JP3068834B2 - 大きい半径を有する回転子をラジアル及びアキシヤル軸受する軸受 - Google Patents
大きい半径を有する回転子をラジアル及びアキシヤル軸受する軸受Info
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- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、2つの傾き軸に対応して配置される傾き角
を検出するセンサと該センサに後置接続される比例微分
調整器(PD調整器)とを具備し、該PD調整器は、固定子
に設けられ前記傾き軸に対応して配置されるコイルのた
めの制御電流を発生し、該コイルは回転子の磁石と共働
して該回転子にモーメントを作用させて前記傾き角を制
御し、前記調整器は相互結合装置を有し、該相互結合装
置はこま効果により生ずる前記傾き軸の結合をキャンセ
ルする、回転子の傾き軸を中心として該回転子を安定化
する固定子に設けられた大きい半径を有する前記回転子
をラジアル及びアキシャル軸受する軸受に関する。
を検出するセンサと該センサに後置接続される比例微分
調整器(PD調整器)とを具備し、該PD調整器は、固定子
に設けられ前記傾き軸に対応して配置されるコイルのた
めの制御電流を発生し、該コイルは回転子の磁石と共働
して該回転子にモーメントを作用させて前記傾き角を制
御し、前記調整器は相互結合装置を有し、該相互結合装
置はこま効果により生ずる前記傾き軸の結合をキャンセ
ルする、回転子の傾き軸を中心として該回転子を安定化
する固定子に設けられた大きい半径を有する前記回転子
をラジアル及びアキシャル軸受する軸受に関する。
ドイツ特許出願公開第3243641号公報から、大きな半
径を有する回転子のために機械的軸受を用いることもで
きるが、しかし電気力学的マグネット軸受を用いること
もできることが公知である。
径を有する回転子のために機械的軸受を用いることもで
きるが、しかし電気力学的マグネット軸受を用いること
もできることが公知である。
同様にこの文献から、大きな半径を有する回転子にお
いて、一方では障害トルク及び固有振動に有効に対抗す
るために、他方ではこまトルクの形で装置の旋回を惹起
する特定のモーメントを発生させるために回転子の傾き
軸を調整することが公知である。
いて、一方では障害トルク及び固有振動に有効に対抗す
るために、他方ではこまトルクの形で装置の旋回を惹起
する特定のモーメントを発生させるために回転子の傾き
軸を調整することが公知である。
ドイツ特許出願公開第3240809号公報から、空隙直径
が軸受のアキシャル方向の長さに比べて大きいマグネッ
ト軸受が公知である。回転子は永久磁石によって少なく
とも回転子側においてラジアル(radial)に受動的(pa
ssiv)に軸受され、これに対して、回転子のアキシャル
(axial)位置は調整装置により能動的(aktiv)に調整
される。回転子のアキシャル位置を決めるために多数の
センサ装置及び自動利得制御増幅器、及び回転子に力を
作用するための巻線が用いられる。4つのセンサ装置
は、互いに垂直でかつ回転軸に垂直な複数の軸上に、回
転軸を中心とする直径の両端に対で配置されている。3
つの自動利得制御増幅器が設けられており、そのうちの
第1及び第2の自動利得制御増幅器にはそれぞれ、直径
の両端に対向配置されているセンサ装置のセンサ信号の
差信号が供給され、第3の自動利得制御増幅器にはすべ
てのセンサ信号の和信号が供給される。第1及び第2の
増幅器を制御する場合、所属のセンサ装置が配置されて
いる軸に対して垂直な軸の周りの戻しトルクが回転子に
作用し、また第3の増幅器を制御する場合にはアキシャ
ル方向戻し力が回転子に作用するように、自動利得制御
増幅器の出力側が巻線と接続されて巻線が配置されてい
る。
が軸受のアキシャル方向の長さに比べて大きいマグネッ
ト軸受が公知である。回転子は永久磁石によって少なく
とも回転子側においてラジアル(radial)に受動的(pa
ssiv)に軸受され、これに対して、回転子のアキシャル
(axial)位置は調整装置により能動的(aktiv)に調整
される。回転子のアキシャル位置を決めるために多数の
センサ装置及び自動利得制御増幅器、及び回転子に力を
作用するための巻線が用いられる。4つのセンサ装置
は、互いに垂直でかつ回転軸に垂直な複数の軸上に、回
転軸を中心とする直径の両端に対で配置されている。3
つの自動利得制御増幅器が設けられており、そのうちの
第1及び第2の自動利得制御増幅器にはそれぞれ、直径
の両端に対向配置されているセンサ装置のセンサ信号の
差信号が供給され、第3の自動利得制御増幅器にはすべ
てのセンサ信号の和信号が供給される。第1及び第2の
増幅器を制御する場合、所属のセンサ装置が配置されて
いる軸に対して垂直な軸の周りの戻しトルクが回転子に
作用し、また第3の増幅器を制御する場合にはアキシャ
ル方向戻し力が回転子に作用するように、自動利得制御
増幅器の出力側が巻線と接続されて巻線が配置されてい
る。
更にこの文献から、第1及び第2の自動利得制御増幅
器の入力信号が交差結合されている、すなわち一方の増
幅器の入力信号の一部が他方の入力信号に重畳されてい
ることが公知である。
器の入力信号が交差結合されている、すなわち一方の増
幅器の入力信号の一部が他方の入力信号に重畳されてい
ることが公知である。
ドイツ特許出願公開第3241507号公報から、交差結合
を有する磁気軸受装置のための制御装置が公知である。
この交差結合の目的は、歳差振動及び章動振動を制動す
ることにある。
を有する磁気軸受装置のための制御装置が公知である。
この交差結合の目的は、歳差振動及び章動振動を制動す
ることにある。
本発明の課題は、広い回転数領域において動作し、い
わゆる“micro−g"環境の中で問題なく用いることがで
きる、大きな半径を有する回転子をラジアル及びアキシ
ャル軸受するための調整方法及びマグネット軸受を提供
することにある。
わゆる“micro−g"環境の中で問題なく用いることがで
きる、大きな半径を有する回転子をラジアル及びアキシ
ャル軸受するための調整方法及びマグネット軸受を提供
することにある。
上記課題は、相互結合装置を有するPD調整器の出力信
号はデカップリング装置に供給され、このデカップリン
グ装置においてPD調整器の出力信号は、積分されて、時
定数Tnで回転数に反比例して追従制御され、交互の順方
向結合により互いに結合され、ただしこの場合Tn=Te/2
πnであり、Teはデカップリング装置の積分時定数であ
り、この積分時定数は回転子のアキシヤル慣性モーメン
トの傾き慣性モーメントに対する比に比例し、デカップ
リング装置の出力信号をPD調整器の出力信号に加算乃至
はこれらの出力信号から減算すること、及び、相互結合
装置を有するPD調整器の出力信号はデカップリング装置
に供給され、このデカップリング装置においてPD調整器
の出力信号は、積分されて、時定数Tnで回転数に反比例
して追従制御され、交互の逆方向結合により互いに結合
され、ただしこの場合Tn=Te/2πnであり、Teはデカッ
プリング装置の積分時定数であり、この積分時定数は回
転子のアキシヤル慣性モーメントの傾き慣性モーメント
に対する比に比例し、PD調整器の増幅率Vrが回転子の回
転数nの自乗に比例し、PD調整器の時定数Trが回転子の
回転数nに反比例して変化され、PD調整器は、所定の最
小回転数までは一定の増幅率Vo及び一定の時定数Toを有
し、この最小回転数を上回ると初めて回転数に依存する
ことによって解決される。
号はデカップリング装置に供給され、このデカップリン
グ装置においてPD調整器の出力信号は、積分されて、時
定数Tnで回転数に反比例して追従制御され、交互の順方
向結合により互いに結合され、ただしこの場合Tn=Te/2
πnであり、Teはデカップリング装置の積分時定数であ
り、この積分時定数は回転子のアキシヤル慣性モーメン
トの傾き慣性モーメントに対する比に比例し、デカップ
リング装置の出力信号をPD調整器の出力信号に加算乃至
はこれらの出力信号から減算すること、及び、相互結合
装置を有するPD調整器の出力信号はデカップリング装置
に供給され、このデカップリング装置においてPD調整器
の出力信号は、積分されて、時定数Tnで回転数に反比例
して追従制御され、交互の逆方向結合により互いに結合
され、ただしこの場合Tn=Te/2πnであり、Teはデカッ
プリング装置の積分時定数であり、この積分時定数は回
転子のアキシヤル慣性モーメントの傾き慣性モーメント
に対する比に比例し、PD調整器の増幅率Vrが回転子の回
転数nの自乗に比例し、PD調整器の時定数Trが回転子の
回転数nに反比例して変化され、PD調整器は、所定の最
小回転数までは一定の増幅率Vo及び一定の時定数Toを有
し、この最小回転数を上回ると初めて回転数に依存する
ことによって解決される。
本発明の利点は、調整原理により、コストをかけず
に、回転軸と能動的に旋回される傾き軸とに垂直な第2
の傾き軸において回転トルクを発生するために複数の傾
き軸を能動的に旋回させることができることならびに高
さの低い回転子にこの軸受を用いることができることに
ある。
に、回転軸と能動的に旋回される傾き軸とに垂直な第2
の傾き軸において回転トルクを発生するために複数の傾
き軸を能動的に旋回させることができることならびに高
さの低い回転子にこの軸受を用いることができることに
ある。
別の利点はその他の請求項及び発明の詳細な説明に記
載されている。例えば請求項6〜9及び24から、これら
を請求項1〜5に記載の調整方法と組合わせると、軸受
の特に好適な実施例から得られるが、しかし軸受は本発
明の調整方法とは無関係にその他の調整原理を用いて使
用することもできる。請求項17及び18から、間隔センサ
が故障した場合又は調整コイルが故障した場合に監視回
路による切換えを行うことができる、従って軸受の機能
性は前記の故障が発生しても維持される。
載されている。例えば請求項6〜9及び24から、これら
を請求項1〜5に記載の調整方法と組合わせると、軸受
の特に好適な実施例から得られるが、しかし軸受は本発
明の調整方法とは無関係にその他の調整原理を用いて使
用することもできる。請求項17及び18から、間隔センサ
が故障した場合又は調整コイルが故障した場合に監視回
路による切換えを行うことができる、従って軸受の機能
性は前記の故障が発生しても維持される。
請求項23に記載の本発明の1つの特に有利な実施例の
利点は、能動形中央軸受のための調整動作が切換可能で
ある点である。例えばスペースミサイルの操作中に発生
するような強い半径方向の障害が予測される場合には、
“ハード”な調整が用いられる。
利点は、能動形中央軸受のための調整動作が切換可能で
ある点である。例えばスペースミサイルの操作中に発生
するような強い半径方向の障害が予測される場合には、
“ハード”な調整が用いられる。
これに対して“micrc−g"環境の中で軸受が作動され
る場合には“ソフト”な調整が優先される。
る場合には“ソフト”な調整が優先される。
次に本発明を実施例に基づき図を用いて詳しく説明す
る。
る。
第1図は調整及び制御装置を有する軸受の垂直断面
図、第2図は第1図の軸受の左側部分を詳細に示す垂直
断面図、第3図は4つの調整コイルの配置を示す原理
図、第4図は傾き調整器パラメータが回転数に依存して
変化しない調整原理を詳細に示すブロック回路図、第5
図は傾き調整器パラメータが回転数に依存して変化する
調整原理の1つの実施例を詳細に示すブロック回路図、
第6図は制動コイルの展開図、第7図は能動形中央軸受
を有する第1図の軸受の1つの実施例のブロック回路
図、第8図は第7図の能動形中央軸受の水平断面図、第
9図は能動形ラジアル中央軸受の軸の調整原理を示すブ
ロック回路図である。
図、第2図は第1図の軸受の左側部分を詳細に示す垂直
断面図、第3図は4つの調整コイルの配置を示す原理
図、第4図は傾き調整器パラメータが回転数に依存して
変化しない調整原理を詳細に示すブロック回路図、第5
図は傾き調整器パラメータが回転数に依存して変化する
調整原理の1つの実施例を詳細に示すブロック回路図、
第6図は制動コイルの展開図、第7図は能動形中央軸受
を有する第1図の軸受の1つの実施例のブロック回路
図、第8図は第7図の能動形中央軸受の水平断面図、第
9図は能動形ラジアル中央軸受の軸の調整原理を示すブ
ロック回路図である。
実施例 第1図において、1により固定子、10により回転子、
26により制御及び調整ユニットが示されている。
26により制御及び調整ユニットが示されている。
固定子1は、軟磁性で高透磁率の材料から成るリング
状ヨークプレート6,7を有し中心軸に平行に配置され軸
方向に磁化されているそれぞれ2つの永久磁石リング2
〜5を備えている。回転子10には、永久磁石リング2〜
5に対応配置された、同様に軟磁性高透磁率の材料から
成るヨークリング8,9か設けられている。永久磁石リン
グ2〜5はヨークプレート6,7及びヨーク部材8,9と共働
して、軸方向(Z方向)に不安定で、半径方向(X方向
及びY方向)に安定な受動形マグネット軸受を形成して
いる。永久磁石リング2〜5の直径と空隙(エアギャッ
プ)間隔の比を適切に選択することにより受動的な傾き
特性が零に調整される。
状ヨークプレート6,7を有し中心軸に平行に配置され軸
方向に磁化されているそれぞれ2つの永久磁石リング2
〜5を備えている。回転子10には、永久磁石リング2〜
5に対応配置された、同様に軟磁性高透磁率の材料から
成るヨークリング8,9か設けられている。永久磁石リン
グ2〜5はヨークプレート6,7及びヨーク部材8,9と共働
して、軸方向(Z方向)に不安定で、半径方向(X方向
及びY方向)に安定な受動形マグネット軸受を形成して
いる。永久磁石リング2〜5の直径と空隙(エアギャッ
プ)間隔の比を適切に選択することにより受動的な傾き
特性が零に調整される。
回転子10の外周には2つのリング状空隙14,16が設け
られている。
られている。
外側の回転子空隙16は、軸方向(Z方向)の力及び
(α及びβ回転方向の)回転トルクを発生させるのに用
いられる。ただし、以後α及びβは回転子10の傾き角度
であり、X軸方向への傾きをα、Y軸方向への傾きをβ
とする(図3及び8参照)。この目的のために回転子空
隙16の外側半径には、半径方向で互いに反対に磁化され
ている2つの永久磁石リング21が設けられ、これらの永
久磁石リング21は磁束φR(第2図参照)を図示されて
いるように発生する。固定子1には4つの調整コイル17
〜20(第3図も参照)が配置されており、これら調整コ
イル17〜20が永久磁石リング21の磁界の中にほぼ入るよ
うに、これら調整コイル17〜20は外側の回転子空隙16の
中に配置されている。調整コイル17〜20はそれぞれ回転
子空隙の平均外周の90゜にわたって延在している。
(α及びβ回転方向の)回転トルクを発生させるのに用
いられる。ただし、以後α及びβは回転子10の傾き角度
であり、X軸方向への傾きをα、Y軸方向への傾きをβ
とする(図3及び8参照)。この目的のために回転子空
隙16の外側半径には、半径方向で互いに反対に磁化され
ている2つの永久磁石リング21が設けられ、これらの永
久磁石リング21は磁束φR(第2図参照)を図示されて
いるように発生する。固定子1には4つの調整コイル17
〜20(第3図も参照)が配置されており、これら調整コ
イル17〜20が永久磁石リング21の磁界の中にほぼ入るよ
うに、これら調整コイル17〜20は外側の回転子空隙16の
中に配置されている。調整コイル17〜20はそれぞれ回転
子空隙の平均外周の90゜にわたって延在している。
内側の回転子空隙14は、(Z軸の周りの)アキシヤル
回転トルクと、(X方向及びY方向の)半径方向の力を
発生させるのに用いられる。このために内側の回転子空
隙14の外側半径に、周囲方向から見て交互に半径方向に
磁化されている永久磁石リング15が設けられている。固
定子1には制動コイル11及び電動機コイル12が設けら
れ、制動コイル11及び電動機コイル12は、Z方向に延在
するコイル部分のみが永久磁石リング15の磁界の中にあ
るように内側の回転子空隙14の中に入り込んでいる。コ
イル11,12は、この回転子空隙の平均内周全域にわたり
延在している。永久磁石リング15と共働してコイル12
は、鉄を使用していない電子的に整流する直流電動機を
構成している。
回転トルクと、(X方向及びY方向の)半径方向の力を
発生させるのに用いられる。このために内側の回転子空
隙14の外側半径に、周囲方向から見て交互に半径方向に
磁化されている永久磁石リング15が設けられている。固
定子1には制動コイル11及び電動機コイル12が設けら
れ、制動コイル11及び電動機コイル12は、Z方向に延在
するコイル部分のみが永久磁石リング15の磁界の中にあ
るように内側の回転子空隙14の中に入り込んでいる。コ
イル11,12は、この回転子空隙の平均内周全域にわたり
延在している。永久磁石リング15と共働してコイル12
は、鉄を使用していない電子的に整流する直流電動機を
構成している。
制動コイル11は短絡されており、回転子10がZ軸の周
りを回転する際に制動トルクが発生しないように接続さ
れているが、しかしこの回転子10がX方向又はY方向に
並進運動をする際には、永久磁石15の磁界によってその
都度の運動方向に抗して作用する電流ひいては力が発生
するようにこの制動コイル11に電圧が誘起されるように
接続されている。従って制動コイル11は永久磁石リング
15と共働して受動的なラジアル制動装置を構成してい
る。
りを回転する際に制動トルクが発生しないように接続さ
れているが、しかしこの回転子10がX方向又はY方向に
並進運動をする際には、永久磁石15の磁界によってその
都度の運動方向に抗して作用する電流ひいては力が発生
するようにこの制動コイル11に電圧が誘起されるように
接続されている。従って制動コイル11は永久磁石リング
15と共働して受動的なラジアル制動装置を構成してい
る。
Z方向での回転子10の軸方向のずれは4つの無接触形
間隔センサ22〜25により検出され、これら無接触形間隔
センサ22〜25は固定子1のX軸及びY軸の上にそれぞれ
90゜の間隔で配置されている。
間隔センサ22〜25により検出され、これら無接触形間隔
センサ22〜25は固定子1のX軸及びY軸の上にそれぞれ
90゜の間隔で配置されている。
加算装置28で4つの間隔センサ22〜25の信号を適当に
結合することによって回転子10の軸方向のずれzと2つ
の傾き角α及びβとが冗長性をもって得られる。適応及
び監視ユニット27でのこれら4つの間隔センサ信号のリ
ーズナブルテストにより発生する切換信号UMによって、
4つの間隔センサ22〜25のうちの1つの間隔センサが故
障して場合にはその都度残っている他の3つの間隔セン
サによる実際値検出に切換えられて、調整器29,30のた
めの同一の入力信号α,β,zが発生されなければならな
い。
結合することによって回転子10の軸方向のずれzと2つ
の傾き角α及びβとが冗長性をもって得られる。適応及
び監視ユニット27でのこれら4つの間隔センサ信号のリ
ーズナブルテストにより発生する切換信号UMによって、
4つの間隔センサ22〜25のうちの1つの間隔センサが故
障して場合にはその都度残っている他の3つの間隔セン
サによる実際値検出に切換えられて、調整器29,30のた
めの同一の入力信号α,β,zが発生されなければならな
い。
アキシヤル実際値zは、重畳された零パワー調整を行
う比例微分調整器30に供給され、調整器30はラジアル実
際値zからアキシヤル調整信号zrを発生する。
う比例微分調整器30に供給され、調整器30はラジアル実
際値zからアキシヤル調整信号zrを発生する。
2つの傾き角実際値α,βはそれぞれの目標値αs,β
sと結合されて比例微分傾き調整器29に供給され、調整
器29はこれらの信号から信号αr及びβrを形成する。
sと結合されて比例微分傾き調整器29に供給され、調整
器29はこれらの信号から信号αr及びβrを形成する。
傾き調整器29の出力信号αr及びβrは、デカップリ
ング装置31で信号αrep及びβrepへと処理される。この
デカップリング装置31において傾き調整器29の出力信号
は、積分されて、時定数Tnで回転数に反比例して追従制
御され、交互の順方向結合又は逆方向結合により互いに
結合される。ただしこの場合Tn=Te/2πnであり、Teは
このデカップリング装置31の積分時定数であり、この積
分時定数は回転子10のアキシヤル慣性モーメントの傾き
慣性モーメントに対する比に比例する。
ング装置31で信号αrep及びβrepへと処理される。この
デカップリング装置31において傾き調整器29の出力信号
は、積分されて、時定数Tnで回転数に反比例して追従制
御され、交互の順方向結合又は逆方向結合により互いに
結合される。ただしこの場合Tn=Te/2πnであり、Teは
このデカップリング装置31の積分時定数であり、この積
分時定数は回転子10のアキシヤル慣性モーメントの傾き
慣性モーメントに対する比に比例する。
このデカップリングは2つの異なる方法で行うことが
できる。1つの方法では、傾き調整器29のパラメータが
回転子10の回転数nと無関係であることを必要とする。
他方の方法では傾き調整器29のパラメータが回転子10の
回転数nに依存して変化する。(第1図及び第7図にこ
れら2つの方法が分岐点nから傾き調整器29への破線に
より示されている。) 加算ユニット32で適当に結合することにより3つの信
号Zr,αrep及びβrepから、回転子10の周縁でZ方向に
作用する互いに90゜ずつずれた4つの力のための目標値
が冗長性をもって計算される。
できる。1つの方法では、傾き調整器29のパラメータが
回転子10の回転数nと無関係であることを必要とする。
他方の方法では傾き調整器29のパラメータが回転子10の
回転数nに依存して変化する。(第1図及び第7図にこ
れら2つの方法が分岐点nから傾き調整器29への破線に
より示されている。) 加算ユニット32で適当に結合することにより3つの信
号Zr,αrep及びβrepから、回転子10の周縁でZ方向に
作用する互いに90゜ずつずれた4つの力のための目標値
が冗長性をもって計算される。
次いでこれらの目標値は、調整コイル17〜20の中に電
流を発生させる電流制御形電力増幅器33〜36によって力
に変換され、この結果所望のアキシヤル力及び傾きモー
メントが発生する。適応及び監視ユニット27での4つの
コイル電流のリーズナブルテストにより発生する切換信
号USによって、4つの電力増幅器33〜36のうちの1つの
電力増幅器が故障した場合又は4つの調整コイル17〜20
のうちの1つの調整コイルが故障した場合には、所属の
調整コイルを有するその他の3つの機能する電力増幅器
による電流制御に切り換えられ、この切り換え後の電流
は同一の傾きモーメント又は同一のアキシヤル力が回転
子10に作用するように制御されなければならない。適合
及び監視のためにこの適合及び監視ユニット27に調整コ
イル17〜20の信号と間隔センサ22〜25の信号と目標値α
s,βsとが供給される。
流を発生させる電流制御形電力増幅器33〜36によって力
に変換され、この結果所望のアキシヤル力及び傾きモー
メントが発生する。適応及び監視ユニット27での4つの
コイル電流のリーズナブルテストにより発生する切換信
号USによって、4つの電力増幅器33〜36のうちの1つの
電力増幅器が故障した場合又は4つの調整コイル17〜20
のうちの1つの調整コイルが故障した場合には、所属の
調整コイルを有するその他の3つの機能する電力増幅器
による電流制御に切り換えられ、この切り換え後の電流
は同一の傾きモーメント又は同一のアキシヤル力が回転
子10に作用するように制御されなければならない。適合
及び監視のためにこの適合及び監視ユニット27に調整コ
イル17〜20の信号と間隔センサ22〜25の信号と目標値α
s,βsとが供給される。
第2図には、第1図の軸受の垂直断面図における左側
部分にある軸受の一部が示されている。14及び16により
2つのリング状の回転子空隙が示されている。内側の回
転子空隙14の中には、固定子1に固定されている制動コ
イル11と固定子1に固定されている電動機コイル12が突
出して入り込んでいる。内側のリング状の回転子空隙14
の外側半径には、周囲方向に交互に半径方向に磁化され
ている永久磁石リング15が設けられ、この永久磁石リン
グ15の磁束は制動コイル11と電動機コイル12とによって
使用される。
部分にある軸受の一部が示されている。14及び16により
2つのリング状の回転子空隙が示されている。内側の回
転子空隙14の中には、固定子1に固定されている制動コ
イル11と固定子1に固定されている電動機コイル12が突
出して入り込んでいる。内側のリング状の回転子空隙14
の外側半径には、周囲方向に交互に半径方向に磁化され
ている永久磁石リング15が設けられ、この永久磁石リン
グ15の磁束は制動コイル11と電動機コイル12とによって
使用される。
外側のリング状の回転子空隙16の中には調整コイル17
〜20が設けられている。外側の回転子空隙16の外側半径
には上下に2つの互いに逆方向に磁化されている永久磁
石リング21が設けられ、これら永久磁石リング21は磁束
φRを発生し、この磁束φRは調整コイル17〜20を貫通
している。
〜20が設けられている。外側の回転子空隙16の外側半径
には上下に2つの互いに逆方向に磁化されている永久磁
石リング21が設けられ、これら永久磁石リング21は磁束
φRを発生し、この磁束φRは調整コイル17〜20を貫通
している。
第3図は4つの調整コイル17〜20を示し、これら調整
コイル17〜20はそれぞれ外側の回転子空隙16の平均周縁
の90゜にわたって延在し、調整コイル17〜20は、調整コ
イル17及び19が互いに180゜ずれて軸受のX軸の上に位
置し(第1図も参照)、調整コイル18及び20が互いに18
0゜ずれて軸受のY軸の上に位置する(第1図も参照)
ように固定子1に固定されている。
コイル17〜20はそれぞれ外側の回転子空隙16の平均周縁
の90゜にわたって延在し、調整コイル17〜20は、調整コ
イル17及び19が互いに180゜ずれて軸受のX軸の上に位
置し(第1図も参照)、調整コイル18及び20が互いに18
0゜ずれて軸受のY軸の上に位置する(第1図も参照)
ように固定子1に固定されている。
第4図は、傾き調整器パラメータが回転数に依存して
変化しない場合の調整原理の詳細なブロック回路図を示
す。間隔センサ22〜25の信号は加算されて軸方向のずれ
zを形成する。間隔センサ24の信号から間隔センサ22の
信号を減算すると負の傾き角(加算点b)が得られ、間
隔センサ23の信号から間隔センサ25の信号を減算すると
負の傾き角β(加算点c)が得られる。
変化しない場合の調整原理の詳細なブロック回路図を示
す。間隔センサ22〜25の信号は加算されて軸方向のずれ
zを形成する。間隔センサ24の信号から間隔センサ22の
信号を減算すると負の傾き角(加算点b)が得られ、間
隔センサ23の信号から間隔センサ25の信号を減算すると
負の傾き角β(加算点c)が得られる。
間隔センサ22〜25の信号は加算され(加算点a)、軸
方向のずれzとして付加的な零パワー調整を有する比例
微分調整器30で出力信号Zrへと処理され、この出力信号
Zrは同時に4つの電力調整器33〜36のすべてに供給され
る。α旋回及びβ旋回の調整偏差は、パラメータVr(全
調整器の増幅率)及びTr(全調整器の時定数)を有する
比例微分調整器29によって信号αr及びβrへと処理さ
れる。
方向のずれzとして付加的な零パワー調整を有する比例
微分調整器30で出力信号Zrへと処理され、この出力信号
Zrは同時に4つの電力調整器33〜36のすべてに供給され
る。α旋回及びβ旋回の調整偏差は、パラメータVr(全
調整器の増幅率)及びTr(全調整器の時定数)を有する
比例微分調整器29によって信号αr及びβrへと処理さ
れる。
傾き調整器29の出力信号αr及びβrは、デカップリ
ング装置31において、積分されて、時定数Tnで回転数に
反比例して追従制御され、交互の順方向結合により互い
に結合される。ただしこの場合Tn=Te/2πnであり、Te
はこのデカップリング装置31の積分時定数であり、この
積分時定数は回転子10のアキシヤル慣性モーメントの傾
き慣性モーメントに対する比に比例する。中央軸受(1
〜10)の中に受動形傾き制動装置が設けられている場合
には、これは係数Dを乗算することにより考慮される。
ング装置31において、積分されて、時定数Tnで回転数に
反比例して追従制御され、交互の順方向結合により互い
に結合される。ただしこの場合Tn=Te/2πnであり、Te
はこのデカップリング装置31の積分時定数であり、この
積分時定数は回転子10のアキシヤル慣性モーメントの傾
き慣性モーメントに対する比に比例する。中央軸受(1
〜10)の中に受動形傾き制動装置が設けられている場合
には、これは係数Dを乗算することにより考慮される。
中央軸受(1〜10)の受動的傾きモーメントが存在す
る場合、この傾きモーメントは、傾きのずれから相応の
逆方向モーメントを導出する係数Kpにより相殺される。
これにより歳差振動が妨止される。非線形傾きモーメン
ト特性は、逆特性曲線(inverse charasteristic)Kp=
f(α)乃至はKp=f(β)によって補償することがで
きる。
る場合、この傾きモーメントは、傾きのずれから相応の
逆方向モーメントを導出する係数Kpにより相殺される。
これにより歳差振動が妨止される。非線形傾きモーメン
ト特性は、逆特性曲線(inverse charasteristic)Kp=
f(α)乃至はKp=f(β)によって補償することがで
きる。
加算点d,f及びe,gを介して信号αrep及びβrepは、相
応する電力増幅器34,35;33,36及び調整コイル17,19;18,
20に供給される。
応する電力増幅器34,35;33,36及び調整コイル17,19;18,
20に供給される。
第5図は、傾き調整器パラメータが回転数に依存して
変化する1つの実施例の詳細な調整原理を示すブロック
回路図である。第5図の調整原理は第4図の調整原理と
調整器29及びデカップリング装置31の領域においてのみ
異なり、従ってここでは第4図に対する相違のみを説明
する。
変化する1つの実施例の詳細な調整原理を示すブロック
回路図である。第5図の調整原理は第4図の調整原理と
調整器29及びデカップリング装置31の領域においてのみ
異なり、従ってここでは第4図に対する相違のみを説明
する。
α旋回及びβ旋回の調整偏差は適応形比例微分調整器
29により信号αr及びβrへと処理される。これらの傾
き調整器の増幅率Vr=Vo・n2は回転数nの自乗に比例し
て変化する。傾き調整器29の時定数Tr=To/nは回転数n
に反比例して追従制御される。この結果、今や傾き調整
器29は、逆方向−デカップリングされた傾き調整区間の
回転数nとともに変化する特性に整合される。
29により信号αr及びβrへと処理される。これらの傾
き調整器の増幅率Vr=Vo・n2は回転数nの自乗に比例し
て変化する。傾き調整器29の時定数Tr=To/nは回転数n
に反比例して追従制御される。この結果、今や傾き調整
器29は、逆方向−デカップリングされた傾き調整区間の
回転数nとともに変化する特性に整合される。
傾き調整器の適応は最小回転数UBより下では中断され
る。パラメータはこの最小回転数UBより下の領域におい
ては一定のままである。すなわちVr=Vo,Tr=To。
る。パラメータはこの最小回転数UBより下の領域におい
ては一定のままである。すなわちVr=Vo,Tr=To。
傾き調整器29の出力信号αr及びβrは、デカップリ
ング装置31において、積分されて、時定数Tnで回転数に
反比例して追従制御され、交互の逆方向結合により互い
に結合される。ただしこの場合Tn=Te/2πnであり、Te
はこのデカップリング装置31の積分時定数であり、この
積分時定数は回転子10のアキシヤル慣性モーメントの傾
き慣性モーメントに対する比に比例する。中央軸受(1
〜10)の中に受動形傾き制動装置が設けられている場
合、これを係数Dを乗算することにより考慮することが
できる。しかし係数Dは僅かな値であっても、デカップ
リング装置の中の持続的振動を回避するために常に設け
る必要がある。
ング装置31において、積分されて、時定数Tnで回転数に
反比例して追従制御され、交互の逆方向結合により互い
に結合される。ただしこの場合Tn=Te/2πnであり、Te
はこのデカップリング装置31の積分時定数であり、この
積分時定数は回転子10のアキシヤル慣性モーメントの傾
き慣性モーメントに対する比に比例する。中央軸受(1
〜10)の中に受動形傾き制動装置が設けられている場
合、これを係数Dを乗算することにより考慮することが
できる。しかし係数Dは僅かな値であっても、デカップ
リング装置の中の持続的振動を回避するために常に設け
る必要がある。
第6図には360゜にわたり延在する制動コイル11の1
つの実施例が示されている。この例においては37及び38
によって2つの互いに無関係なミアンダ状導線が示され
ている。制動コイル11は、他の偶数個の導線からも形成
されうる。
つの実施例が示されている。この例においては37及び38
によって2つの互いに無関係なミアンダ状導線が示され
ている。制動コイル11は、他の偶数個の導線からも形成
されうる。
ミアンダ状導線の立上り部分及び立下り部分40,39は
回転子軸に平行に配向されており、実質的に永久磁石リ
ング15の交互に替わる永久磁石に向かい合って配置され
ている。ミアンダ状動態において立上り部分及び立下り
部分40,39に垂直な部分41は永久磁石の外部に軸方向に
ずれて延在する。ミアンダ状導線の幅42は永久磁石リン
グ15の磁石の磁極幅に相応する。
回転子軸に平行に配向されており、実質的に永久磁石リ
ング15の交互に替わる永久磁石に向かい合って配置され
ている。ミアンダ状動態において立上り部分及び立下り
部分40,39に垂直な部分41は永久磁石の外部に軸方向に
ずれて延在する。ミアンダ状導線の幅42は永久磁石リン
グ15の磁石の磁極幅に相応する。
制動コイル11の360゜の周縁の上に2つの導線37,38に
おいてそれぞれ2つの互いに180゜ずれた2倍の幅のミ
アンダ状導線43、44が設けられ、さらにこれら2倍の幅
のミアンダ状導線43、44は導線37から導線38へ90゜のず
れを有する。これにより、導線37においては0゜〜180
゜まで及び180゜〜360゜までのミアンダ状導線が、そし
て導線38においては90゜〜270゜まで及び270゜〜90゜ま
でのミアンダ状導線が、異なる磁極に対向して位置する
ことが実現される。これにより、調整コイル11は回転子
10が回転している場合には制動トルクを発生せず、しか
し回転子10が並進運動している場合には制動力を発生す
るようになる。
おいてそれぞれ2つの互いに180゜ずれた2倍の幅のミ
アンダ状導線43、44が設けられ、さらにこれら2倍の幅
のミアンダ状導線43、44は導線37から導線38へ90゜のず
れを有する。これにより、導線37においては0゜〜180
゜まで及び180゜〜360゜までのミアンダ状導線が、そし
て導線38においては90゜〜270゜まで及び270゜〜90゜ま
でのミアンダ状導線が、異なる磁極に対向して位置する
ことが実現される。これにより、調整コイル11は回転子
10が回転している場合には制動トルクを発生せず、しか
し回転子10が並進運動している場合には制動力を発生す
るようになる。
第7図は、能動形中央軸受を有する第1図の軸受の1
つの実施例を示している。
つの実施例を示している。
固定子は1により、回転子は10により、制御及び調整
ユニットは26により示されている。
ユニットは26により示されている。
固定子1は中央に能動形ラジアル軸受1,10,45〜52を
備え、これら能動形ラジアル軸受1,10,45〜52は、回転
子10に固定された磁気ヨークとしての軟磁性材料から形
成されている球対称の樽状体52の中に設けられている。
樽状体52は回転子10の重心45を中心点として有する。
備え、これら能動形ラジアル軸受1,10,45〜52は、回転
子10に固定された磁気ヨークとしての軟磁性材料から形
成されている球対称の樽状体52の中に設けられている。
樽状体52は回転子10の重心45を中心点として有する。
固定子1の外周には、回転子10のヨーク部材52に対向
して4つの電極46a〜46dがX軸及びY軸上にそれぞれ90
゜ずれて配置され、電極46a〜46dは回転子10及びヨーク
鉄心47〜50と共働して容量形間隔センサを構成してい
る。この場合にヨーク鉄心47〜50は送信電極として、回
転子10は反射電極として電極46a〜46dは受信電極として
用いられる。
して4つの電極46a〜46dがX軸及びY軸上にそれぞれ90
゜ずれて配置され、電極46a〜46dは回転子10及びヨーク
鉄心47〜50と共働して容量形間隔センサを構成してい
る。この場合にヨーク鉄心47〜50は送信電極として、回
転子10は反射電極として電極46a〜46dは受信電極として
用いられる。
同様にX軸の上及びY軸上には4つのコイル51a〜51d
がそれぞれ90゜ずれて配置されている。ヨーク鉄心47〜
50、コイル51a〜51d及び球対称形樽状体52は、90゜だけ
ずれて磁気的に分離されている4つの電磁石セグメント
を形成し、これらの電磁石セグメントは対となって対向
配向されており、互いに無関係に作動させることができ
る。この磁気的分離は例えば、電磁石セグメントを空隙
55(第8図)によって互いに分離し、軸受心軸56(第8
図)を低透磁率材料から形成することにより実現するこ
とができる。
がそれぞれ90゜ずれて配置されている。ヨーク鉄心47〜
50、コイル51a〜51d及び球対称形樽状体52は、90゜だけ
ずれて磁気的に分離されている4つの電磁石セグメント
を形成し、これらの電磁石セグメントは対となって対向
配向されており、互いに無関係に作動させることができ
る。この磁気的分離は例えば、電磁石セグメントを空隙
55(第8図)によって互いに分離し、軸受心軸56(第8
図)を低透磁率材料から形成することにより実現するこ
とができる。
X軸及び/又はY軸に沿って固定子1に対して行う回
転子10の半径方向運動は容量センサ10,46a〜46d,47〜50
により検出され、電磁石セグメント47〜50,51a〜51d,52
によりリセットされる。当然、誘導形センサ、光学セン
サ、その他の測定原理に基づくセンサを使用することも
可能である。
転子10の半径方向運動は容量センサ10,46a〜46d,47〜50
により検出され、電磁石セグメント47〜50,51a〜51d,52
によりリセットされる。当然、誘導形センサ、光学セン
サ、その他の測定原理に基づくセンサを使用することも
可能である。
第8図は、能動形ラジアル中央軸受の水平断面図を示
している。固定子1に取付けられている中央軸受の静止
部分は、コイル51a〜51dを有するヨーク鉄心47〜50から
形成された例えば空隙55により磁気的に互いに分離され
互いに90゜ずれている4つの電磁石セグメントと磁気ヨ
ークとしての軟磁性材料から形成された回転子10の中央
に位置する樽状体52(第7図)とから成る。電磁石セグ
メント47,51a,52;49,52c,52;48,51b,52;50,51d,52は、
電極46a〜46dと同様に対称的にX軸及びY軸に配置さ
れ、重心45は中心点を形成している。軸受心軸56は、磁
気的分離のために例えばアルミニウム等の低透磁率材料
から形成されている。
している。固定子1に取付けられている中央軸受の静止
部分は、コイル51a〜51dを有するヨーク鉄心47〜50から
形成された例えば空隙55により磁気的に互いに分離され
互いに90゜ずれている4つの電磁石セグメントと磁気ヨ
ークとしての軟磁性材料から形成された回転子10の中央
に位置する樽状体52(第7図)とから成る。電磁石セグ
メント47,51a,52;49,52c,52;48,51b,52;50,51d,52は、
電極46a〜46dと同様に対称的にX軸及びY軸に配置さ
れ、重心45は中心点を形成している。軸受心軸56は、磁
気的分離のために例えばアルミニウム等の低透磁率材料
から形成されている。
第9図は能動形ラジアル軸受の軸の調整原理を示して
いる。ヨーク鉄心47,49は発振器57により励磁される。
容量センサ46a,46c,47,49,52は、固定子1に対する回転
子10の半径方向の位置変化を容量変化として検出し、こ
の容量変化をセンサー評価電子装置70に供給する。
いる。ヨーク鉄心47,49は発振器57により励磁される。
容量センサ46a,46c,47,49,52は、固定子1に対する回転
子10の半径方向の位置変化を容量変化として検出し、こ
の容量変化をセンサー評価電子装置70に供給する。
センサ対46a,46cの位置実際値58としてセンサー評価
電子装置70の出力信号は比例微分調整器69の入力回路C,
R1,3R1,S1に供給される。比例微分調整器69の調整器パ
ラメータは、上位の監視及び制御ユニット60により“ソ
フトな調整”と“ハードな調整”との間で切り換えられ
る。強い半径方向障害が予測される場合“ハード”な調
整特性が好適である。固定子に伝達されるアンバランス
障害をできるだけ小さくしなければならない場合には
“ソフト”な調整特性が好適である。“ハード”な調整
特性は、スイッチS1を閉じスイッチS2を開くことにより
実現する。“ソフト”な調整特性は、スイッチS1を開き
スイッチS2を閉じることにより実現する。比例微分調整
器69の出力信号は電流制御形電力増幅器64,65を介して
選択的にコイル51aか又は51cかのいずれかにおいて回転
子10に対するラジアル力に変換される。
電子装置70の出力信号は比例微分調整器69の入力回路C,
R1,3R1,S1に供給される。比例微分調整器69の調整器パ
ラメータは、上位の監視及び制御ユニット60により“ソ
フトな調整”と“ハードな調整”との間で切り換えられ
る。強い半径方向障害が予測される場合“ハード”な調
整特性が好適である。固定子に伝達されるアンバランス
障害をできるだけ小さくしなければならない場合には
“ソフト”な調整特性が好適である。“ハード”な調整
特性は、スイッチS1を閉じスイッチS2を開くことにより
実現する。“ソフト”な調整特性は、スイッチS1を開き
スイッチS2を閉じることにより実現する。比例微分調整
器69の出力信号は電流制御形電力増幅器64,65を介して
選択的にコイル51aか又は51cかのいずれかにおいて回転
子10に対するラジアル力に変換される。
Claims (23)
- 【請求項1】2つの傾き軸に対応して配置される傾き角
を検出するセンサと該センサに後置接続される比例微分
調整器(PD調整器)とを具備し、 該PD調整器は、固定子に設けられ前記傾き軸に対応して
配置されるコイルのための制御電流を発生し、 該コイルは回転子の磁石と共働して該回転子にモーメン
トを作用させて前記傾き角を制御し、 前記調整器は相互結合装置を有する、回転子の傾き軸を
中心として該回転子を安定化する固定子に設けられた大
きい半径を有する前記回転子をラジアル及びアキシャル
軸受する軸受において、 前記相互結合装置を有する前記PD調整器(29)の出力信
号はデカップリング装置(31)に供給され、該デカップ
リング装置(31)において前記PD調整器(29)の出力信
号は、積分されて、時定数Tnで回転数に反比例して追従
制御され、交互の順方向結合により互いに結合され、た
だしこの場合Tn=Te/2πnであり、Teは前記デカップリ
ング装置(31)の積分時定数であり、該積分時定数は回
転子(10)のアキシヤル慣性モーメントの傾き慣性モー
メントに対する比に比例し、 前記デカップリング装置(31)の出力信号を前記PD調整
器(29)の出力信号(αr,βr)に加算乃至はこれらの
出力信号(αr,βr)から減算することを特徴とする大
きい半径を有する回転子をラジアルおよびアキシャル軸
受する軸受。 - 【請求項2】2つの傾き軸に対応して配置される傾き角
を検出するセンサと該センサに後置接続される比例微分
調整器(PD調整器)とを具備し、 該PD調整器は、固定子に設けられ前記傾き軸に対応して
配置されるコイルのための制御電流を発生し、 該コイルは回転子上の磁石と共働して回転子にモーメン
トを作用させて前記傾き角を制御し、 前記調整器は相互結合装置を有する、回転子の傾き軸を
中心として該回転子を安定化する固定子に設けられた大
きい半径を有する前記回転子をラジアル及びアキシャル
軸受する軸受において、 前記相互結合装置を有する前記PD調整器(29)の出力信
号はデカップリング装置(31)に供給され、該デカップ
リング装置(31)において前記PD調整器(29)の出力信
号は、積分されて、時定数Tnで回転数に反比例して追従
制御され、交互の逆方向結合により互いに結合され、た
だしこの場合Tn=Te/2πnであり、Teは前記デカップリ
ング装置(31)の積分時定数であり、該積分時定数は回
転子(10)のアキシヤル慣性モーメントの傾き慣性モー
メントに対する比に比例し、 前記PD調整器(29)の増幅率Vrが前記回転子(10)の回
転数nの自乗に比例し、前記PD調整器(29)の時定数Tr
が前記回転子(10)の回転数nに反比例して変化され、 前記PD調整器(29)は、所定の最小回転数までは一定の
増幅率Vo及び一定の時定数Toを有し、この最小回転数を
上回ると初めて回転数に依存することを特徴とする大き
い半径を有する回転子をラジアル及びアキシャル軸受す
る軸受。 - 【請求項3】固定子(1)の2つの互いに逆に接続され
ている間隔センサ(22,24;23,25)を各傾き軸X,Yに対応
させて配置することを特徴とする請求項1又は2記載の
軸受。 - 【請求項4】固定子(1)の2つの調整コイル(17,19;
18,20)を各傾き軸X,Yに対応させて配置することを特徴
とする請求項1〜3のいずれか1項記載の軸受。 - 【請求項5】回転子(10)に回転軸(Z)に平行に(リ
ング15の中に)多数の永久磁石を設け、(リング15の)
それぞれ隣同士の永久磁石は異なる極性を有し、 (リング15の)これらの永久磁石に対向させて少なくと
も2相の電動機コイル(12)を固定子(1)に設けるこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の軸
受。 - 【請求項6】電動機コイル(12)の各相巻線をミアンダ
状に形成された導線(37,38)により形成し、 ミアンダ状導線の立上り部分及び立下り部分(39,40)
を回転子軸(Z)に平行に配向し、かつ(リング15の)
永久磁石に実質的に対向して配置し、 前記立上り部分及び立下り部分(39,40)に垂直な部分
(13)は(リング15の)永久磁石の外部に軸方向にずれ
て延在し、 前記ミアンダ状導線の幅が磁極幅に相応することを特徴
とする請求項5記載の軸受。 - 【請求項7】回転子(10)に回転軸(Z)に平行に多数
の永久磁石(リング15の中)を設け、(リング15の)そ
れぞれ隣同士の永久磁石は異なる極性を有し、 (リング15の)永久磁石に対向して少なくとも1つの制
動コイル(11)を設け、該制動コイル(11)を少なくと
も2つの互いに無関係にミアンダ状に形成されている導
線(37,38)により形成し、 ミアンダ状導線の立上り部分及び立下り部分を回転子軸
(Z)に平行に配向し、 前記立上り部分及び立下り部分に垂直な部分(13)は
(リング15の)永久磁石の外部に軸方向にずれて延在
し、 前記ミアンダ状導線の幅は磁極幅に相応し、 回転子(10)の回転は前記立上り部分及び立下り部分に
垂直な部分(13)において制動トルクを発生させない
が、しかし並進運動の場合にはこの並進運動に対する制
動力が発生するように前記部分(13)を部分的にずらし
て配置することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1
項記載の軸受。 - 【請求項8】電動機コイル(12)及び制動コイル(11)
が、共通に使用される(リング15の)永久磁石に対向し
て位置することを特徴とする請求項6又は7記載の軸
受。 - 【請求項9】ラジアル軸受を少なくとも1つの磁石軸受
により形成することを特徴とする請求項1〜3のいずれ
か1項記載の大きい半径を有する回転子をラジアル及び
アキシャル軸受する軸受。 - 【請求項10】ラジアル軸受を受動形磁石軸受により実
現することを特徴とする請求項9記載の軸受。 - 【請求項11】センサにより検出された回転子(10)の
軸方向のずれをPD調整器(30)を介して傾き調整のため
に設けられている調整コイル(17〜20)に同時に供給す
ることを特徴とする請求項9又は10記載の軸受。 - 【請求項12】傾き軸X,Yに対応して配置され傾き角を
検出する一対の間隔センサ(22,24;23,25)を用いる場
合に、該間隔センサ(22,24;23,25)を軸方向調整用セ
ンサとしても用いることを特徴とする請求項11記載の軸
受。 - 【請求項13】傾き軸X,Yに対応する結合されたセンサ
信号に係数Kpを乗算し、次いでこのようにして形成され
た信号を相応の調整コイル(17,19;18,20)に供給され
る信号(αre,βre)に重畳することを特徴とする請求
項9記載の軸受。 - 【請求項14】回転子(10)の回転数nと無関係な積分
相互結合信号を係数Dと乗算してから前記積分相互結合
信号の入力側に帰還することを特徴とする請求項9又は
13記載の軸受。 - 【請求項15】調整コイル(17〜20)及び永久磁石リン
グ(21)を、傾きモーメントを発生させるために外周に
設けることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項記
載の軸受。 - 【請求項16】4つの間隔センサ(22〜25)のうちの1
つの間隔センサが故障した場合、適応及び監視ユニット
(27)によって検出される残りの3つの機能する間隔セ
ンサにより3つの調整器(29,30)に対して同一の入力
信号を形成するように、前記4つの間隔センサ信号の結
合の構成を前記適応及び監視ユニット(27)によって切
り換えることができることを特徴とする請求項1〜15の
いずれか1項記載の軸受。 - 【請求項17】4つの電力増幅器(33〜36)及び/又は
調整コイル(17〜20)のうちのいずれか1つの増幅器が
故障した場合、適応及び監視ユニット(27)により検出
される所属の調整コイルを有する残りの3つの機能する
電力増幅器によって同一のアキシャル力及び同一のモー
メントを回転子(10)に作用させるように、センサ信号
から得られた調整信号(αrep,βrep,Zr)の結合の(32
の中での)構成を前記適応及び監視ユニット(27)によ
って切り換えることができることを特徴とする請求項1
〜16のいずれか1項記載の軸受。 - 【請求項18】回転子(10)を固定子(1)に能動形中
央軸受(1,10,45〜52)により軸受し、X軸及びY軸に
対応して配置されるヨーク鉄心(47〜50)とヨーク部材
(52)と電極(46)とから構成された少なくとも2つの
センサが回転子(10)の半径方向の位置を検出し、 軸受の中央から半径方向にずれている回転子位置を調整
するために、前記センサの出力信号を電力増幅器(64〜
67)を介してその都度各軸に配置されたただ1つの磁界
形成用コイル(51)に供給することを特徴とする請求項
9記載の軸受。 - 【請求項19】回転子(10)のヨーク部材(52)を樽状
に形成することを特徴とする請求項18記載の軸受。 - 【請求項20】コイル(51a〜51d)を磁気的に互いに分
離された90゜セクタの中に設けることを特徴とする請求
項18記載の軸受。 - 【請求項21】センサ(46〜50,52)が容量形あるいは
誘導形センサであることを特徴とする請求項1又は2記
載の軸受。 - 【請求項22】調整器(69)のパラメータである増幅率
及び時定数が切換可能であることを特徴とする請求項1
又は2記載の軸受。 - 【請求項23】軸方向で互いにずれて位置し極性が異な
る2つの永久磁石リング(21)を回転子(10)に設け、 周縁部に亘って均一に分散配置され固定子(1)と接続
されている4つの調整コイル(17〜20)が永久磁石リン
グ(21)に対向して位置し、 前記調整コイル(17〜20)のうちそれぞれ対向配置され
る該調整コイル(17,19;18,20)を傾き調整器(29)の
うちの1つの調整器と接続し、傾斜が発生する際には前
記調整コイル(17,19;18,20)が前記回転子(10)に対
して戻しトルクを作用させることを特徴とする請求項1
〜4のいずれか1項記載の軸受。
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