JP4768712B2 - 位置を自動検出する能動型磁気ベアリング - Google Patents
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Description
(1) Ud=Lbearingωi
ここで、
ω=搬送波の角周波数(定型的には20kHz)
Lbearing=搬送波の周波数で見た場合の全インダクタンス
i=搬送電流の振幅。
インダクタンスLbearingは、ベアリング自身のサイズ(ディメンジョン)に比例する。搬送波の周波数でみたインダクタンスは、漏れインダクタンス(エアギャップの変化で変化しない)と、エアギャップと共に変化するインダクタンスとの和である。薄い積層物を用いて形成されている、自動検出のラジアルベアリングにとって、搬送波の周波数で見たインダクタンスは、ベアリングの周波数で見たインダクタンスとほぼ同じ値を有する。漏れインダクタンスは、小さい。インダクタンスは、ベアリングそれ自身のサイズと共に増加する。
前記ベアリングにおいて、本発明に係われば、各電磁石の前記磁気回路は、このベアリングで発生された高周波数の磁場の通過を促進するように、前記第1の強磁性材料の透磁率よりも小さな透磁率と、この第1の強磁性材料の電気抵抗率よりも大きな電気抵抗率とを備えている第2の強磁性材料が用いられている第2の磁気回路部分をさらに有し、この第2の磁気回路部分は前記第1の磁気回路部分と励起コイルとの間に配置される能動型磁気ベアリングで達成される。
Claims (11)
- 強磁性体の両側に配置されている、固定子を形成する対向している少なくとも第1及び第2の電磁石を有し、前記強磁性体は、回転子を形成し、複数の前記電磁石の間に接触しないで保持され、前記第1及び第2の電磁石は、各々、第1の強磁性材料を有する第1の磁気回路部分により構成され、前記強磁性体とエアギャップを規定するように協働する磁気回路と、電力増幅器から電力供給される励起コイルとを有し、この電力増幅器の入力電流は、前記第1及び第2の電磁石の磁気回路に対する前記強磁性体の位置に応じてサーボ制御され、この強磁性体の位置は、システムの閉ループ通過帯域よりも大きな周波数の正弦波電流を両方の対向する電磁石に同時に流すことに応じて2つの前記電磁石の間で検出されるインダクタンスから測定される、位置の自動検出を行なう能動型磁気ベアリングであって、
各電磁石の前記磁気回路は、このベアリングで発生された高周波数の磁場の通過を促進するように、前記第1の強磁性材料の透磁率よりも小さな透磁率と、この第1の強磁性材料の電気抵抗率よりも大きな電気抵抗率とを備えている第2の強磁性材料が用いられている第2の磁気回路部分をさらに有し、この第2の磁気回路部分は前記第1の磁気回路部分と励起コイルとの間に配置されることを特徴とするベアリング。 - 前記第2の磁気回路部分は、電気的に互いに絶縁されている磁性材料の複数の粒子を有する粉末から形成されている部分により形成されていることを特徴とする請求項1に記載のベアリング。
- 前記粉末は、電気的に互いに絶縁されている鉄の複数の粒子を有することを特徴とする請求項2に記載のベアリング。
- 前記回転子を形成する前記強磁性体は、高周波数の磁場の通過を促進するように、この本体の残りの部分よりも小さい透磁率及びこの本体の残りの部分よりも大きい電気抵抗率の強磁性材料からなる、少なくとも1つの部分を有し、この部分は前記電磁石に形成された前記第2の磁気回路部分のそれぞれに相対して配置されていることを特徴とする請求項1に記載のベアリング。
- 前記強磁性の回転子を形成する本体の小さい透磁率及び大きい電気抵抗率の前記少なくとも1つの部分は、電気的に互いに絶縁されている磁性材料の複数の粒子を有している粉末からなる部分により形成されることを特徴とする請求項4に記載のベアリング。
- 前記粉末は、電気的に互いに絶縁された鉄の複数の粒子を有することを特徴とする請求項5に記載のベアリング。
- 前記強磁性の回転子を形成する本体は、1つの強磁性積層物を有し、小さい透磁率及び大きい抵抗率の前記第2の磁気回路部分に存在するこの積層物は、それぞれ前記本体の積層物の厚さよりも薄い厚さを有することを特徴とする請求項4に記載のベアリング。
- 前記第2の磁気回路部分のそれぞれは、約100の磁気透磁率を示すことを特徴とする請求項1に記載のベアリング。
- 前記第2の磁気回路部分のそれぞれは、約50Ωmの電気抵抗率を示すことを特徴とする請求項1に記載のベアリング。
- 前記能動型磁気ベアリングは、軸方向タイプであることを特徴とする請求項1に記載のベアリング。
- 前記能動型磁気ベアリングは、ラジアルタイプであることを特徴とする請求項1に記載のベアリング。
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