JP3114089B2 - 磁気軸受装置 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0444—Details of devices to control the actuation of the electromagnets
- F16C32/0451—Details of controllers, i.e. the units determining the power to be supplied, e.g. comparing elements, feedback arrangements with P.I.D. control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/44—Centrifugal pumps
- F16C2360/45—Turbo-molecular pumps
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気軸受装置に係わ
り、特に回転子の加速の際に生じ易い回転子のコニカル
運動やパラレル運動による弊害を防止する磁気軸受装置
に関する。
り、特に回転子の加速の際に生じ易い回転子のコニカル
運動やパラレル運動による弊害を防止する磁気軸受装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に、従来の３軸制御型磁気軸受を有
するターボ分子ポンプの概略構成図を示す。３軸制御型
磁気軸受では、回転子２を磁気浮上させるのに半径方向
電磁石４と軸方向電磁石６を使用している。そして、回
転子２の半径方向の位置制御は半径方向位置センサ８で
回転子２の位置を検出し、ＰＩＤ調節機能を有する補償
回路１０を介し、電流アンプ１２で電流増幅後半径方向
電磁石４を駆動することで能動的に行っている。従っ
て、回転子２の位置制御は半径方向位置センサ８で検出
した振れのみを頼りに行われている。半径方向位置セン
サ８は回転子２の重心位置（図示略）より上側に配置さ
れるため、回転子２の上側振れを監視していることにな
る。一方、回転子２の重心位置より下側の振れの制御
は、軸方向電磁石６、金属ディスク１４、永久磁石１６
による受動的なものである。このため、回転子２を加速
し、ターボ分子ポンプに固有に存在する共振点を通過す
る際には、下側の振れが大きくなり（回転子２の重心位
置付近を中心として上側の振れ及び下側の振れが共に円
錐運動をする）保護ベアリング１８と接触する現象を生
ずことがある。これによりベアリングを消耗したり、一
時的に振動を発生する。かかる共振点は回転子２の回転
数に応じて変動する性質があるが、一般的には静止状態
を同一起点として回転数に応じて２方向の運動に分離さ
れる。即ち、回転方向とは逆の後回り運動（歳差）と、
回転方向と同方向の前回り運動（章動）である。ここ
に、コニカルモードの共振点は歳差の共振が回転子２の
回転数と重なる点と、章動の共振が回転子２の回転数と
重なる点の２箇所に存在する。更に、コニカルモードの
共振とは別にターボ分子ポンプでは回転子２の並進運動
によるパラレルモードの共振を生ずることがある。そし
て、このパラレルモードの共振によっても同様に保護ベ
アリング１８との接触や一時的な振動を生ずることがあ
る。現実には、コニカルモードの共振とパラレルモード
の共振が複雑に混在している場合が多い。かかるコニカ
ルモードやパラレルモードの共振による不都合を回避す
るため、従来は補償回路１０のＰＩＤ定数を調整するこ
とで対応している。
するターボ分子ポンプの概略構成図を示す。３軸制御型
磁気軸受では、回転子２を磁気浮上させるのに半径方向
電磁石４と軸方向電磁石６を使用している。そして、回
転子２の半径方向の位置制御は半径方向位置センサ８で
回転子２の位置を検出し、ＰＩＤ調節機能を有する補償
回路１０を介し、電流アンプ１２で電流増幅後半径方向
電磁石４を駆動することで能動的に行っている。従っ
て、回転子２の位置制御は半径方向位置センサ８で検出
した振れのみを頼りに行われている。半径方向位置セン
サ８は回転子２の重心位置（図示略）より上側に配置さ
れるため、回転子２の上側振れを監視していることにな
る。一方、回転子２の重心位置より下側の振れの制御
は、軸方向電磁石６、金属ディスク１４、永久磁石１６
による受動的なものである。このため、回転子２を加速
し、ターボ分子ポンプに固有に存在する共振点を通過す
る際には、下側の振れが大きくなり（回転子２の重心位
置付近を中心として上側の振れ及び下側の振れが共に円
錐運動をする）保護ベアリング１８と接触する現象を生
ずことがある。これによりベアリングを消耗したり、一
時的に振動を発生する。かかる共振点は回転子２の回転
数に応じて変動する性質があるが、一般的には静止状態
を同一起点として回転数に応じて２方向の運動に分離さ
れる。即ち、回転方向とは逆の後回り運動（歳差）と、
回転方向と同方向の前回り運動（章動）である。ここ
に、コニカルモードの共振点は歳差の共振が回転子２の
回転数と重なる点と、章動の共振が回転子２の回転数と
重なる点の２箇所に存在する。更に、コニカルモードの
共振とは別にターボ分子ポンプでは回転子２の並進運動
によるパラレルモードの共振を生ずることがある。そし
て、このパラレルモードの共振によっても同様に保護ベ
アリング１８との接触や一時的な振動を生ずることがあ
る。現実には、コニカルモードの共振とパラレルモード
の共振が複雑に混在している場合が多い。かかるコニカ
ルモードやパラレルモードの共振による不都合を回避す
るため、従来は補償回路１０のＰＩＤ定数を調整するこ
とで対応している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、補償回
路１０の制御は特性の異なるコニカルモードとパラレル
モードの双方の共振に対し、一つのＰＩＤ定数による一
括した制御を採っているため両モードに対する折衷的な
制御となる恐れがあった。また、下側の振れは監視しな
い状態で回転子２の重心位置より上側を制御している
が、コニカル運動の中心位置２０は回転数により変動す
るため、この中心位置２０が上方に移動した場合には上
側の振れが僅かであっても大きな下側の振れとなり易
い。なお、両運動の影響は、回転子２の固有の共振点に
おいて顕著であるが、回転子２の不釣り合いの大きさと
位置によっては共振点以外においても同様の現象を生ず
ることがある。本発明はこのような従来の課題に鑑みて
なされたもので、回転子の加速の際に生じ易い回転子の
コニカル運動やパラレル運動による弊害を防止する磁気
軸受装置を提供することを目的とする。
路１０の制御は特性の異なるコニカルモードとパラレル
モードの双方の共振に対し、一つのＰＩＤ定数による一
括した制御を採っているため両モードに対する折衷的な
制御となる恐れがあった。また、下側の振れは監視しな
い状態で回転子２の重心位置より上側を制御している
が、コニカル運動の中心位置２０は回転数により変動す
るため、この中心位置２０が上方に移動した場合には上
側の振れが僅かであっても大きな下側の振れとなり易
い。なお、両運動の影響は、回転子２の固有の共振点に
おいて顕著であるが、回転子２の不釣り合いの大きさと
位置によっては共振点以外においても同様の現象を生ず
ることがある。本発明はこのような従来の課題に鑑みて
なされたもので、回転子の加速の際に生じ易い回転子の
コニカル運動やパラレル運動による弊害を防止する磁気
軸受装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このため本発明（請求項
１）は、回転子の重心位置より吸気口側に配設した第１
の半径方向位置センサと、前記回転子の重心位置を挟ん
で前記第１の半径方向位置センサの反対側に配設した第
２の半径方向位置センサと、前記第１の半径方向位置セ
ンサと第２の半径方向位置センサで検出した信号の位相
差を比較する位相差比較手段と、該位相差比較手段の位
相差が所定値未満のときパラレルモードの補償信号を出
力し、前記位相差比較手段の位相差が所定値以上のとき
コニカルモードの補償信号を出力する補償信号算出手段
と、前記パラレルモードの補償信号又はコニカルモード
の補償信号を増幅する増幅手段と、該増幅手段の出力に
基づき回転子の半径方向の位置を制御する半径方向電磁
石を備え、該半径方向電磁石は前記回転子の重心位置よ
り吸気口側に配設した。
１）は、回転子の重心位置より吸気口側に配設した第１
の半径方向位置センサと、前記回転子の重心位置を挟ん
で前記第１の半径方向位置センサの反対側に配設した第
２の半径方向位置センサと、前記第１の半径方向位置セ
ンサと第２の半径方向位置センサで検出した信号の位相
差を比較する位相差比較手段と、該位相差比較手段の位
相差が所定値未満のときパラレルモードの補償信号を出
力し、前記位相差比較手段の位相差が所定値以上のとき
コニカルモードの補償信号を出力する補償信号算出手段
と、前記パラレルモードの補償信号又はコニカルモード
の補償信号を増幅する増幅手段と、該増幅手段の出力に
基づき回転子の半径方向の位置を制御する半径方向電磁
石を備え、該半径方向電磁石は前記回転子の重心位置よ
り吸気口側に配設した。
【０００５】また、本発明（請求項２）は、回転子の重
心位置より吸気口側に配設した第１の半径方向位置セン
サと、前記回転子の重心位置を挟んで前記第１の半径方
向位置センサの反対側に配設した第２の半径方向位置セ
ンサと、前記第１の半径方向位置センサと第２の半径方
向位置センサで検出した信号の位相差を比較する位相差
比較手段と、該位相差比較手段の位相差の大きさに応じ
てパラレルモードの補償信号とコニカルモードの補償信
号を比率調節し、その調節した両補償信号を加算する補
償信号算出手段と、該補償信号算出手段の出力を増幅す
る増幅手段と、該増幅手段の出力に基づき回転子の半径
方向の位置を制御する半径方向電磁石を備え、該半径方
向電磁石は前記回転子の重心位置より吸気口側に配設し
た。
心位置より吸気口側に配設した第１の半径方向位置セン
サと、前記回転子の重心位置を挟んで前記第１の半径方
向位置センサの反対側に配設した第２の半径方向位置セ
ンサと、前記第１の半径方向位置センサと第２の半径方
向位置センサで検出した信号の位相差を比較する位相差
比較手段と、該位相差比較手段の位相差の大きさに応じ
てパラレルモードの補償信号とコニカルモードの補償信
号を比率調節し、その調節した両補償信号を加算する補
償信号算出手段と、該補償信号算出手段の出力を増幅す
る増幅手段と、該増幅手段の出力に基づき回転子の半径
方向の位置を制御する半径方向電磁石を備え、該半径方
向電磁石は前記回転子の重心位置より吸気口側に配設し
た。
【０００６】
【０００７】更に、本発明（請求項３）は、前記第２の
半径方向位置センサで検出した振幅が設定値を越えたと
き前記補償信号算出手段の出力を所定値に制限するゲイ
ン調節手段を前記補償信号算出手段と前記増幅手段の間
に備えて構成した。
半径方向位置センサで検出した振幅が設定値を越えたと
き前記補償信号算出手段の出力を所定値に制限するゲイ
ン調節手段を前記補償信号算出手段と前記増幅手段の間
に備えて構成した。
【０００８】更に、本発明（請求項４）は、前記第２の
半径方向位置センサで検出した振幅が所定時間設定値を
越えるとき前記補償信号算出手段の出力の増幅又は減衰
及び回転子の減速の少なくとも一方を行うゲイン調節手
段を前記補償信号算出手段と前記増幅手段の間に備えて
構成した。
半径方向位置センサで検出した振幅が所定時間設定値を
越えるとき前記補償信号算出手段の出力の増幅又は減衰
及び回転子の減速の少なくとも一方を行うゲイン調節手
段を前記補償信号算出手段と前記増幅手段の間に備えて
構成した。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態を示
す。尚、図３と同一要素のものについては同一符号を付
して説明は省略する。図１において、３軸制御型磁気軸
受には回転子２の重心位置より上側に配置された半径方
向位置センサ８の他に、回転子２の重心位置より下側の
回転子２の半径方向の位置を検出するため半径方向位置
センサ２２が配置されている。位相差比較回路２４は、
半径方向位置センサ８と半径方向位置センサ２２で検出
された位置信号の位相差を算出するもので、位相差比較
手段に相当する。位相差比較回路２４の出力は、回転子
２のパラレル運動を補償するためのパラレルモード補償
回路２６とコニカル運動を補償するためのコニカルモー
ド補償回路２８に入力される様になっている。パラレル
モード補償回路２６とコニカルモード補償回路２８は補
償信号算出手段に相当する。そして、パラレルモード補
償回路２６とコニカルモード補償回路２８の出力は、電
流アンプ１２を介して半径方向電磁石４に入力される様
になっている。電流アンプ１２は増幅手段に相当する。
基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態を示
す。尚、図３と同一要素のものについては同一符号を付
して説明は省略する。図１において、３軸制御型磁気軸
受には回転子２の重心位置より上側に配置された半径方
向位置センサ８の他に、回転子２の重心位置より下側の
回転子２の半径方向の位置を検出するため半径方向位置
センサ２２が配置されている。位相差比較回路２４は、
半径方向位置センサ８と半径方向位置センサ２２で検出
された位置信号の位相差を算出するもので、位相差比較
手段に相当する。位相差比較回路２４の出力は、回転子
２のパラレル運動を補償するためのパラレルモード補償
回路２６とコニカル運動を補償するためのコニカルモー
ド補償回路２８に入力される様になっている。パラレル
モード補償回路２６とコニカルモード補償回路２８は補
償信号算出手段に相当する。そして、パラレルモード補
償回路２６とコニカルモード補償回路２８の出力は、電
流アンプ１２を介して半径方向電磁石４に入力される様
になっている。電流アンプ１２は増幅手段に相当する。
【００１０】次に動作を説明する。半径方向位置センサ
８と半径方向位置センサ２２によって検出された位置信
号は、位相差比較回路２４に入力され、両位置信号の位
相差が算出される。そして、位相差が例えば０度以上９
０度未満(YES)のときには、回転子２の運動の状態はパ
ラレル運動と判断され、パラレルモード補償回路２６に
より予め設定されたＰＩＤ定数に基づき算出された信号
が出力される。一方、位相差が例えば９０度以上１８０
度以下(NO)のときには、回転子２の運動の状態はコニカ
ル運動と判断され、コニカルモード補償回路２８により
予め設定されたＰＩＤ定数に基づき算出された信号が出
力される。パラレルモード補償回路２６とコニカルモー
ド補償回路２８のゲイン余裕及び位相余裕は設計仕様を
十分満足する様に個別に設定が可能である。そして、パ
ラレルモード補償回路２６又はコニカルモード補償回路
２８の出力信号は、電流アンプ１２で電流増幅された後
に半径方向電磁石４を駆動する。このため、回転子２の
コニカル運動やパラレル運動のそれぞれに対し、最適な
制御を行うことが出来る。なお、本実施形態では位相差
の境界を９０度に設定したが必ずしも９０度に限定する
ものでは無く、コニカル運動とパラレル運動を効率良く
抑制するため試行的に定めても良い。また、コニカル運
動とパラレル運動は主に回転子の加速の際に生じ易い
が、これに限定するものでは無く定格運転時（例えば先
述した回転子２の不釣り合いの大きさ等による場合）で
も同様の制御が可能である。
８と半径方向位置センサ２２によって検出された位置信
号は、位相差比較回路２４に入力され、両位置信号の位
相差が算出される。そして、位相差が例えば０度以上９
０度未満(YES)のときには、回転子２の運動の状態はパ
ラレル運動と判断され、パラレルモード補償回路２６に
より予め設定されたＰＩＤ定数に基づき算出された信号
が出力される。一方、位相差が例えば９０度以上１８０
度以下(NO)のときには、回転子２の運動の状態はコニカ
ル運動と判断され、コニカルモード補償回路２８により
予め設定されたＰＩＤ定数に基づき算出された信号が出
力される。パラレルモード補償回路２６とコニカルモー
ド補償回路２８のゲイン余裕及び位相余裕は設計仕様を
十分満足する様に個別に設定が可能である。そして、パ
ラレルモード補償回路２６又はコニカルモード補償回路
２８の出力信号は、電流アンプ１２で電流増幅された後
に半径方向電磁石４を駆動する。このため、回転子２の
コニカル運動やパラレル運動のそれぞれに対し、最適な
制御を行うことが出来る。なお、本実施形態では位相差
の境界を９０度に設定したが必ずしも９０度に限定する
ものでは無く、コニカル運動とパラレル運動を効率良く
抑制するため試行的に定めても良い。また、コニカル運
動とパラレル運動は主に回転子の加速の際に生じ易い
が、これに限定するものでは無く定格運転時（例えば先
述した回転子２の不釣り合いの大きさ等による場合）で
も同様の制御が可能である。
【００１１】次に、本発明の第２実施形態について説明
する。図２は本発明の第２実施形態を示す。尚、図１及
び図３と同一要素のものについては同一符号を付して説
明は省略する。図２において、位相差比較回路２４とパ
ラレルモード補償回路２６及びコニカルモード補償回路
２８の間には、比率調節を行うために調節器３２及び調
節器３４が配設されている。パラレルモード補償回路２
６及びコニカルモード補償回路２８の出力は加算器３６
に入力され、信号加算される様になっている。調節器３
２、調節器３４、パラレルモード補償回路２６、コニカ
ルモード補償回路２８及び加算器３６は補償信号算出手
段に相当する。ゲイン調節器３８は、加算器３６の出力
及び半径方向位置センサ２２の出力を入力しゲインの調
節を行うもので、ゲイン調節手段に相当する。そして、
ゲイン調節器３８の出力信号は電流アンプ１２に入力さ
れる様になっている。
する。図２は本発明の第２実施形態を示す。尚、図１及
び図３と同一要素のものについては同一符号を付して説
明は省略する。図２において、位相差比較回路２４とパ
ラレルモード補償回路２６及びコニカルモード補償回路
２８の間には、比率調節を行うために調節器３２及び調
節器３４が配設されている。パラレルモード補償回路２
６及びコニカルモード補償回路２８の出力は加算器３６
に入力され、信号加算される様になっている。調節器３
２、調節器３４、パラレルモード補償回路２６、コニカ
ルモード補償回路２８及び加算器３６は補償信号算出手
段に相当する。ゲイン調節器３８は、加算器３６の出力
及び半径方向位置センサ２２の出力を入力しゲインの調
節を行うもので、ゲイン調節手段に相当する。そして、
ゲイン調節器３８の出力信号は電流アンプ１２に入力さ
れる様になっている。
【００１２】次に動作を説明する。位相差比較回路２４
では半径方向位置センサ８と半径方向位置センサ２２に
よって検出された位置信号の位相差が算出される。そし
て、この位相差に基づき調節器３２及び調節器３４の比
率が設定される。比率の設定を行うのは、通常の場合コ
ニカル運動とパラレル運動は明確に区別出来る場合は少
なく、混在した形での運動となる場合が多いからであ
る。比率の設定は次のように自動的に行われる。例え
ば、位相差が１８０度のときは、コニカル運動のみの場
合と考えられるから、調節器３２の比率を０に調節器３
４の比率を１に設定する。逆に、位相差が０度のとき
は、パラレル運動のみの場合と考えられるから、調節器
３２の比率を１に調節器３４の比率を０に設定する。そ
して、位相差が９０度のときは、パラレル運動とコニカ
ル運動が等しく生じている場合と考えられるから、調節
器３２の比率及び調節器３４の比率を０．５に設定す
る。以上の様な設定を中間値をも含め、段階的に、ある
いは連続的に行う。このとき、比率を１あるいは０の２
段階のみに設定すれば、結局は第１の実施形態と同様の
機能となる。パラレルモード補償回路２６とコニカルモ
ード補償回路２８の出力は、加算器３６で加算され、ゲ
イン調節器３８へと送られる。ゲイン調節器３８にはま
た、半径方向位置センサ２２からの位置信号も入力し、
回転子２の重心位置より下側の振れを監視している。こ
のゲイン調節器３８で下側の振れを監視するのは、コニ
カル運動の中心位置２０が回転数により変動し、この中
心位置２０が上方に移動した場合には上側の振れが僅か
であっても大きな下側の振れとなるためである。かかる
場合の保護ベアリング１８との接触を避けるため、下側
の振れが予め定めた所定値を越えた場合には、加算器３
６からの出力を所定値以上大きくならない様に制限す
る。また、例えば振れが設定値を越える時間を測定し所
定時間（例えば１秒）以上経過したときには加算器３６
からの出力を増幅又は減衰させ、更に所定時間（例えば
２秒）以上経過したときには回転子の減速を行う様にし
ても良い。このことにより、下側の振れが大きくなるこ
とを防止しつつ、パラレル運動とコニカル運動の混在し
た共振を半径方向電磁石４のみの制御で効率良く抑制す
ることが出来る。
では半径方向位置センサ８と半径方向位置センサ２２に
よって検出された位置信号の位相差が算出される。そし
て、この位相差に基づき調節器３２及び調節器３４の比
率が設定される。比率の設定を行うのは、通常の場合コ
ニカル運動とパラレル運動は明確に区別出来る場合は少
なく、混在した形での運動となる場合が多いからであ
る。比率の設定は次のように自動的に行われる。例え
ば、位相差が１８０度のときは、コニカル運動のみの場
合と考えられるから、調節器３２の比率を０に調節器３
４の比率を１に設定する。逆に、位相差が０度のとき
は、パラレル運動のみの場合と考えられるから、調節器
３２の比率を１に調節器３４の比率を０に設定する。そ
して、位相差が９０度のときは、パラレル運動とコニカ
ル運動が等しく生じている場合と考えられるから、調節
器３２の比率及び調節器３４の比率を０．５に設定す
る。以上の様な設定を中間値をも含め、段階的に、ある
いは連続的に行う。このとき、比率を１あるいは０の２
段階のみに設定すれば、結局は第１の実施形態と同様の
機能となる。パラレルモード補償回路２６とコニカルモ
ード補償回路２８の出力は、加算器３６で加算され、ゲ
イン調節器３８へと送られる。ゲイン調節器３８にはま
た、半径方向位置センサ２２からの位置信号も入力し、
回転子２の重心位置より下側の振れを監視している。こ
のゲイン調節器３８で下側の振れを監視するのは、コニ
カル運動の中心位置２０が回転数により変動し、この中
心位置２０が上方に移動した場合には上側の振れが僅か
であっても大きな下側の振れとなるためである。かかる
場合の保護ベアリング１８との接触を避けるため、下側
の振れが予め定めた所定値を越えた場合には、加算器３
６からの出力を所定値以上大きくならない様に制限す
る。また、例えば振れが設定値を越える時間を測定し所
定時間（例えば１秒）以上経過したときには加算器３６
からの出力を増幅又は減衰させ、更に所定時間（例えば
２秒）以上経過したときには回転子の減速を行う様にし
ても良い。このことにより、下側の振れが大きくなるこ
とを防止しつつ、パラレル運動とコニカル運動の混在し
た共振を半径方向電磁石４のみの制御で効率良く抑制す
ることが出来る。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明（請求項１）
によれば、第１の半径方向位置センサの他に第２の半径
方向位置センサを配設し、検出信号の位相差に応じてパ
ラレルモードの補償信号とコニカルモードの補償信号を
切り替え出力する構成としたので、パラレルモードとコ
ニカルモードの共振を分離し、各共振に応じた形で回転
子の半径方向位置調整が出来、磁気軸受装置の性能を向
上出来る。
によれば、第１の半径方向位置センサの他に第２の半径
方向位置センサを配設し、検出信号の位相差に応じてパ
ラレルモードの補償信号とコニカルモードの補償信号を
切り替え出力する構成としたので、パラレルモードとコ
ニカルモードの共振を分離し、各共振に応じた形で回転
子の半径方向位置調整が出来、磁気軸受装置の性能を向
上出来る。
【００１４】また、本発明（請求項２）によれば、第１
の半径方向位置センサの他に第２の半径方向位置センサ
を配設し、検出信号の位相差に応じてパラレルモードの
補償信号とコニカルモードの補償信号に設定倍率を乗算
し、その後両補償信号を加算する構成としたので、パラ
レルモードとコニカルモードが混在した形での共振に対
し混在の比率に応じて回転子の半径方向位置調整が出
来、磁気軸受装置の性能を更に向上出来る。
の半径方向位置センサの他に第２の半径方向位置センサ
を配設し、検出信号の位相差に応じてパラレルモードの
補償信号とコニカルモードの補償信号に設定倍率を乗算
し、その後両補償信号を加算する構成としたので、パラ
レルモードとコニカルモードが混在した形での共振に対
し混在の比率に応じて回転子の半径方向位置調整が出
来、磁気軸受装置の性能を更に向上出来る。
【００１５】
【００１６】更に、本発明（請求項３）によれば、補償
信号算出手段と増幅手段の間に出力を所定値に制限する
ゲイン調節手段を備えて構成したので、下側の振れが所
定値以上に大きくなることを防止出来る。
信号算出手段と増幅手段の間に出力を所定値に制限する
ゲイン調節手段を備えて構成したので、下側の振れが所
定値以上に大きくなることを防止出来る。
【００１７】更に、本発明（請求項４）によれば、補償
信号算出手段と増幅手段の間に出力の増幅又は減衰及び
回転子の減速を行うゲイン調節手段を備えて構成したの
で、下側の振れが所定値以上に大きくなることを防止出
来る。
信号算出手段と増幅手段の間に出力の増幅又は減衰及び
回転子の減速を行うゲイン調節手段を備えて構成したの
で、下側の振れが所定値以上に大きくなることを防止出
来る。
【００１８】
【図１】 本発明の第１実施形態の構成図
【図２】 本発明の第２実施形態の構成図
【図３】 従来の３軸制御型磁気軸受を有するターボ分
子ポンプの概略構成図
子ポンプの概略構成図
２ 回転子 ４ 半径方向電磁石 ８、２２ 半径方向位置センサ １０ 補償回路 １２ 電流アンプ ２４ 位相差比較回路 ２６ パラレルモード補償回路 ２８ コニカルモード補償回路 ３２、３４ 調節器 ３６ 加算器 ３８ ゲイン調節器
Claims (4)
- 【請求項１】 回転子の重心位置より吸気口側に配設し
た第１の半径方向位置センサと、前記回転子の重心位置
を挟んで前記第１の半径方向位置センサの反対側に配設
した第２の半径方向位置センサと、前記第１の半径方向
位置センサと第２の半径方向位置センサで検出した信号
の位相差を比較する位相差比較手段と、該位相差比較手
段の位相差が所定値未満のときパラレルモードの補償信
号を出力し、前記位相差比較手段の位相差が所定値以上
のときコニカルモードの補償信号を出力する補償信号算
出手段と、前記パラレルモードの補償信号又はコニカル
モードの補償信号を増幅する増幅手段と、該増幅手段の
出力に基づき回転子の半径方向の位置を制御する半径方
向電磁石を備え、該半径方向電磁石は前記回転子の重心
位置より吸気口側に配設されていることを特徴とする磁
気軸受装置。 - 【請求項２】 回転子の重心位置より吸気口側に配設し
た第１の半径方向位置センサと、前記回転子の重心位置
を挟んで前記第１の半径方向位置センサの反対側に配設
した第２の半径方向位置センサと、前記第１の半径方向
位置センサと第２の半径方向位置センサで検出した信号
の位相差を比較する位相差比較手段と、該位相差比較手
段の位相差の大きさに応じてパラレルモードの補償信号
とコニカルモードの補償信号を比率調節し、その調節し
た両補償信号を加算する補償信号算出手段と、該補償信
号算出手段の出力を増幅する増幅手段と、該増幅手段の
出力に基づき回転子の半径方向の位置を制御する半径方
向電磁石を備え、該半径方向電磁石は前記回転子の重心
位置より吸気口側に配設されていることを特徴とする磁
気軸受装置。 - 【請求項３】 前記第２の半径方向位置センサで検出し
た振幅が設定値を越えたとき前記補償信号算出手段の出
力を所定値に制限するゲイン調節手段を前記補償信号算
出手段と前記増幅手段の間に備えたことを特徴とする請
求項１又は２記載の磁気軸受装置。 - 【請求項４】 前記第２の半径方向位置センサで検出し
た振幅が所定時間設定値を越えるとき前記補償信号算出
手段の出力の増幅又は減衰及び回転子の減速の少なくと
も一方を行うゲイン調節手段を前記補償信号算出手段と
前記増幅手段の間に備えたことを特徴とする請求項１又
は２記載の磁気軸受装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20645796A JP3114089B2 (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 磁気軸受装置 |
| EP97305384A EP0819861A3 (en) | 1996-07-18 | 1997-07-18 | Magnetic bearing devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20645796A JP3114089B2 (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 磁気軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1037958A JPH1037958A (ja) | 1998-02-13 |
| JP3114089B2 true JP3114089B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=16523703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20645796A Expired - Fee Related JP3114089B2 (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 磁気軸受装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0819861A3 (ja) |
| JP (1) | JP3114089B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110618022A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-12-27 | 东北大学 | 一种适用于真三轴试验机的单向快速电磁卸荷装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| EP2006556B1 (en) * | 2007-06-18 | 2013-11-13 | Mecos Traxler AG | Recovery of impact in a magnetic bearing device |
| CN102251979B (zh) * | 2011-07-05 | 2014-06-25 | 北京中科科仪股份有限公司 | 一种磁悬浮分子泵失稳恢复控制方法 |
| CN105158497B (zh) * | 2015-09-10 | 2018-02-13 | 重庆市北碚区德宇仪表元件有限公司 | 磁悬浮转速传感器 |
| CN105090244B (zh) * | 2015-09-10 | 2018-01-16 | 重庆市北碚区德宇仪表元件有限公司 | 轴向受力磁悬浮轴承 |
| JP7148230B2 (ja) * | 2017-08-31 | 2022-10-05 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ及び制御装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0632209B1 (en) * | 1993-06-04 | 1998-12-02 | Seiko Seiki Kabushiki Kaisha | Magnetic bearing |
| JP3296074B2 (ja) * | 1994-03-18 | 2002-06-24 | 株式会社日立製作所 | 高速回転体およびそれに用いる磁気軸受の制御装置 |
-
1996
- 1996-07-18 JP JP20645796A patent/JP3114089B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-07-18 EP EP97305384A patent/EP0819861A3/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110618022A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-12-27 | 东北大学 | 一种适用于真三轴试验机的单向快速电磁卸荷装置 |
| CN110618022B (zh) * | 2019-09-17 | 2021-05-18 | 东北大学 | 一种适用于真三轴试验机的单向快速电磁卸荷装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0819861A3 (en) | 2000-07-26 |
| EP0819861A2 (en) | 1998-01-21 |
| JPH1037958A (ja) | 1998-02-13 |
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|---|---|---|---|
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