JP7080318B2 - 磁気軸受装置における標遊磁束の補償 - Google Patents
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Description
ip+in+ic=0
Φstray=定数×(Npip+Nnin+Ncic)
ここで、Np、Nn及びNcは、コイルp、n及びcの巻数をそれぞれ表す。Np、Nn及びNcの符号は、回転軸の周りの巻方向が左回りであれば正であり、巻方向が右回りであれば負である。
Φstray=定数×(Npip+Nnin+Ncic)=定数×N×(ip+in+ic)=0
ic=-(ip+in)
そのため、主コイルの電流によって生じた漂遊磁束が、補償コイルを通る制御電流icによって生じた相殺磁界によって補償される。
11 第1の出力
12 第2の出力
13 第3の出力
14 共通ノード
20 ロータ
21 シャフト部
22 ディスク形状部
31 第1のアキシャルステータアセンブリ
32 第2のアキシャルステータアセンブリ
33 ラジアルステータアセンブリ
40 ハウジング
50 位置センサ
p 第1の主コイル
p1 第1の端子
p2 第2の端子
n 第2の主コイル
n1 第1の端子
n2 第2の端子
c 補償コイル
c1 第1の端子
c2 第2の端子
cp 第1の補償コイル
cn 第2の補償コイル
r ラジアルコイル
Φp 第1の主コイルによる磁束
Φn 第2の主コイルによる磁束
Φc 補償コイルによる磁束
ip 第1の主コイルの電流
in 第2の主コイルの電流
ic 補償コイルの電流
Claims (9)
- 回転軸(A)を中心とした回転のために、ロータ(20)を磁気的に浮上させる磁気軸受装置であって、
前記磁気軸受装置は、アンプ装置(10)と、前記回転軸(A)の周りに延在する第1の主コイル(p)と、前記回転軸(A)の周りに延在する第2の主コイル(n)とを備え、
前記第1の主コイル(p)の一方の端子(p1)が、前記アンプ装置(10)の第1の出力(11)に接続され、
前記第2の主コイル(n)の一方の端子(n1)が、前記アンプ装置(10)の第2の出力(12)に接続され、
前記第1の主コイル(p)の更なる端子(p2)と前記第2の主コイル(n)の更なる端子(n2)とが、共通ノード(14)で接続され、
前記主コイル(p、n)は、前記アンプ装置(10)によって電流(ip、in)が供給されたときに、標遊磁束を生じさせ、
前記磁気軸受装置は、前記アンプ装置(10)の第3の出力(13)と前記共通ノード(14)との間に接続された少なくとも1つの補償コイル(c;cp、cn)を備え、
前記補償コイル(c;cp、cn)は、前記回転軸(A)の周りに延在し、
前記第1の主コイル(p)、前記第2の主コイル(n)及び前記補償コイル(c)は、前記補償コイル(c)を通って前記アンプ装置(10)と前記共通ノード(14)との間を流れるいかなる電流(ic)も前記第1及び第2の主コイル(p、n)によって生じた標遊磁束を減らす磁界を生じさせるような極性で、前記アンプ装置(10)に接続されている
ことを特徴とする、磁気軸受装置。 - 前記第1の主コイル(p)、前記第2の主コイル(n)及び前記補償コイル(c)は、前記回転軸(A)の周りで実質的に同じ巻数を有する
ことを特徴とする、請求項1に記載の磁気軸受装置。 - ハウジング(40)を更に備え、前記第1の主コイル(p)、前記第2の主コイル(n)及び前記補償コイル(c)は、前記ハウジング(40)内に配置されている
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の磁気軸受装置。 - 前記磁気軸受装置は、能動型アキシャル磁気軸受を備え、前記能動型アキシャル磁気軸受は、前記第1の主コイル(p)を含む第1のアキシャルステータアセンブリ(31)と、前記第2の主コイル(n)を含む第2のアキシャルステータアセンブリ(32)とを備え、
前記第1のアキシャルステータアセンブリ(31)及び前記ロータ(20)は、第1の制御磁束経路を構成し、
前記第2のアキシャルステータアセンブリ(32)及び前記ロータ(20)は、第2の制御磁束経路を構成し、
前記補償コイル(c)は、前記第1及び第2の制御磁束経路の外側に配置されている
ことを特徴とする、請求項1~3のいずれか一つに記載の磁気軸受装置。 - 能動型ラジアル磁気軸受を更に含み、前記能動型ラジアル磁気軸受は、複数のラジアルコイル(r)を含むラジアルステータアセンブリ(33)を備え、前記補償コイルは、前記ラジアルステータアセンブリ(33)に隣接して配置され、前記ラジアルコイル(r)を半径方向に取り囲む
ことを特徴とする、請求項4に記載の磁気軸受装置。 - 前記アンプ装置(10)の前記第3の出力(13)と前記共通ノード(14)との間に直列配置で接続された少なくとも2つの補償コイル(cp、cn)を備え、各前記補償コイル(cp、cn)は、前記回転軸(A)の周りに延在する
ことを特徴とする、請求項1に記載の磁気軸受装置。 - 前記補償コイル(cp、cn)は一緒になって、前記回転軸(A)の周りで、前記第1の主コイル(p)及び前記第2の主コイル(n)の各々と実質的に同じ巻数を有する
ことを特徴とする、請求項6に記載の磁気軸受装置。 - 前記磁気軸受装置は、能動型アキシャル磁気軸受を備え、前記能動型アキシャル磁気軸受は、前記第1の主コイル(p)を含む第1のアキシャルステータアセンブリ(31)と、前記第2の主コイル(n)を含む第2のアキシャルステータアセンブリ(32)とを備え、
前記第1のアキシャルステータアセンブリ(31)と前記ロータ(20)が第1の制御磁束経路を構成し、
前記第2のアキシャルステータアセンブリ(32)と前記ロータ(20)が第2の制御磁束経路を構成し、
前記補償コイルの1つ(cp)が、前記第1のアキシャルステータアセンブリに隣接して配置され、前記補償コイルのもう1つ(cn)が、前記第2のアキシャルステータアセンブリに隣接して配置されている
ことを特徴とする、請求項6又は7に記載の磁気軸受装置。 - 請求項1~8のいずれか1つに記載の磁気軸受装置を操作する方法であって、前記第1の主コイル(p)を通る第1の電流(ip)、前記第2の主コイル(n)を通る第2の電流(in)及び前記少なくとも一つの補償コイル(c)を通る第3の電流(ic)を供給するように、前記アンプ装置(10)を操作することを含む
ことを特徴とする、方法。
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