ラジアル方向やスラスト方向の回転軸Rの変位を検出する場合には、ティース部において5mmの厚さが必要であるとする。その場合には、ラジアル方向の変位を検出するための厚さ5mmの鋼板と、スラスト方向の変位を検出するための厚さ5mmの鋼板との2層の積層鋼板を用いることになり、変位センサとして合計10mmの厚さのコアを用いることになる。 Here, in order to detect the displacement of the rotation axis R in the radial direction and the thrust direction, a sufficient thickness (length in the thrust direction) is required in the teeth portion. For example, in the case of detecting the displacement of the rotation axis R in the radial direction or the thrust direction, it is assumed that a thickness of 5 mm is necessary in the teeth portion. In that case, a 2-layer laminated steel plate of 5 mm thick steel plate for detecting displacement in the radial direction and 5 mm thick steel plate for detecting displacement in the thrust direction will be used. As a total of 10 mm thick core will be used.
一方、本実施形態の変位センサ5は、ラジアル方向の回転軸Rの変位を検出するためのティース部の一部と、スラスト方向の回転軸Rの変位を検出するためのティース部の一部とを第2のコア10bに設ける構造を備えている。すなわち、変位センサ5は、第1のコア10a及び第2のコア10bを用いてラジアル方向の回転軸Rの変位を検出し、第2のコア10b及び第3のコア10cを用いてスラスト方向の回転軸Rの変位を検出する。この構造により、第1のコア10a、第2のコア10b、及び第3のコア10cのそれぞれの厚さを2.5mmに設定することが可能となる。その結果、変位センサ5として合計7.5mmの厚さのコア(コア部6)となり、さらなる回転軸Rの軸長の短縮化に寄与する。
On the other hand, the
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design and the like within the scope of the present invention.
(第1変形例)上記実施形態では、変位センサ5は、4つのスラスト変位センサTSを備える場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図5に示すように、変位センサ5は、2つのスラスト変位センサTSを備えてもよいし(図5(a),(b))、1つのスラスト変位センサTSを備えてもよい(図5(c))。すなわち、変位センサ5は、少なくとも1つのスラスト変位センサTSを備えていればよい。例えば、変位センサ5が2つのスラスト変位センサTSを備える場合には(図5(a))、図6,7に示すように、第1のコア10a、第2のコア10b、第3のコア10cはそれぞれ異なる形状の積層鋼板を用いて形成される。
First Modification In the above embodiment, the
(第2変形例)上記実施形態では、変位センサ5は、4つのラジアル変位センサRSを備える場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、変位センサ5は、少なくとも2つのラジアル変位センサRSを備えていればよい。
Second Modification In the above embodiment, the
(第3変形例)上記実施形態では、変位センサ5は、ラジアル方向及びスラスト方向において、回転軸Rの変位を検出したが、本発明はこれに限定されない。例えば、変位センサ5は、スラスト方向のうち一方向又は他方向の回転軸Rの変位のみを検出すればよく、ラジアル方向の回転軸Rの変位を検出してもよいし、検出しなくてもよい。
Third Modification In the above embodiment, the
(第4変形例)上記実施形態では、各ティース部12a,12b,12cは、2つのティースにより構成されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、各ティース部12a,12b,12cは、1つのティースから構成されてもよいし、3つ以上のティースから構成されてもよい。 Fourth Modification In the above-described embodiment, each of the teeth 12a, 12b, 12c is formed of two teeth, but the present invention is not limited to this. For example, each teeth part 12a, 12b, 12c may be comprised from one tooth, and may be comprised from three or more teeth.
(第5変形例)上記実施形態では、各ティース部12a,12b,12cの各断面積はそれぞれ同一の場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ティース部12cと、ティース部12cと重なる位置に設けられたティース部12bとのいずれかの断面積は、他のティース部の断面積以上よりも大きくてもよい。これにより、スラスト変位センサは、ティース部と変位センサ用ターゲットT1,T2との重なり量が増加し、基準位置(変位ゼロ)でのインダクタンスが大きくなり、且つスラスト方向の変位を検出することができる距離を長くすることができる。その結果、変位検出装置3は、スラスト方向における回転軸の変位をより精度よく検出することができる。ただし、スラスト変位センサのティース部の断面積は、必ずしもラジアル変位センサの断面積以上でなくてもよく、求められるスラスト変位センサの性能が十分に確保できれば、ラジアル変位センサの断面積未満であってもよい。 Fifth Modification In the above embodiment, the cross-sectional areas of the teeth 12a, 12b and 12c are the same. However, the present invention is not limited to this. For example, the cross-sectional area of one of the teeth 12c and the teeth 12b provided at a position overlapping the teeth 12c may be larger than the cross-sectional area of the other teeth. As a result, in the thrust displacement sensor, the overlapping amount between the teeth and the displacement sensor targets T 1 and T 2 increases, the inductance at the reference position (displacement zero) increases, and the displacement in the thrust direction is detected. Distance can be increased. As a result, the displacement detection device 3 can detect the displacement of the rotation shaft in the thrust direction more accurately. However, the cross-sectional area of the teeth portion of the thrust displacement sensor may not necessarily be the cross-sectional area of the radial displacement sensor, and if the required performance of the thrust displacement sensor can be sufficiently ensured, It is also good.
A 磁気軸受システム
R 回転軸
1 ラジアル磁気軸受
2 スラスト磁気軸受
3 変位検出装置
4 制御装置
5 変位センサ
7 センサコイル
11a,11b,11c ヨーク
12a1〜12a4,12b1〜12b8,12c1〜12c4 ティース部
RS ラジアル変位センサ
TS スラスト変位センサ
TD スラスト方向
RD ラジアル方向
A Magnetic bearing system R Rotary shaft 1 Radial
Claims (5)
前記回転軸におけるスラスト方向の両側に設けられた一対の変位センサを備え、
前記変位センサは、前記スラスト方向の回転軸の変位を検出するスラスト変位センサを一組のみ備える変位検出装置。 A displacement detection device for detecting a displacement of a rotating shaft supported by a magnetic bearing, comprising:
A pair of displacement sensors provided on both sides in the thrust direction of the rotation shaft,
The displacement detection device includes only one set of thrust displacement sensors for detecting displacement of the rotation shaft in the thrust direction.
円環状のヨークの周方向にティース部が設けられたコアが第1層、第2層、及び第3層の順に積層されていることを特徴とする請求項1に記載の変位検出装置。 The displacement sensor is
The displacement detection device according to claim 1, wherein the core provided with the tooth portion in the circumferential direction of the annular yoke is laminated in the order of the first layer, the second layer, and the third layer.
前記第2層のティース部は、前記第1層のティース部と前記第3層のティース部とのそれぞれに対して前記スラスト方向において重なる位置に設けられている、
ことを特徴とする請求項2に記載の変位検出装置。 The teeth of the first layer and the teeth of the third layer are provided at positions not overlapping each other in the thrust direction,
The tooth portion of the second layer is provided at a position overlapping the tooth portion of the first layer and the tooth portion of the third layer in the thrust direction.
The displacement detection device according to claim 2, characterized in that:
前記第3層のティース部と、前記第3層のティース部と重なる位置に設けられた前記第2層のティース部とのそれぞれに巻回された第2のセンサコイルと、
を備え、
前記第1のセンサコイルが巻回された第1層のティース部と前記第2層のティース部とは、それぞれラジアル方向における回転軸の変位を検出するラジアル変位センサとして構成され、
前記第2のセンサコイルが巻回された第3層のティース部と前記第2層のティース部とは、それぞれ前記スラスト変位センサとして構成されることを特徴とする請求項3に記載の変位検出装置。 A first sensor coil wound around each of the first layer tooth portion and the second layer tooth portion provided at a position overlapping the first layer tooth portion;
A second sensor coil wound around each of the teeth of the third layer and the teeth of the second layer provided at positions overlapping the teeth of the third layer;
Equipped with
The teeth portion of the first layer on which the first sensor coil is wound and the teeth portion of the second layer are each configured as a radial displacement sensor that detects displacement of the rotation axis in the radial direction,
The displacement detection according to claim 3, wherein the teeth portion of the third layer on which the second sensor coil is wound and the teeth portion of the second layer are each configured as the thrust displacement sensor. apparatus.
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