JPH0681839A - Magnetic bearing device - Google Patents
Magnetic bearing deviceInfo
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- JPH0681839A JPH0681839A JP24728492A JP24728492A JPH0681839A JP H0681839 A JPH0681839 A JP H0681839A JP 24728492 A JP24728492 A JP 24728492A JP 24728492 A JP24728492 A JP 24728492A JP H0681839 A JPH0681839 A JP H0681839A
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は磁気軸受装置に係り、特
に回転軸に垂直に取り付けられたスラストディスクを、
磁気吸引力により非接触で浮上保持するスラスト磁気軸
受装置における回転センサの構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic bearing device, and more particularly to a thrust disk mounted perpendicularly to a rotary shaft,
The present invention relates to the structure of a rotation sensor in a thrust magnetic bearing device that floats and holds in a non-contact manner by a magnetic attraction force.
【0002】[0002]
【従来の技術】図4は、従来のスラスト磁気軸受装置の
断面図である。回転軸6にはスラストディスク7が垂直
に取り付けられており、スラストディスク7をはさむよ
うに一対の磁気軸受装置を構成する磁極8が設けられ、
磁極8には励磁コイル9が巻回されている。スラストデ
ィスク7は、円板状の磁性材料のターゲットであり、環
状の励磁コイル9に励磁電流が流されることにより、環
状の磁極8とスラストディスク7の間には磁気吸引力が
働く。この磁気吸引力、即ち、励磁コイル9の励磁電流
を制御することによって、回転軸6に直結されたスラス
トディスク7は、上下一対の磁極8の間に非接触で浮上
保持され支承される。2. Description of the Related Art FIG. 4 is a sectional view of a conventional thrust magnetic bearing device. A thrust disk 7 is vertically attached to the rotary shaft 6, and a magnetic pole 8 forming a pair of magnetic bearing devices is provided so as to sandwich the thrust disk 7.
An exciting coil 9 is wound around the magnetic pole 8. The thrust disk 7 is a target made of a disk-shaped magnetic material, and when an exciting current is passed through the annular exciting coil 9, a magnetic attraction force acts between the annular magnetic pole 8 and the thrust disk 7. By controlling this magnetic attraction force, that is, the exciting current of the exciting coil 9, the thrust disk 7 directly connected to the rotating shaft 6 is supported by floating and held between the pair of upper and lower magnetic poles 8 in a non-contact manner.
【0003】かかるスラスト磁気軸受に支承されて回転
する回転軸6の回転数を検出する回転センサ15は、ス
ラスト磁気軸受を構成する磁極8、励磁コイル9、スラ
ストディスク7とは別の場所に設けられていた。即ち、
図4に示すように回転軸6には回転センサディスク13
が直結されており、ディスク13の一部分に磁性材料の
センサターゲット10が固定されており、センサターゲ
ット10は回転軸6と共に回転する。ディスク13のセ
ンサターゲット10に対向する部分には、ディスク13
と空間的に離隔して回転センサコイル12が巻回された
回転センサコア11が配置されている。回転軸6と共に
回転するセンサターゲット10が、固定されたセンサコ
ア11に対向する部分を通過する時に、回転センサコイ
ル12から見た回転センサコア11の磁気回路(インダ
クタンス)が変化することから、回転センサコイル12
の両端には逆起電圧のパルスが生じる。このパルスは、
センサコア11の対向する箇所にセンサターゲット10
が通過する毎に現れるので、このパルスをカウントする
ことにより、回転軸の回転数を検出することができる。A rotation sensor 15 for detecting the number of rotations of the rotating shaft 6 which is supported by the thrust magnetic bearing and rotates is provided at a position different from the magnetic pole 8, the exciting coil 9 and the thrust disk 7 which constitute the thrust magnetic bearing. It was being done. That is,
As shown in FIG. 4, the rotation sensor disk 13 is attached to the rotation shaft 6.
Are directly connected to each other, a sensor target 10 made of a magnetic material is fixed to a part of the disk 13, and the sensor target 10 rotates together with the rotary shaft 6. In the portion of the disk 13 facing the sensor target 10, the disk 13
The rotation sensor core 11 around which the rotation sensor coil 12 is wound is arranged so as to be spatially separated. Since the magnetic circuit (inductance) of the rotation sensor core 11 seen from the rotation sensor coil 12 changes when the sensor target 10 rotating with the rotation shaft 6 passes through a portion facing the fixed sensor core 11, 12
A counter electromotive voltage pulse is generated at both ends of. This pulse is
The sensor target 10 is provided at a position where the sensor core 11 faces each other.
Appears every time the pulse passes, so the number of rotations of the rotary shaft can be detected by counting this pulse.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このようなスラスト磁
気軸受における回転センサ15は、スラスト磁気軸受と
は別個に、回転軸に直結された回転センサディスク1
3、回転センサコイル12を巻回した回転センサコア1
1等の部材を設ける必要があった。このため、回転セン
サ15を構成する、それぞれの部材のスペースが必要で
あった。又、回転センサコイル12にはケーブルを接続
する必要があるが、磁気軸受の励磁コイル9とは離れた
位置にあるためスペースが制限され、組立にくいという
問題点があった。The rotation sensor 15 in such a thrust magnetic bearing is separate from the thrust magnetic bearing and is directly connected to the rotation shaft of the rotation sensor disk 1.
3. Rotation sensor core 1 around which the rotation sensor coil 12 is wound
It was necessary to provide a member such as 1. For this reason, the space of each member which comprises the rotation sensor 15 was required. Further, although it is necessary to connect a cable to the rotation sensor coil 12, there is a problem that it is difficult to assemble because the space is limited because it is located away from the exciting coil 9 of the magnetic bearing.
【0005】係る従来技術の問題点に鑑み、本発明は回
転センサの特別なスペースを要しない、且つ、組立の容
易な、回転センサを搭載した磁気軸受装置を提供する。In view of the above problems of the prior art, the present invention provides a magnetic bearing device equipped with a rotation sensor that does not require a special space for the rotation sensor and is easy to assemble.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、回転軸に垂直
に取り付けられたスラストディスクをはさむように支承
する一対の磁極と励磁コイルとからなる磁気軸受装置に
おいて、前記磁気軸受装置を構成する磁極の一部には、
回転センサコイルが巻回され、前記回転センサコイルが
巻回された磁極部分に対向するスラストディスクの部分
には切欠き部が設けられていることを特徴とするもので
ある。According to the present invention, there is provided a magnetic bearing device comprising a pair of magnetic poles and an exciting coil for supporting a thrust disk vertically mounted on a rotary shaft so as to sandwich the magnetic disc device. Some of the magnetic poles
The rotation sensor coil is wound, and a notch portion is provided in a portion of the thrust disk facing the magnetic pole portion around which the rotation sensor coil is wound.
【0007】[0007]
【作用】磁気軸受装置を構成する磁極の一部には回転セ
ンサコイルが巻回され回転センサ磁極を構成し、回転セ
ンサコイルが巻回されたセンサ磁極の対向する部分に
は、スラストディスク上に切欠き部が部分的に設けられ
ている。このため、回転軸の回転に伴いスラストディス
クが回転すると、回転センサコイルが巻回されたセンサ
磁極の対向する部分を、スラストディスクの切欠き部が
通過する毎に、回転センサコイルには逆起電圧のパルス
を生じ、これをカウントすることによって、回転軸の回
転数を検出することができる。A rotation sensor coil is wound around a part of the magnetic poles forming the magnetic bearing device to form a rotation sensor magnetic pole, and a portion facing the sensor magnetic pole around which the rotation sensor coil is wound is placed on the thrust disk. The notch is partially provided. Therefore, when the thrust disk rotates as the rotary shaft rotates, a counter-electromotive force is generated in the rotary sensor coil each time the notch of the thrust disk passes through the opposing portion of the sensor magnetic pole around which the rotary sensor coil is wound. By generating a pulse of voltage and counting it, the number of rotations of the rotating shaft can be detected.
【0008】[0008]
【実施例】図1は本発明の一実施例の磁気軸受装置の主
軸に沿った断面図であり、図2は図1のAA′線に沿っ
た断面図である。回転軸6に垂直に取り付けられたスラ
ストディスク7を挟むように支承する上下一対の環状の
励磁コイル9を備えた環状の磁極8とからスラスト磁気
軸受が構成されることは、従来の技術と同様である。1 is a sectional view taken along the main axis of a magnetic bearing device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA 'in FIG. The thrust magnetic bearing is composed of an annular magnetic pole 8 having a pair of upper and lower annular exciting coils 9 that support a thrust disk 7 vertically attached to the rotary shaft 6 so as to sandwich the thrust magnetic bearing. Is.
【0009】このスラスト磁気軸受には、回転センサ1
が組み込まれており、磁気軸受を構成する前述の磁極8
の一部が回転センサ磁極2となっている。回転センサ磁
極2には、回転センサコイル5が巻回されており、対向
する磁気材料のスラストディスク7との間で磁気回路が
形成されている。一方、磁気軸受によって挾み込むよう
に支承される、回転軸に直結されたスラストディスク7
の回転センサ磁極2に対向した一部分には切欠き部3が
設けられている。尚、この切欠き部3は、磁性材料のス
ラストディスクに設けられた凹部であり、この凹部は非
磁性材料で埋められていても差支えない。The thrust magnetic bearing includes a rotation sensor 1
And the above-mentioned magnetic pole 8 which constitutes a magnetic bearing.
Is a rotation sensor magnetic pole 2. A rotation sensor coil 5 is wound around the rotation sensor magnetic pole 2, and a magnetic circuit is formed between the rotation sensor magnetic pole 2 and a thrust disk 7 made of a magnetic material facing each other. On the other hand, a thrust disk 7 directly connected to the rotating shaft, which is supported by magnetic bearings so as to be sandwiched.
A cutout portion 3 is provided in a portion facing the rotation sensor magnetic pole 2. The notch 3 is a recess provided in the thrust disk made of a magnetic material, and the recess may be filled with a non-magnetic material.
【0010】この回転センサ1は、以下のように動作す
る。回転軸6に直結されたスラストディスク7がスラス
ト磁気軸受を形成する励磁コイル9に制御電流が流れる
ことにより、磁極8の磁気吸引力に支承されて浮上支持
される。磁極8の一部分である回転センサ磁極2には、
空間的に離隔したスラストディスク7との間で磁気回路
が構成される。回転軸6が回転すると、直結されている
スラストディスク7も回転し、スラストディスク7の一
部分である切欠き部3も回転軸6のまわりに回転する。
この切欠き部3が固定されている回転センサ磁極2の対
向部分を通過すると、回転センサコイル5から見た磁気
抵抗(インダクタンス)が変化することにより、回転セ
ンサコイル5と鎖交する磁束が変化し、回転センサコイ
ル5には逆起電圧のパルスが生じる。従って、このパル
ス数をカウントすることによって、回転軸の回転数を検
出することができる。The rotation sensor 1 operates as follows. The thrust disk 7 directly connected to the rotary shaft 6 is supported by the magnetic attraction force of the magnetic pole 8 so as to be levitated by the control current flowing through the exciting coil 9 forming the thrust magnetic bearing. In the rotation sensor magnetic pole 2 which is a part of the magnetic pole 8,
A magnetic circuit is formed between the thrust disk 7 and the thrust disk 7 which are spatially separated. When the rotary shaft 6 rotates, the thrust disk 7 directly connected to it also rotates, and the notch 3 that is a part of the thrust disk 7 also rotates around the rotary shaft 6.
When the cutout portion 3 passes through the facing portion of the fixed rotation sensor magnetic pole 2, the magnetic resistance (inductance) viewed from the rotation sensor coil 5 changes, so that the magnetic flux linked to the rotation sensor coil 5 changes. However, a counter electromotive voltage pulse is generated in the rotation sensor coil 5. Therefore, the number of rotations of the rotary shaft can be detected by counting the number of pulses.
【0011】なお、この時スラスト磁気軸受となる磁極
8の磁束が回転センサ磁極2を貫通するので、スラスト
磁気軸受を形成する励磁コイル9に流れる制御電流が変
化すると、磁極8及び回転センサ磁極2の磁束も変化す
る。制御電流が変化しても、磁極2,8の磁束の変化の
影響を受けないよう、回転センサコイル5をスラストデ
ィスク7をはさむよう対向に配置し、且つ対向して配置
された2個の回転センサコイル5を制御電流の磁束の変
化によって生じる逆起電圧が反対方向となるように直列
に接続する。回転センサコイル5を上述のように直列に
接続しているので、制御電流の変化によって生じる回転
センサコイル5のそれぞれの逆起電圧はキャンセルする
方向に働き、切欠き3によって生じる逆起電圧は加算す
る方向に働く。従って直列接続された回転センサコイル
5の両端の回転センサとしてのパルス出力には、制御電
流の変化の影響を生じない。At this time, since the magnetic flux of the magnetic pole 8 serving as the thrust magnetic bearing penetrates the rotation sensor magnetic pole 2, when the control current flowing through the exciting coil 9 forming the thrust magnetic bearing changes, the magnetic pole 8 and the rotation sensor magnetic pole 2 are changed. The magnetic flux of changes. Even if the control current changes, the rotation sensor coil 5 is arranged so as not to be affected by the change in the magnetic flux of the magnetic poles 2, 8 so as to sandwich the thrust disk 7, and the two rotations arranged so as to face each other. The sensor coils 5 are connected in series so that the counter electromotive voltage generated by the change in the magnetic flux of the control current is in the opposite direction. Since the rotation sensor coils 5 are connected in series as described above, the counter electromotive voltages of the rotation sensor coils 5 caused by the change of the control current act in the canceling direction, and the counter electromotive voltages generated by the notches 3 are added. Work toward you. Therefore, the pulse output as the rotation sensor at both ends of the rotation sensor coil 5 connected in series is not affected by the change in the control current.
【0012】図3は、スラスト変位信号16、スラスト
制御電流信号17、回転センサ信号18をキャンセル回
路19に入力し、制御電流変化による信号を、スラスト
信号16及びスラスト制御電流信号17より取り出し、
スラスト制御電流信号17の変化分をスラスト変位信号
16によりキャンセルし、回転センサ信号18より正し
い回転数信号を取り出すようにしたものである。このよ
うな回路上の処理によって、スラスト磁気軸受となる磁
極8の一部分に回転センサ磁極2を設けても、回転セン
サコイルからはスラスト磁気軸受の制御電流の変化の影
響を受けない回転パルスを取り出すことができる。In FIG. 3, the thrust displacement signal 16, the thrust control current signal 17, and the rotation sensor signal 18 are input to the cancel circuit 19, and the signal due to the change of the control current is extracted from the thrust signal 16 and the thrust control current signal 17.
A change amount of the thrust control current signal 17 is canceled by the thrust displacement signal 16 and a correct rotation speed signal is taken out from the rotation sensor signal 18. By such a process on the circuit, even if the rotation sensor magnetic pole 2 is provided in a part of the magnetic pole 8 that serves as the thrust magnetic bearing, a rotation pulse that is not affected by the change in the control current of the thrust magnetic bearing is extracted from the rotation sensor coil. be able to.
【0013】[0013]
【発明の効果】以上に説明したように本発明の磁気軸受
装置によれば、回転センサの磁極がスラスト磁気軸受の
磁極と一体に形成され、回転センサのターゲットがスラ
スト磁気軸受のスラストディスクの切欠き部として形成
される。従って、回転センサの部品数が削減され、従来
の回転センサに必要であったスペースが不要となり、回
転センサを搭載した小型コンパクト化された磁気軸受装
置が実現された。又、回転センサコイルに接続するケー
ブルも、軸受の励磁コイルのケーブルの近傍に配設する
ことができることから、従来の組立のためのスペースの
制限という問題が解消され、組立容易な磁気軸受装置が
実現された。即ち、従来の組立のためのスペースの制限
という問題が解決され組立も容易となり、又、ポンプの
取り付け姿勢及びスラスト制御電流に影響されない磁気
軸受装置が実現された。As described above, according to the magnetic bearing device of the present invention, the magnetic poles of the rotation sensor are formed integrally with the magnetic poles of the thrust magnetic bearing, and the target of the rotation sensor cuts the thrust disk of the thrust magnetic bearing. It is formed as a notch. Therefore, the number of parts of the rotation sensor is reduced, the space required for the conventional rotation sensor is not required, and a compact and compact magnetic bearing device equipped with the rotation sensor is realized. Further, since the cable connected to the rotation sensor coil can also be arranged in the vicinity of the cable of the exciting coil of the bearing, the problem of space limitation for conventional assembly is solved, and a magnetic bearing device that can be easily assembled is provided. It was realized. That is, the conventional problem of space limitation for assembling is solved, the assembling is facilitated, and the magnetic bearing device which is not affected by the mounting posture of the pump and the thrust control current is realized.
【図1】本発明の一実施例の磁気軸受装置の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a magnetic bearing device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例の磁気軸受装置の断面図。FIG. 2 is a sectional view of a magnetic bearing device according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施例の回転センサ回路のブロック
図。FIG. 3 is a block diagram of a rotation sensor circuit according to an embodiment of the present invention.
【図4】従来の磁気軸受装置の断面図。FIG. 4 is a sectional view of a conventional magnetic bearing device.
1,15 回転センサ 2 回転センサ磁極 3 切欠き部 5 回転センサコイル 6 回転軸 7 スラストディスク 8 磁極 9 励磁コイル 10 センサターゲット 11 回転センサコア 12 回転センサコイル 13 回転センサディスク 16 スラスト変位信号 17 スラスト制御電流信号 18 回転センサ信号 19 キャンセル回路 1,15 rotation sensor 2 rotation sensor magnetic pole 3 notch portion 5 rotation sensor coil 6 rotation shaft 7 thrust disk 8 magnetic pole 9 excitation coil 10 sensor target 11 rotation sensor core 12 rotation sensor coil 13 rotation sensor disk 16 thrust displacement signal 17 thrust control current Signal 18 Rotation sensor signal 19 Cancel circuit
Claims (1)
ディスクをはさむように支承する一対の磁極と励磁コイ
ルとからなる磁気軸受装置において、前記磁気軸受装置
を構成する磁極の一部には、回転センサコイルが巻回さ
れ、前記回転センサコイルが巻回された磁極部分に対向
するスラストディスクの部分には切欠き部が設けられて
いることを特徴とする磁気軸受装置。1. A magnetic bearing device comprising a pair of magnetic poles for supporting a thrust disk mounted perpendicularly to a rotary shaft so as to sandwich the magnetic disc and an exciting coil, wherein a part of the magnetic poles constituting the magnetic bearing device has a rotation. A magnetic bearing device, wherein a sensor coil is wound, and a notch portion is provided in a portion of the thrust disk facing a magnetic pole portion around which the rotation sensor coil is wound.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24728492A JP2673479B2 (en) | 1992-07-14 | 1992-08-24 | Magnetic bearing device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-209829 | 1992-07-14 | ||
| JP20982992 | 1992-07-14 | ||
| JP24728492A JP2673479B2 (en) | 1992-07-14 | 1992-08-24 | Magnetic bearing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0681839A true JPH0681839A (en) | 1994-03-22 |
| JP2673479B2 JP2673479B2 (en) | 1997-11-05 |
Family
ID=26517690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24728492A Expired - Lifetime JP2673479B2 (en) | 1992-07-14 | 1992-08-24 | Magnetic bearing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2673479B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9041266B2 (en) | 2010-03-11 | 2015-05-26 | Korea Institute Of Machinery & Materials | Magnetic bearing structure and turbo machine having the same |
-
1992
- 1992-08-24 JP JP24728492A patent/JP2673479B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9041266B2 (en) | 2010-03-11 | 2015-05-26 | Korea Institute Of Machinery & Materials | Magnetic bearing structure and turbo machine having the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2673479B2 (en) | 1997-11-05 |
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Legal Events
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