[發明專利]徑向控制器以及應用了該徑向控制器的磁軸承裝置

有效

• 申請號: 201280038317.3
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103732931A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 大林哲郎;渡邊光德
• 申請（專利權）人: 株式會社大阪真空機器制作所
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

技術領域

本發明涉及一種應用于用于支承旋轉體的磁軸承裝置的徑向控制器以及該磁軸承裝置。

背景技術

已知應用于磁軸承裝置的徑向控制器，該磁軸承裝置利用對置的電磁體的吸引作用來使旋轉體懸浮以支承該旋轉體。作為這種徑向控制器，已知一種設置有用于消除負軸承剛度的負軸承剛度消除電路的徑向控制器，該負軸承剛度是電磁體與旋轉體越接近則吸引力越增加的負剛度(例如參照專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2009-63005號公報

發明內容

發明要解決的問題

專利文獻1的徑向控制器在如大型的發電用渦輪的轉子那樣姿勢(以使軸水平的方式)被固定的情況等的、在徑向電磁體的穩定負荷固定而徑向電磁體的負軸承剛度固定的情況下有效。但是，一般來說負軸承剛度會根據電磁體的穩定負荷的狀態而發生變化。而且，如渦輪分子泵那樣的小型設備的安裝姿勢是根據使用者不同而各種各樣的。因此，根據安裝姿勢不同，既存在以使軸水平的方式進行安裝的情況，也存在以使軸垂直的方式進行安裝的情況。而且，根據安裝姿勢不同，電磁體的穩定負荷不同，因此會與安裝姿勢相應地產生不同的負軸承剛度。因此，在如專利文獻1那樣的徑向控制器中，需要與安裝姿勢相應地設定用于解除負軸承剛度的影響的負軸承剛度消除電路。

因此，本發明的目的在于提供一種能夠應對與安裝姿勢相應的負軸承剛度的變化的徑向控制器以及應用了該徑向控制器的磁軸承裝置。

用于解決問題的方案

本發明的第一徑向控制器應用于利用電磁體使旋轉體懸浮來支承該旋轉體的磁軸承裝置，該徑向控制器具備：徑向控制電路，其用于控制上述旋轉體的軸線在徑向上的位移；負軸承剛度消除電路，其與上述徑向控制電路并聯連接，輸出與負軸承剛度有關的信號；電流值指示單元，其基于由上述徑向控制電路輸出的信號以及由上述負軸承剛度消除電路輸出的與負軸承剛度有關的信號，來輸出用于控制上述電磁體的電流值；DC成分提取單元，其從由上述電流值指示單元輸出的電流值中提取DC成分；校正系數計算單元，其基于由上述DC成分提取單元提取出的DC成分以及上述電磁體的偏置電流來計算校正系數；以及系數相乘單元，其使由上述校正系數計算單元計算出的上述校正系數與由上述負軸承剛度消除電路輸出的信號相乘。

根據本發明的第一徑向控制器，使與DC成分(直流成分)相應的校正系數與有關負軸承剛度的信號相乘，利用相乘結果，輸出用于控制電磁體的電流值。也就是說，DC成分的變化被反映到所輸出的電流值中。根據負軸承剛度的變化，由徑向控制電路輸出的電流值的DC成分發生變化，因此能夠將負軸承剛度的變化反映到用于控制電磁體的電流值中。由此，能夠與負軸承剛度的變化相應地控制電磁體，因此能夠應對與各種各樣的安裝姿勢相應的負軸承剛度的變化來支承旋轉體。因此，例如能夠抑制由于將與旋轉體的軸線為水平或垂直的姿勢對應的裝置安裝成相反的姿勢而產生的懸浮控制的不穩定等。

在本發明的第一徑向控制器的一個方式中，在將上述DC成分設為idc、將上述偏置電流設為I0、將上述校正系數設為C的情況下，上述校正系數計算單元也可以利用下式來計算上述校正系數。在這種情況下，能夠計算出更適當的校正系數。

[數1]

校正系數可以通過任何方式利用在相乘中。例如，在本發明的第一徑向控制器的一個方式中，也可以還具備存儲裝置，該存儲裝置存儲由上述校正系數計算單元計算出的上述校正系數，上述系數相乘單元利用上述存儲裝置所存儲的上述校正系數來執行上述相乘。另外，在該方式中，也可以在上述存儲裝置中存儲有上述校正系數的初始值，在上述旋轉體的懸浮開始時，上述系數相乘單元在上述相乘中利用上述存儲裝置所存儲的初始值，在從上述旋轉體的懸浮開始起經過規定時間之后，上述系數相乘單元在上述相乘中利用由上述校正系數計算單元計算出的上述校正系數。在這種情況下，能夠將負軸承剛度的變化對于電磁體控制的反映延期到經過規定時間后。由此，例如能夠排除懸浮開始時的不穩定的變化。