JPH0343766B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0343766B2 JPH0343766B2 JP22111982A JP22111982A JPH0343766B2 JP H0343766 B2 JPH0343766 B2 JP H0343766B2 JP 22111982 A JP22111982 A JP 22111982A JP 22111982 A JP22111982 A JP 22111982A JP H0343766 B2 JPH0343766 B2 JP H0343766B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electromagnet
- magnetic attraction
- displacement
- attraction force
- controlled object
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F7/00—Regulating magnetic variables
-
- 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
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は制御形磁気軸受装置等における磁気吸
引力を制御する方法に関するものである。
引力を制御する方法に関するものである。
制御形磁気軸受装置とは永久磁石を用いる無制
御形磁気軸受装置に対して称されるもので、例え
ば第１図に例示したように回転している物体１を
電磁石２による磁気吸引力によつて浮遊させ、空
中に支持するものであり、摩耗がないので長寿命
になること、潤滑油を必要としないこと等のすぐ
れた特色を有する反面安定した空中支持がむずか
しいという問題点がある。
御形磁気軸受装置に対して称されるもので、例え
ば第１図に例示したように回転している物体１を
電磁石２による磁気吸引力によつて浮遊させ、空
中に支持するものであり、摩耗がないので長寿命
になること、潤滑油を必要としないこと等のすぐ
れた特色を有する反面安定した空中支持がむずか
しいという問題点がある。
従来、磁気吸引力を制御して安定な空中支持状
態を保持するためには、変位、速度（変位の微
分）、加速度、及び電流の４つの状態量のうち、
一つもしくは複数をフイードバツクする方法が知
られているが、いずれも非線形特性等のため良好
な制御性能は得られていない。
態を保持するためには、変位、速度（変位の微
分）、加速度、及び電流の４つの状態量のうち、
一つもしくは複数をフイードバツクする方法が知
られているが、いずれも非線形特性等のため良好
な制御性能は得られていない。
ところで、制御形磁気軸受装置において磁気吸
引力を制御する方法と吸引力磁気浮上列車等の吸
引浮上力を制御する方法とは理論的に全く同一で
あり、当業者であれば容易に双方に応用可能なの
で、以後区別せずに説明する。
引力を制御する方法と吸引力磁気浮上列車等の吸
引浮上力を制御する方法とは理論的に全く同一で
あり、当業者であれば容易に双方に応用可能なの
で、以後区別せずに説明する。
さて、変位をフイードバツクする方法は「磁気
軸受の新制御方式について」（渡部透氏他、日本
機械学会論文集、昭45−４）にて指摘されている
とおり、電磁石の時定数や非線形特性が影響し
て、安定した制御が不可能である。
軸受の新制御方式について」（渡部透氏他、日本
機械学会論文集、昭45−４）にて指摘されている
とおり、電磁石の時定数や非線形特性が影響し
て、安定した制御が不可能である。
また、前記４つの状態量をいくつか組み合せて
線形フイードバツクする方法は、「本振幅動作に
適した磁気吸引つり下げ糸」（松村文夫氏他、電
気学会論文誌、54−B4）にて指摘されていると
おり、動作点が大きく変化するような場合には制
御不能となるおそれがある。
線形フイードバツクする方法は、「本振幅動作に
適した磁気吸引つり下げ糸」（松村文夫氏他、電
気学会論文誌、54−B4）にて指摘されていると
おり、動作点が大きく変化するような場合には制
御不能となるおそれがある。
本発明は、上記の問題点に鑑みて安定した空中
支持の可能な磁気吸引力制御方法を提供すること
を目的とする。
支持の可能な磁気吸引力制御方法を提供すること
を目的とする。
まず従来例の問題点を図面を用いてくわしく説
明する。
明する。
第２図は被制御体３を変位検出器４で検出した
検出変位ｘが、目標変位x0に一致するよう電磁石
５に流れる電流ＩをPID調節計６の出力にもとづ
いて電流変換部７を介して電磁石５を制御する系
を概念的に示すものである。
検出変位ｘが、目標変位x0に一致するよう電磁石
５に流れる電流ＩをPID調節計６の出力にもとづ
いて電流変換部７を介して電磁石５を制御する系
を概念的に示すものである。
ところで、電磁吸引力Ｆは、次に示す(1)式にて
表現されることは周知である。
表現されることは周知である。
Ｆ≒μ0A／８（NI／ｘ）2＝KF（Ｉ／ｘ）2………(1
) 但し μ0：真空透磁率 Ａ：磁極面積 Ｎ：ターン数 Ｉ：電流 ｘ：変位 KF≡μ0AN2／８ この関係式等によつて第２図をさらにくわしく
表現したものが第３図である。
) 但し μ0：真空透磁率 Ａ：磁極面積 Ｎ：ターン数 Ｉ：電流 ｘ：変位 KF≡μ0AN2／８ この関係式等によつて第２図をさらにくわしく
表現したものが第３図である。
第２図における電流変換部のブロツク７は７
１，７２，７３で表わされている。
１，７２，７３で表わされている。
今こゝで被制御体の質量をｍとして、被制御体
に働く力Ｆを入力として変位の偏差を出力とする
伝達関数を表現したのが、ブロツク８である。
に働く力Ｆを入力として変位の偏差を出力とする
伝達関数を表現したのが、ブロツク８である。
ブロツク９は乗算器であり、この場合同一入力
を乗算するので自乗器となる。
を乗算するので自乗器となる。
ブロツク１０に入力される点線矢印は、ブロツ
ク１０のｘが△ｘ＋x0によつて定まることを示す
ものである。
ク１０のｘが△ｘ＋x0によつて定まることを示す
ものである。
第３図のブロツク図を見てわかるとおり、電流
Ｉと電磁吸引力Ｆ、変位ｘと電磁吸引力Ｆとは、
それぞれ非線形関係になつている。このことが、
従来、制御が不安定に陥いつていた最大の原因で
あることは周知である。そこで、本発明は上記非
線形特性を除去するためフイードバツク信号を工
夫したものである。
Ｉと電磁吸引力Ｆ、変位ｘと電磁吸引力Ｆとは、
それぞれ非線形関係になつている。このことが、
従来、制御が不安定に陥いつていた最大の原因で
あることは周知である。そこで、本発明は上記非
線形特性を除去するためフイードバツク信号を工
夫したものである。
本発明の実施例を第４図を用いて説明する。
本発明はPID調節計６の出力Isを開平演算器１
１で開平したのち、乗算器１２にて検出変位ｘと
の積をとつて電流変換部７に入力する方法であ
る。
１で開平したのち、乗算器１２にて検出変位ｘと
の積をとつて電流変換部７に入力する方法であ
る。
簡単にするため一次おくれ要素ブロツク７２を
無視して、AI／１＋A2KI＝１とおくと、次の(2)式が 成立する。
無視して、AI／１＋A2KI＝１とおくと、次の(2)式が 成立する。
Ｉ＝ｘ√ ………(2)
(2)式を(1)式に代入すれば
Ｆ＝KF（Ｉ／ｘ）2＝KF（ｘ√Is／ｘ）2＝KFIs
となる。
すなわちPID調節計６の出力Isと被制御体に働
く力Ｆとは線形関係となるので、電流Ｉと被制御
体に働く力Ｆとの非線形関係を影響ないものにす
ることができる。
く力Ｆとは線形関係となるので、電流Ｉと被制御
体に働く力Ｆとの非線形関係を影響ないものにす
ることができる。
以上述べたように、本発明によれば、電磁石の
非線形特性の悪影響を除去できるので、安定な制
御が実現できる。
非線形特性の悪影響を除去できるので、安定な制
御が実現できる。
本発明は、第１図に例示したつり下げ式磁気軸
受装置をはじめ、対向式磁気軸受、磁気浮上列車
等磁気吸引力の制御を行なう分野に幅広く応用可
能である。
受装置をはじめ、対向式磁気軸受、磁気浮上列車
等磁気吸引力の制御を行なう分野に幅広く応用可
能である。
第１図はつり下げ式磁気軸受装置の概略図、第
２図は従来の制御回路のブロツク図、第３図は、
その詳細ブロツク図、第４図は、本発明の実施例
のブロツク図である。 ３……被制御体、４……変位検出器、５……電
磁石、６……PID調節計、７……電流変換部、７
１，７３……増幅要素、７２……一次おくれ要
素、９，１２……乗算器、１１……開平演算器。
２図は従来の制御回路のブロツク図、第３図は、
その詳細ブロツク図、第４図は、本発明の実施例
のブロツク図である。 ３……被制御体、４……変位検出器、５……電
磁石、６……PID調節計、７……電流変換部、７
１，７３……増幅要素、７２……一次おくれ要
素、９，１２……乗算器、１１……開平演算器。
Claims (1)
- １ 電磁石に流れる電流を制御して被制御体を磁
気吸引して空中支持する制御形磁気吸引装置にお
いて、電磁石に与える指令電流を、制御電流指令
の平方根に、電磁石と被制御体とのギヤツプ（す
きま）値を乗じたものとすることを特徴とする磁
気吸引力の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22111982A JPS59112605A (ja) | 1982-12-18 | 1982-12-18 | 磁気吸引力の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22111982A JPS59112605A (ja) | 1982-12-18 | 1982-12-18 | 磁気吸引力の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59112605A JPS59112605A (ja) | 1984-06-29 |
| JPH0343766B2 true JPH0343766B2 (ja) | 1991-07-03 |
Family
ID=16761767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22111982A Granted JPS59112605A (ja) | 1982-12-18 | 1982-12-18 | 磁気吸引力の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59112605A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6152411A (ja) * | 1984-08-22 | 1986-03-15 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 磁気軸受装置の制御装置 |
| JPS61171918A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-02 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気軸受 |
| JPH02164288A (ja) * | 1988-12-17 | 1990-06-25 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 非接触支持装置 |
| FR2750244B1 (fr) * | 1996-06-20 | 1998-11-06 | Clausin Jacques | Dispositif de commande proportionnelle de force delivree par un electro-aimant independant des variations des tensions d'alimentation et des entrefes |
| WO1999021198A1 (fr) * | 1997-10-17 | 1999-04-29 | Jacques Clausin | Dispositif de commande proportionnelle de force delivree par un electro-aimant independante des variations des tensions d'alimentation et des entrefers |
-
1982
- 1982-12-18 JP JP22111982A patent/JPS59112605A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59112605A (ja) | 1984-06-29 |
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