JPH06213233A

JPH06213233A - 磁気軸受装置

Info

Publication number: JPH06213233A
Application number: JP829593A
Authority: JP
Inventors: Hirotomo Kamiyama; 拓知上山
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1993-01-21
Filing date: 1993-01-21
Publication date: 1994-08-02
Anticipated expiration: 2017-08-05
Also published as: JP3312218B2

Abstract

(57)【要約】【目的】回転体の並進運動と傾斜運動の制御を完全に
分離できるようにする。【構成】制御装置６が、回転体１のラジアル方向変位
量が零になるような並進運動制御信号を出力する並進運
動制御回路、および回転体１の重心回りの傾斜量が零に
なるような傾斜運動制御信号を出力する傾斜運動制御回
路を備え、第１のラジアル方向電磁石(4a)(4b)の駆動回
路に、並進運動制御信号と傾斜運動制御信号とが１対１
の割合で入力し、第２のラジアル方向電磁石(5a)(5b)の
駆動回路に、並進運動制御信号に第１の係数を乗じた信
号から、傾斜運動制御信号に第２の係数を乗じた信号を
減算した信号が入力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、磁気軸受装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】磁気軸受装置として、従来、回転体を非
接触支持する１つのアキシアル方向磁気軸受と２つのラ
ジアル方向磁気軸受とを備えた５自由度制御型磁気軸受
装置が知られている。

【０００３】このような５自由度制御型磁気軸受装置に
おいては、回転体の重心に関する並進運動と傾斜運動を
制御する制御系が知られている。このうち、回転体のア
キシアル方向の並進運動は、アキシアル方向磁気軸受に
より独立に制御される。回転体のラジアル方向の並進運
動および傾斜運動は、回転体のアキシアル方向の２箇所
に配置された第１および第２のラジアル方向磁気軸受に
より制御される。このラジアル方向の制御系では、次の
ように並進運動と傾斜運動が分離して制御される。すな
わち、回転体のアキシアル方向の２箇所に配置された第
１および第２の位置検出装置により回転体のラジアル方
向の位置が検出され、これら第１および第２の位置検出
装置の出力より回転体の重心のラジアル方向変位量およ
び重心回りの傾斜量が演算され、回転体の重心の変位量
が零になるような並進運動制御信号が並進運動制御回路
から出力され、回転体の重心回りの傾斜量が零になるよ
うな傾斜運動制御信号が傾斜運動制御回路から出力さ
れ、並進運動制御回路および傾斜運動制御回路の出力に
基づいて第１および第２の電磁石駆動回路（電力増幅
器）により第１および第２の磁気軸受の電磁石が駆動さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような磁気軸受
装置において、ラジアル方向の並進運動と傾斜運動を完
全に分離して制御するためには、並進運動制御回路の出
力により発生する第１および第２の磁気軸受の電磁石の
吸引力により新たに傾斜運動を発生させないことと、傾
斜運動制御回路の出力により発生する第１および第２の
磁気軸受の電磁石の吸引力により新たに並進運動を発生
させないこととが必要である。ところが、従来の磁気軸
受装置では、第１および第２の電磁石駆動回路のいずれ
にも、並進運動制御回路の出力と傾斜運動制御回路の出
力とが１対１の割合で入力しているだけであるから、回
転体の重心とラジアル方向磁気軸受の位置関係による幾
何学的条件や、ラジアル方向磁気軸受の電磁石の吸引力
係数および定常電流値による磁気的条件によっては、並
進運動の制御と傾斜運動の制御が相互に影響し合い、こ
れらを完全に分離できないことがある。

【０００５】この発明の目的は、上記の問題を解決し、
幾何学的条件や磁気的条件に影響されずに回転体の並進
運動と傾斜運動の制御を完全に分離できる磁気軸受装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明による磁気軸受
装置は、回転体のアキシアル方向の２箇所に配置されて
回転体を非接触支持する第１および第２のラジアル方向
磁気軸受、回転体のアキシアル方向の２箇所に配置され
て回転体のラジアル方向の位置を検出する第１および第
２の位置検出手段、上記第１および第２の位置検出手段
の出力より回転体の重心のラジアル方向変位量を演算す
る変位量演算手段、上記第１および第２の位置検出手段
の出力より回転体の重心回りの傾斜量を演算する傾斜量
演算手段、回転体の重心の変位量が零になるような並進
運動制御信号を出力する並進運動制御手段、回転体の重
心回りの傾斜量が零になるような傾斜運動制御信号を出
力する傾斜運動制御手段、ならびに上記並進運動制御手
段および傾斜運動制御手段の出力に基づいて上記第１お
よび第２の磁気軸受の電磁石をそれぞれ駆動する第１お
よび第２の電磁石駆動手段を備えた磁気軸受装置におい
て、上記第１の電磁石駆動手段に、上記並進運動制御手
段の出力と上記傾斜運動制御手段の出力とが１対１の割
合で入力し、上記第２の電磁石駆動手段に、上記並進運
動制御手段の出力に第１の係数を乗じた信号から、上記
傾斜運動制御手段の出力に第２の係数を乗じた信号を減
算した信号が入力し、上記第１の係数が、上記第１およ
び第２の磁気軸受の電磁石の吸引力係数、上記第１およ
び第２の磁気軸受の電磁石に供給される定常電流値、な
らびに上記回転体の重心位置から上記第１および第２の
磁気軸受までの距離に基づいて定められ、上記第２の係
数が、上記第１および第２の磁気軸受の電磁石の吸引力
係数、ならびに上記第１および第２の磁気軸受の電磁石
に供給される定常電流値に基づいて定められることを特
徴とするものである。

【０００７】たとえば、上記第１の磁気軸受の電磁石の
吸引力係数をＫ1 、上記第２の磁気軸受の電磁石の吸引
力係数をＫ2 、上記第１の磁気軸受の電磁石に供給され
る定常電流値をＩ01、上記第２の磁気軸受の電磁石に供
給される定常電流値をＩ02、上記回転体の重心位置から
上記第１のラジアル方向磁気軸受までの距離をＭ1 、上
記第２のラジアル方向磁気軸受までの距離をＭ2 とした
とき、上記第１の係数Ａ1 が、Ａ1 ＝（Ｋ1 ／Ｋ2 ）・（Ｉ01／Ｉ02）・（Ｍ1 ／Ｍ2
）であり、上記第２の係数Ａ2 が、Ａ2 ＝（Ｋ1 ／Ｋ2 ）・（Ｉ01／Ｉ02）である。

【０００８】

【作用】第１の電磁石駆動手段に、並進運動制御手段の
出力と傾斜運動制御手段の出力とが１対１の割合で入力
し、第２の電磁石駆動手段に、並進運動制御手段の出力
に第１の係数を乗じた信号から、傾斜運動制御手段の出
力に第２の係数を乗じた信号を減算した信号が入力し、
第１の係数が、第１および第２の磁気軸受の電磁石の吸
引力係数、第１および第２の磁気軸受の電磁石に供給さ
れる定常電流値、ならびに回転体の重心位置から第１お
よび第２の磁気軸受までの距離に基づいて定められ、第
２の係数が、第１および第２の磁気軸受の電磁石の吸引
力係数、ならびに第１および第２の磁気軸受の電磁石に
供給される定常電流値に基づいて定められるので、回転
体の重心とラジアル方向磁気軸受の位置関係による幾何
学的条件や、ラジアル方向磁気軸受の電磁石の吸引力係
数および定常電流値による磁気的条件に影響されず、並
進運動と傾斜運動を完全に分離して制御することができ
る。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。

【００１０】図１は、５自由度制御型磁気軸受装置とそ
の制御装置の主要部を示している。なお、以下の説明に
おいて、上下左右は図１についていうものとする。

【００１１】磁気軸受装置は、回転体(1) を非接触支持
する１つのアキシアル方向磁気軸受（図示略）と上下２
つのラジアル方向磁気軸受(2)(3)を備えている。

【００１２】アキシアル方向磁気軸受は、回転体(1) を
Ｚ軸方向（上下方向）に支持するものである。ラジアル
方向磁気軸受(2)(3)は、回転体(1) をラジアル方向に支
持するものである。各ラジアル方向磁気軸受(2)(3)に
は、回転体(1) をＺ軸と直交するＸ軸方向（左右方向）
に支持する部分（Ｘ軸方向磁気軸受）と、Ｚ軸およびＸ
軸と直交するＹ軸方向（図１の紙面と直交する方向）に
支持する部分と（Ｙ軸方向磁気軸受）とがあり、図１に
はＸ軸方向磁気軸受(4)(5)が示されている。上側のラジ
アル方向磁気軸受(2) を第１ラジアル方向磁気軸受、下
側のラジアル方向磁気軸受(3) を第２ラジアル方向磁気
軸受ということにする。また、上側のＸ軸方向磁気軸受
(4) を単に第１磁気軸受、下側のＸ軸方向磁気軸受(5)
を単に第２磁気軸受ということにする。ラジアル方向磁
気軸受(2)(3)には、Ｘ軸方向磁気軸受(4)(5)を制御する
部分（Ｘ軸方向制御装置）とＹ軸方向磁気軸受を制御す
る部分とがあり、図１にはＸ軸方向制御装置(6) が示さ
れている。

【００１３】図１に示されているＸ軸方向磁気軸受(4)
(5)およびＸ軸方向制御装置(6) は、Ｘ−Ｚ平面におけ
る回転体(1) の並進運動と傾斜運動を分離して制御する
ものである。ここで、並進運動とは回転体(1) の重心の
Ｘ軸方向の運動であり、傾斜運動とは回転体(1) の重心
を通りＹ軸と平行な軸を中心とする回転体(1) の回転運
動である。

【００１４】各Ｘ軸方向磁気軸受(4)(5)は、回転体(1)
をＸ軸方向の両側から挟むように配置された１対の電磁
石(4a)(4b)(5a)(5b)を備えている。第１磁気軸受(4) の
１対の電磁石(4a)(4b)を第１電磁石、第２磁気軸受(5)
の１対の電磁石(5a)(5b)を第２電磁石ということにす
る。

【００１５】各Ｘ軸方向磁気軸受(4)(5)の電磁石(4a)(4
b)(5a)(5b)の近傍に、１対の位置センサ(7a)(7b)(8a)(8
b)が回転体(1) をＸ軸方向の両側から挟むように配置さ
れている。上側の１対の位置センサ(7a)(7b)を第１位置
センサ、下側の１対の位置センサ(8a)(8b)を第２位置セ
ンサということにする。

【００１６】１対の第１位置センサ(7a)(7b)の出力は第
１減算器(10)に入力し、これによって回転体(1) の上側
部分のＸ軸方向変位Ｘ1 が演算される。１対の第２位置
センサ(8a)(8b)の出力は第２減算器(11)に入力し、これ
によって回転体(1) の下側部分のＸ軸方向変位Ｘ2 が演
算される。第１位置センサ(7a)(7b)と第１減算器(10)に
より、回転体(1) の上側部分のＸ軸方向の位置を検出す
る第１の位置検出手段が構成されている。第２位置セン
サ(8a)(8b)と第２減算器(11)により、回転体(1) の下側
部分のＸ軸方向の位置を検出する第２の位置検出手段が
構成されている。

【００１７】制御装置(6) の第１の出力である第１電磁
石(4a)(4b)の駆動信号Ｃ1 が、右側の第１電磁石(4a)を
駆動する第１の電磁石駆動手段を構成する第１電力増幅
器(12)に入力するとともに、インバータ(13)を介して、
左側の第１電磁石(4b)を駆動する第１の電磁石駆動手段
を構成する第２電力増幅器(14)に入力する。第１電磁石
(4a)(4b)のコイルには駆動信号Ｃ1 が零のときに一定の
定常電流が流されており、駆動信号Ｃ1 によりこれらの
コイルに流れる電流値が制御されるようになっている。
制御装置(6) の第２の出力である第２電磁石(5a)(5b)の
駆動信号Ｃ2 が、右側の第２電磁石(5a)を駆動する第２
の電磁石駆動手段を構成する第３電力増幅器(15)に入力
するとともに、インバータ(16)を介して、左側の第２電
磁石(5b)を駆動する第２の電磁石駆動手段を構成する第
４電力増幅器(17)に入力する。第２電磁石(5a)(5b)のコ
イルにも駆動信号Ｃ2 が零のときに一定の定常電流が流
されており、駆動信号Ｃ2 によりこれらのコイルに流れ
る電流値が制御されるようになっている。そして、この
ように第１および第２電磁石(4a)(4b)(5a)(5b)のコイル
に流れる電流値を制御することにより、回転体(1) の並
進運動と傾斜運動が分離して制御される。

【００１８】図２は、回転体(1) 、電磁石(4a)(4b)(5a)
(5b)および位置センサ(7a)(7b)(8a)(8b)の位置関係を示
している。

【００１９】図２において、回転体(1) の重心を(G) で
表わす。重心(G) から、第１電磁石(4a)(4b)までのアキ
シアル方向の距離をＭ1 、第２電磁石(5a)(5b)までの同
方向の距離をＭ2 、第１位置センサ(7a)(7b)までの同方
向の距離をＳ1 、第２位置センサ(8a)(8b)までの同方向
の距離をＳ2 とする。また、重心(G) のＸ軸方向の変位
量をＸG 、Ｘ−Ｚ平面における回転体(1) の重心(G) の
回りの傾斜量すなわち重心(G) を通るＹ軸と平行な軸の
回りの回転体(1) の傾斜量をθY で表わす。

【００２０】図３に、制御装置(6) の１例が示されてい
る。

【００２１】図３において、第１減算器(10)の出力Ｘ1
が第１増幅器(20)で｛Ｓ2 ／（Ｓ1＋Ｓ2 ）｝倍されて
第１加算器(21)に入力するとともに、第２減算器(11)の
出力Ｘ2 が第２増幅器(22)で｛Ｓ1 ／（Ｓ1 ＋Ｓ2 ）｝
倍されて第１加算器(21)に入力し、第１加算器(21)でこ
れらを加算することにより、変位量ＸG が演算される。
第１および第２増幅器(20)(22)において、Ｘ1 およびＸ
2 に、重心(G) から位置センサ(7a)(7b)(8a)(8b)までの
距離Ｓ1 、Ｓ2 に基づく係数を乗じて加算しているの
で、これらの距離Ｓ1 、Ｓ2 が互いに等しくない場合で
も、常に変位量ＸG を正確に演算することができる。第
１および第２増幅器(20)(22)ならびに第１加算器(21)
は、第１および第２減算器(10)(11)の出力から回転体
(1) の変位量ＸG を演算する変位量演算手段を構成して
いる。第１および第２減算器(10)(11)の出力は、また、
第３減算器(23)の２つの入力端子に入力し、これによっ
て回転体(1) の傾斜量θY が演算される。第３減算器(2
3)は、第１および第２減算器(10)(11)の出力から回転体
(1) の傾斜量θY を演算する傾斜量演算手段を構成して
いる。第１加算器(21)の出力ＸG は並進運動制御手段を
構成する並進運動用ＰＩＤ制御回路(24)に入力し、この
回路(24)から変位量ＸG が零になるような並進運動制御
信号Ｄ1 が出力される。第３減算器(23)の出力θY は傾
斜運動制御手段を構成する傾斜運動用ＰＩＤ制御回路(2
5)に入力し、この回路(25)から傾斜量θY が零になるよ
うな傾斜運動制御信号Ｄ2 が出力される。２つの制御回
路(24)(25)の出力Ｄ1 、Ｄ2 は、第２加算器(26)の２つ
の入力端子にそれぞれ入力し、この加算器(26)から第１
電磁石(4a)(4b)の駆動信号Ｃ1 が出力される。並進運動
制御信号Ｄ1 が第３増幅器(27)を介して第４減算器(28)
に入力するとともに、傾斜運動制御信号Ｄ2 が第４増幅
器(29)を介して第４減算器(28)に入力する。第３増幅器
(27)からは並進運動制御信号Ｄ1 に第１の係数Ａ1 を乗
じた信号が出力され、第４増幅器(29)からは傾斜運動制
御信号Ｄ2 に第２の係数Ａ2 を乗じた信号が出力され
る。そして、第４減算器(28)において、並進運動制御信
号Ｄ1 をＡ1 倍した信号から傾斜運動制御信号Ｄ2 をＡ
2 倍した信号が減算され、第２電磁石(5a)(5b)の駆動信
号Ｃ2 が出力される。

【００２２】第１の係数Ａ1 および第２の係数Ａ2 は、
次のように表わされる。

【００２３】Ａ1 ＝（Ｋ1 ／Ｋ2 ）・（Ｉ01／Ｉ02）・
（Ｍ1 ／Ｍ2 ）Ａ2 ＝（Ｋ1 ／Ｋ2 ）・（Ｉ01／Ｉ02）ここで、Ｋ1 は第１電磁石(4a)(4b)の吸引力係数、Ｋ2
は第２電磁石(5a)(5b)の吸引力係数、Ｉ01は第１電磁石
(4a)(4b)に供給される定常電流値、Ｉ02は第２電磁石(5
a)(5b)に供給される定常電流値である。

【００２４】上記のような磁気軸受装置において、並進
運動と傾斜運動を完全に分離して制御するためには、並
進運動制御信号Ｄ1 により発生する第１および第２電磁
石(4a)(4b)(5a)(5b)の吸引力により新たに傾斜運動を発
生させないことと、傾斜運動制御信号Ｄ2 により発生す
る第１および第２電磁石(4a)(4b)(5a)(5b)の吸引力によ
り新たに並進運動を発生させないこととが必要である。

【００２５】並進運動制御信号Ｄ1 により発生する第１
および第２電磁石(4a)(4b)(5a)(5b)の吸引力により新た
に傾斜運動を発生させないための条件は、並進運動制御
信号Ｄ1 による制御電流値ＩC1に比例する第１電磁石(4
a)(4b)の吸引力Ｆ1 と、並進運動制御信号Ｄ1 による制
御電流値ＩC2に比例する第２電磁石(5a)(5b)の吸引力Ｆ
2 とによって、傾斜を発生させるモーメントが発生しな
いことである。このような条件を満足するＩC1とＩC2の
関係を求めると、次の式のようになる。

【００２６】ＩC2／ＩC1＝（Ｋ1 ／Ｋ2 ）・（Ｉ01／Ｉ
02）・（Ｍ1 ／Ｍ2 ）この式の右辺は、第１の係数Ａ1 と等しい。そして、上
記の磁気軸受装置では、第１電磁石(4a)(4b)の駆動信号
Ｃ1 を出力する第２加算器(26)に並進運動制御信号Ｄ1
をそのまま入力し、第２電磁石(5a)(5b)の駆動信号Ｃ2
を出力する第４減算器(28)に並進運動制御信号Ｄ1 をＡ
1 倍して入力しているので、上記式の条件を満たしてい
る。したがって、並進運動制御信号Ｄ1 により発生する
第１および第２電磁石(4a)(4b)(5a)(5b)の吸引力により
新たに傾斜運動を発生させることはない。

【００２７】傾斜運動制御信号Ｄ2 により発生する第１
および第２電磁石(4a)(4b)(5a)(5b)の吸引力により新た
に並進運動を発生させないための条件は、傾斜運動制御
信号Ｄ2 による制御電流値ＩC1に比例する第１電磁石(4
a)(4b)の吸引力Ｆ1 と、傾斜運動制御信号Ｄ2 による制
御電流値ＩC2に比例する第２電磁石(5a)(5b)の吸引力Ｆ
2 とが釣り合うことである。このような条件を満足する
ＩC1とＩC2の関係を求めると、次の式のようになる。

【００２８】ＩC2／ＩC1＝（Ｋ1 ／Ｋ2 ）・（Ｉ01／Ｉ02）この式の右辺は、第２の係数Ａ2 と等しい。そして、上
記の磁気軸受装置では、第１電磁石(4a)(4b)の駆動信号
Ｃ1 を出力する第２加算器(26)に傾斜運動制御信号Ｄ2
をそのまま入力し、第２電磁石(5a)(5b)の駆動信号Ｃ2
を出力する第４減算器(28)に傾斜運動制御信号Ｄ2 をＡ
2 倍して入力しているので、上記式の条件を満たしてい
る。したがって、傾斜運動制御信号Ｄ2 により発生する
第１および第２電磁石(4a)(4b)(5a)(5b)の吸引力により
新たに並進運動を発生させることはない。

【００２９】このように、上記の磁気軸受装置では、並
進運動制御信号Ｄ1 により発生する第１および第２電磁
石(4a)(4b)(5a)(5b)の吸引力により新たに傾斜運動を発
生させることがなく、かつ傾斜運動制御信号Ｄ2 により
発生する第１および第２電磁石(4a)(4b)(5a)(5b)の吸引
力により新たに並進運動を発生させることがないので、
並進運動と傾斜運動を完全に分離して制御することがで
きる。

【００３０】図４は、制御装置(6) の一部の変形例を示
している。

【００３１】この場合、並進運動制御信号Ｄ1 は第１可
変増幅器(30)および第２可変増幅器(31)を介して第４減
算器(28)に入力し、傾斜運動制御信号Ｄ2 は上記第１可
変増幅器(30)を介して第４減算器(28)に入力する。第１
可変増幅器(30)からは並進運動制御信号Ｄ1 および傾斜
運動制御信号Ｄ2 に第２の係数Ａ2 を乗じた信号が出力
され、第２可変増幅器(31)からは第１可変増幅器(30)の
出力にさらに係数Ｂ1を乗じた信号が出力される。

【００３２】係数Ｂ1 は、次のように表わされる。

【００３３】Ｂ1 ＝Ｍ1 ／Ｍ2 また、各可変増幅器(30)(31)では、係数Ａ2 、Ｂ1 の大
きさが任意に調整できるようになっている。他は、図３
の場合と同様である。係数係数Ａ2 と係数Ｂ1の積は、
第１の係数Ａ1 に等しい。したがって、この場合も、上
記実施例の場合と同様、第４減算器(28)において、並進
運動制御信号Ｄ1 をＡ1 倍した信号から傾斜運動制御信
号Ｄ2 をＡ2 倍した信号が減算されて、第２電磁石(5a)
(5b)の駆動信号Ｃ2 として出力される。また、回転体
(1) の重心(G) から電磁石(4a)(4b)(5a)(5b)までの距離
Ｍ1 、Ｍ2 が変わっても、第２可変増幅器(31)の係数Ｂ
1 を調整するだけですむ。

【００３４】図５は、制御装置(6) の一部の他の変形例
を示している。

【００３５】これは、図４における第１可変増幅器(30)
が第４減算器(28)の後段に移されたものである。そし
て、この第１可変増幅器(30)から第２電磁石(5a)(5b)の
駆動信号Ｃ2 が出力される。他は、図４の場合と同様で
ある。この場合も、上記実施例の場合と同様、並進運動
制御信号Ｄ1 をＡ1 倍した信号から傾斜運動制御信号Ｄ
2 をＡ2 倍した信号を減算した信号が、第２電磁石(5a)
(5b)の駆動信号Ｃ2 として出力される。

【００３６】Ｙ軸方向磁気軸受およびＹ軸方向制御装置
についても、制御方向がＸ軸方向からＹ軸方向に変わる
だけで、上記のＸ軸方向磁気軸受(4)(5)およびＸ軸方向
制御装置(6) と同様に構成される。

【００３７】

【発明の効果】この発明の磁気軸受装置によれば、上述
のように、幾何学的条件や磁気的条件に影響されずに回
転体の並進運動と傾斜運動の制御を完全に分離すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す磁気軸受の主要部の概
略構成図である。

【図２】磁気軸受装置の回転体、磁気軸受の電磁石およ
び位置センサの位置関係を表わす説明図である。

【図３】Ｘ軸方向制御装置の１例を示すブロック図であ
る。

【図４】Ｘ軸方向制御装置の一部の変形例を示すブロッ
ク図である。

【図５】Ｘ軸方向制御装置の一部の他の変形例を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

(1) 回転体 (2) 第１のラジアル方向磁気軸受 (3) 第２のラジアル方向磁気軸受 (4) Ｘ軸方向磁気軸受 (4a)(4b) 電磁石 (5) Ｘ軸方向磁気軸受 (5a)(5b) 電磁石 (6) Ｘ軸方向制御装置 (7a)(7b) 第１位置センサ (8a)(8b) 第２位置センサ (10) 第１減算器 (11) 第２減算器 (12) 第１電力増幅器 (13) インバータ (14) 第２電力増幅器 (15) 第３電力増幅器 (16) インバータ (17) 第４電力増幅器 (20) 第１増幅器 (21) 第１加算器 (22) 第２増幅器 (23) 第３減算器 (24) 並進運動用ＰＩＤ制御回路 (25) 傾斜運動用ＰＩＤ制御回路 (26) 第２加算器 (27) 第３増幅器 (28) 第４減算器 (29) 第４増幅器 (30) 第１可変増幅器 (31) 第２可変増幅器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体のアキシアル方向の２箇所に配置さ
れて回転体を非接触支持する第１および第２のラジアル
方向磁気軸受、回転体のアキシアル方向の２箇所に配置
されて回転体のラジアル方向の位置を検出する第１およ
び第２の位置検出手段、上記第１および第２の位置検出
手段の出力より回転体の重心のラジアル方向変位量を演
算する変位量演算手段、上記第１および第２の位置検出
手段の出力より回転体の重心回りの傾斜量を演算する傾
斜量演算手段、回転体の重心の変位量が零になるような
並進運動制御信号を出力する並進運動制御手段、回転体
の重心回りの傾斜量が零になるような傾斜運動制御信号
を出力する傾斜運動制御手段、ならびに上記並進運動制
御手段および傾斜運動制御手段の出力に基づいて上記第
１および第２の磁気軸受の電磁石をそれぞれ駆動する第
１および第２の電磁石駆動手段を備えた磁気軸受装置に
おいて、上記第１の電磁石駆動手段に、上記並進運動制御手段の
出力と上記傾斜運動制御手段の出力とが１対１の割合で
入力し、上記第２の電磁石駆動手段に、上記並進運動制
御手段の出力に第１の係数を乗じた信号から、上記傾斜
運動制御手段の出力に第２の係数を乗じた信号を減算し
た信号が入力し、上記第１の係数が、上記第１および第
２の磁気軸受の電磁石の吸引力係数、上記第１および第
２の磁気軸受の電磁石に供給される定常電流値、ならび
に上記回転体の重心位置から上記第１および第２の磁気
軸受までの距離に基づいて定められ、上記第２の係数
が、上記第１および第２の磁気軸受の電磁石の吸引力係
数、ならびに上記第１および第２の磁気軸受の電磁石に
供給される定常電流値に基づいて定められることを特徴
とする磁気軸受装置。
【請求項２】上記第１の磁気軸受の電磁石の吸引力係数
をＫ1 、上記第２の磁気軸受の電磁石の吸引力係数をＫ
2 、上記第１の磁気軸受の電磁石に供給される定常電流
値をＩ01、上記第２の磁気軸受の電磁石に供給される定
常電流値をＩ02、上記回転体の重心位置から上記第１の
ラジアル方向磁気軸受までの距離をＭ1 、上記第２のラ
ジアル方向磁気軸受までの距離をＭ2 としたとき、上記
第１の係数Ａ1 が、Ａ1 ＝（Ｋ1 ／Ｋ2 ）・（Ｉ01／Ｉ02）・（Ｍ1 ／Ｍ2
）であり、上記第２の係数Ａ2 が、Ａ2 ＝（Ｋ1 ／Ｋ2 ）・（Ｉ01／Ｉ02）であることを特徴とする請求項１の磁気軸受装置。