JPS5919714A - 磁気軸受装置 - Google Patents
磁気軸受装置Info
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- JPS5919714A JPS5919714A JP57130161A JP13016182A JPS5919714A JP S5919714 A JPS5919714 A JP S5919714A JP 57130161 A JP57130161 A JP 57130161A JP 13016182 A JP13016182 A JP 13016182A JP S5919714 A JPS5919714 A JP S5919714A
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- JP
- Japan
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- magnetic
- flux density
- magnetic flux
- iron core
- flywheel
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- F16C32/0474—Active magnetic bearings for rotary movement
- F16C32/0476—Active magnetic bearings for rotary movement with active support of one degree of freedom, e.g. axial magnetic bearings
-
- 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
- F16C32/0446—Determination of the actual position of the moving member, e.g. details of sensors
-
- 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
- F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
- F16C2300/30—Application independent of particular apparatuses related to direction with respect to gravity
- F16C2300/34—Vertical, e.g. bearings for supporting a vertical shaft
-
- 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
- F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
- F16C2361/55—Flywheel systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は磁気軸受装置に係シ、特に回転軸上にフライホ
イールを備えた立川型回転機の磁気軸受装置に関する。
イールを備えた立川型回転機の磁気軸受装置に関する。
一般に回転機械においては、回転軸上にフライホイール
が設けられ、回転慣性エネルギを貯蔵できるようになっ
ている。
が設けられ、回転慣性エネルギを貯蔵できるようになっ
ている。
第１図はこの種の立川型回転機の従来例を示したもので
あって、図において、ハウジング１内には図示を省略し
た回転機械から延出した回転軸２の一部が収容されてお
υ、この回転軸上にはフライホイール３が固着されてい
る。上記回転軸２は上部磁気軸受４および下部磁気軸受
５によって支承されると共に、回転軸２の下部軸端には
スラスト軸受６が設けられている。
あって、図において、ハウジング１内には図示を省略し
た回転機械から延出した回転軸２の一部が収容されてお
υ、この回転軸上にはフライホイール３が固着されてい
る。上記回転軸２は上部磁気軸受４および下部磁気軸受
５によって支承されると共に、回転軸２の下部軸端には
スラスト軸受６が設けられている。
また、上部磁気軸受４の上方の回転軸２上には支え円板
７が固着されておシ、この支え円板７の上方には電磁石
による磁気吸引力を利用して回転体を磁気浮上させるた
めの吸引型のスラスト磁気軸受８が架設されている。こ
のスラスト磁気軸受８は、上記ハウジング１に固定され
たブラケット９の内側に支承された鉄心１ｏと、この鉄
心１ｏの環状溝１．Ｏａ内に収容された励磁コイル１１
とによって構成されている。上記鉄心１０の極面と支え
円板７との間には空隙１２が形成され、励磁コイル１１
の励磁電流を制御することにより適正な吸引力で支え円
板７を吸引し、回転体を支えるようになっている０ また、上記鉄心１０の背面には変位計１３例えばワイヤ
ストレンゲージが取付けられており、鉄・し、１０の変
位量を検出することにより励磁コイル１１を流れる励磁
電流の制御を行ない、軸受負荷容量に応じた磁気吸引力
を支え円板７（二作用させるよう匍ｊ御されていた。
７が固着されておシ、この支え円板７の上方には電磁石
による磁気吸引力を利用して回転体を磁気浮上させるた
めの吸引型のスラスト磁気軸受８が架設されている。こ
のスラスト磁気軸受８は、上記ハウジング１に固定され
たブラケット９の内側に支承された鉄心１ｏと、この鉄
心１ｏの環状溝１．Ｏａ内に収容された励磁コイル１１
とによって構成されている。上記鉄心１０の極面と支え
円板７との間には空隙１２が形成され、励磁コイル１１
の励磁電流を制御することにより適正な吸引力で支え円
板７を吸引し、回転体を支えるようになっている０ また、上記鉄心１０の背面には変位計１３例えばワイヤ
ストレンゲージが取付けられており、鉄・し、１０の変
位量を検出することにより励磁コイル１１を流れる励磁
電流の制御を行ない、軸受負荷容量に応じた磁気吸引力
を支え円板７（二作用させるよう匍ｊ御されていた。
しかしながら、上記従来の装置においては、フライホイ
ール３が大型化してＪＩＢが増大し、スラスト荷重が大
きくなった場合、鉄心］０の剛性を犬きくする必要があ
り、このため変位計１３による磁気吸引力検出の感度が
低下し安定した磁気吸引力− を得られないという欠点
があった。
ール３が大型化してＪＩＢが増大し、スラスト荷重が大
きくなった場合、鉄心］０の剛性を犬きくする必要があ
り、このため変位計１３による磁気吸引力検出の感度が
低下し安定した磁気吸引力− を得られないという欠点
があった。
〔発明の目的〕
そこで、本発明の目的は、上記ｉＬ来の装置が有する欠
点を解消し、フライホイールの大型化に伴って鉄心の削
性が増大しても磁気吸引力の検出感度を低下させること
なく安定した磁気吸引力の制御を行なうことができろよ
うにした磁気軸受装置を提供することにある。
点を解消し、フライホイールの大型化に伴って鉄心の削
性が増大しても磁気吸引力の検出感度を低下させること
なく安定した磁気吸引力の制御を行なうことができろよ
うにした磁気軸受装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、フライホイールを
イ４Ｖえた回転軸上に支え円板を固着し、この支え円板
の上面に電磁石鉄心の極面を近接嘔せ、この支え円板に
１砿気吸引力を作用さするようにした磁気軸受装置にお
い−Ｃ１上記醒研石鉄心の破面に漏洩磁束を検出する磁
束密度検出器を取付け、この磁束密度から決定される軸
受負荷容量に対する磁気吸引力を調節できるようにした
ことを特徴とするものである。
イ４Ｖえた回転軸上に支え円板を固着し、この支え円板
の上面に電磁石鉄心の極面を近接嘔せ、この支え円板に
１砿気吸引力を作用さするようにした磁気軸受装置にお
い−Ｃ１上記醒研石鉄心の破面に漏洩磁束を検出する磁
束密度検出器を取付け、この磁束密度から決定される軸
受負荷容量に対する磁気吸引力を調節できるようにした
ことを特徴とするものである。
以下本発明による磁気軸受装置の一笑施例を第２図およ
び第３図を参照して説明する。
び第３図を参照して説明する。
以下本発明による磁気軸受装置の一実施例を第２図およ
び第３図を参照して説明する。
び第３図を参照して説明する。
第２図において、符号２は回転軸の一部を示しており、
この回転軸２０軸上にはフライホイール３が固定式れて
いる。このフライホイール３は中心４１１１ｔわりの慣
性モーメントを大きくするために外周に近い部分の質量
が大きくなるように各部の寸法が設定されている。上記
フライホイール３の上方には、２つの支え円Ｗ、７，７
が軸方向に距離をおいて回転ＩＩｖ１２に対して固定さ
れている。
この回転軸２０軸上にはフライホイール３が固定式れて
いる。このフライホイール３は中心４１１１ｔわりの慣
性モーメントを大きくするために外周に近い部分の質量
が大きくなるように各部の寸法が設定されている。上記
フライホイール３の上方には、２つの支え円Ｗ、７，７
が軸方向に距離をおいて回転ＩＩｖ１２に対して固定さ
れている。
上記支え円板７，７のそれぞ几の上方には吸引型のスラ
スト磁気軸受８が架設されている。このスラスト磁気軸
受８は、ハウジング１より内方へ向って突設されたブラ
ケット９の内周縁に担持された亀磁石鉄心用を有し、こ
のｒＩ磁石鉄心１０の下面には、環状の凹所１．Ｏａが
形成さ几、そこに励磁コイル１１が収汀されている。こ
の励磁コイル１１に電流を流せば破線で示したように、
励磁コイル１１をと９まくような磁気回路が形成され、
電磁石鉄心１０と支え円板７との間に磁気吸引力が働く
。この場合、磁気吸引力Ｆ ［Ｎ］は、空隙磁束密度Ｂ
〔Ｔ」、対向面＠Ｓ〔ｍ〕、真空の透磁率μ。とじたと
き、 １ で表わされる。上記（１式において、対向面積Ｓは電磁
石鉄心および支え円板の寸法によって決定されるから、
空隙磁束密度を検出することにより磁気吸引力の大きさ
Ｆ’ ［： Ｎ 、］−ｅ知ることができる。
スト磁気軸受８が架設されている。このスラスト磁気軸
受８は、ハウジング１より内方へ向って突設されたブラ
ケット９の内周縁に担持された亀磁石鉄心用を有し、こ
のｒＩ磁石鉄心１０の下面には、環状の凹所１．Ｏａが
形成さ几、そこに励磁コイル１１が収汀されている。こ
の励磁コイル１１に電流を流せば破線で示したように、
励磁コイル１１をと９まくような磁気回路が形成され、
電磁石鉄心１０と支え円板７との間に磁気吸引力が働く
。この場合、磁気吸引力Ｆ ［Ｎ］は、空隙磁束密度Ｂ
〔Ｔ」、対向面＠Ｓ〔ｍ〕、真空の透磁率μ。とじたと
き、 １ で表わされる。上記（１式において、対向面積Ｓは電磁
石鉄心および支え円板の寸法によって決定されるから、
空隙磁束密度を検出することにより磁気吸引力の大きさ
Ｆ’ ［： Ｎ 、］−ｅ知ることができる。
本発明はこの原理に基いたもので、電磁石鉄心１０の磁
極面の一部に磁束密度検出器１５を取付けている。この
磁束密度検出器１５としてはホール素子の使用が考えら
れる。その結果、磁束密度検出器１５によって′電磁石
の空隙磁束密度を検出し、上記（１）式から磁気吸引力
の大きさが求まり、軸受負荷容量に対して最適な磁気吸
引力を与えられるように励磁フィル１１に通電される励
磁電流の調節が可能となる。
極面の一部に磁束密度検出器１５を取付けている。この
磁束密度検出器１５としてはホール素子の使用が考えら
れる。その結果、磁束密度検出器１５によって′電磁石
の空隙磁束密度を検出し、上記（１）式から磁気吸引力
の大きさが求まり、軸受負荷容量に対して最適な磁気吸
引力を与えられるように励磁フィル１１に通電される励
磁電流の調節が可能となる。
なお、第２図においては、上下方向にタンデム配置され
た一組の磁気軸受と支え円板との間の対向面）＊Ｓ１
とＳ、が等しい場合を示しているが、８１ とＳｔとが
異なる場合であっても、例えばＢ。
た一組の磁気軸受と支え円板との間の対向面）＊Ｓ１
とＳ、が等しい場合を示しているが、８１ とＳｔとが
異なる場合であっても、例えばＢ。
電源回路内で行なうことで磁気吸引力が求まる。
１〜かして、支え円板７が回転軸２の軸ノｂに対して正
しく直角（二取付けられていなかったシ、あるいは回転
軸２に諸差運動が発生したときには、准磁鉄心１０の磁
極面と支え円板７との間の空隙１２の大きさは変化して
しまい、空隙磁束部１ｗが回転と共に変化してしまう。
しく直角（二取付けられていなかったシ、あるいは回転
軸２に諸差運動が発生したときには、准磁鉄心１０の磁
極面と支え円板７との間の空隙１２の大きさは変化して
しまい、空隙磁束部１ｗが回転と共に変化してしまう。
そこで、このような場合には、第３図に示した実施例の
ように、磁束密度検出器Ｌ５Ａ 、 １．５Ｂ 、 ｉ
５ｃを円周上に３個等配して設け、空隙磁束密度の平均
値を検出し、こルにょ９励磁フイル１１に流れる励磁電
流を制御ずれはよい。
ように、磁束密度検出器Ｌ５Ａ 、 １．５Ｂ 、 ｉ
５ｃを円周上に３個等配して設け、空隙磁束密度の平均
値を検出し、こルにょ９励磁フイル１１に流れる励磁電
流を制御ずれはよい。
〔発明の効果」
１以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ス
ラスト磁気軸受を構成する電磁石鉄！シ・の磁極面に磁
束密度検出器を取付け、支え円板との間の空隙における
空隙磁束密度を測定し、この値がら磁気吸引力の大きさ
を検出できるようにしたから、電磁石鉄心７の剛性の大
小とは無関係に軸受負荷容量に応じた適正な磁気吸引力
を回転体に及ぼすことができ、フライホイールの大形化
による磁気吸引力検出感度を低下させることなく安定し
た磁気吸引力制御が可能となる。
ラスト磁気軸受を構成する電磁石鉄！シ・の磁極面に磁
束密度検出器を取付け、支え円板との間の空隙における
空隙磁束密度を測定し、この値がら磁気吸引力の大きさ
を検出できるようにしたから、電磁石鉄心７の剛性の大
小とは無関係に軸受負荷容量に応じた適正な磁気吸引力
を回転体に及ぼすことができ、フライホイールの大形化
による磁気吸引力検出感度を低下させることなく安定し
た磁気吸引力制御が可能となる。
第１図は従来の磁気軸受装置によって支承をれた回転機
を示した縦断面図、第２図は本発明の一実施例による磁
気軸受装置を示した縦断面図、第３図・は本発明の他の
実施例による磁束密度検出器の配置例を示した図である
。 ２・・・回転軸、３・・・フライホイール、７・・・支
え円板、８・・・磁気軸受、川・・・［Ｕ磁石鉄心、１
１・・・励磁フィル、１５・・・磁束密度検出器。 出願人代理人 猪 股 清 榔１目 ｎ 榔２目 慴３目
を示した縦断面図、第２図は本発明の一実施例による磁
気軸受装置を示した縦断面図、第３図・は本発明の他の
実施例による磁束密度検出器の配置例を示した図である
。 ２・・・回転軸、３・・・フライホイール、７・・・支
え円板、８・・・磁気軸受、川・・・［Ｕ磁石鉄心、１
１・・・励磁フィル、１５・・・磁束密度検出器。 出願人代理人 猪 股 清 榔１目 ｎ 榔２目 慴３目
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、フライホイールを備えた回転軸上に支え円板を固着
し、この支え円板の上面に区磁石鉄心の極面を近接させ
、この支え円板に磁気吸引力を作用させるようにした磁
気軸受装置において、上記電磁石鉄心の磁極面に空隙中
における磁束密朋を検出する磁束密度検出器を取付け、
この磁束密度から決定される軸受負荷容量に対する磁気
吸引力を調節できるようにしたことを特徴とする磁気軸
受装置。 ２、上記磁束密度検出器は、ホール素子であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項；二記載の磁気軸受装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57130161A JPS5919714A (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | 磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57130161A JPS5919714A (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | 磁気軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5919714A true JPS5919714A (ja) | 1984-02-01 |
Family
ID=15027456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57130161A Pending JPS5919714A (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | 磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5919714A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0344595A2 (en) * | 1988-06-02 | 1989-12-06 | The Glacier Metal Company Limited | Magnetic thrust bearings |
| EP0362881A2 (en) * | 1988-10-07 | 1990-04-11 | Nippon Ferrofluidics Corporation | Magnetic bearing device |
| EP0362882A2 (en) * | 1988-10-07 | 1990-04-11 | Nippon Ferrofluidics Corporation | Magnetic bearing device |
| US20140055905A1 (en) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | Amber Kinetics, Inc. | Apparatus and method for magnetically unloading a rotor bearing |
-
1982
- 1982-07-26 JP JP57130161A patent/JPS5919714A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0344595A2 (en) * | 1988-06-02 | 1989-12-06 | The Glacier Metal Company Limited | Magnetic thrust bearings |
| US5101130A (en) * | 1988-06-02 | 1992-03-31 | Glacier Metal Company Limited | Magnetic thrust bearings |
| EP0362881A2 (en) * | 1988-10-07 | 1990-04-11 | Nippon Ferrofluidics Corporation | Magnetic bearing device |
| EP0362882A2 (en) * | 1988-10-07 | 1990-04-11 | Nippon Ferrofluidics Corporation | Magnetic bearing device |
| US20140055905A1 (en) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | Amber Kinetics, Inc. | Apparatus and method for magnetically unloading a rotor bearing |
| CN104781582A (zh) * | 2012-08-23 | 2015-07-15 | 安珀动力能源公司 | 用于磁性地卸载转子轴承的装置和方法 |
| JP2015526670A (ja) * | 2012-08-23 | 2015-09-10 | アンバー キネティクス, インコーポレイテッドAmber Kinetics, Inc. | 回転子軸受の負荷を磁気的に除去する装置及び方法 |
| CN104781582B (zh) * | 2012-08-23 | 2017-03-08 | 安珀动力能源公司 | 用于磁性地卸载转子轴承的装置和方法 |
| US9892839B2 (en) * | 2012-08-23 | 2018-02-13 | Amber Kinetics, Inc. | Apparatus and method for magnetically unloading a rotor bearing |
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