(57)【要約】【課題】  制振対象以外の固有振動を発生させることなく、制振対象の固有振動に対して安定な制御を行うことができる磁気軸受制御装置の提供。【解決手段】  フィルタＦ１１，Ｆ２１はセンサ信号に含まれる後ろ回り成分（低周波側成分）を通過し、フィルタＦ１２，Ｆ２２はセンサ信号に含まれる前回り成分（高周波側成分）を通過する。切換スイッチＳ３，Ｓ４をフィルタＦ１１，Ｆ２１側に切り換えると、後ろ回り成分に関して制振効果のあるクロス制御Ａに設定される。一方、切換スイッチＳ３，Ｓ４をフィルタＦ１２，Ｆ２２側に切り換えると、前回り成分に関して制振効果のあるクロス制御Ｂに設定される。例えば、軸回転数が危険速度領域のときにはクロス制御Ｂに切り換え、その他の場合にはクロス制御Ａに切り換える。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を非接触支持する磁気軸受を制御し、前記回転軸のＸ軸方向位置に関するＸ軸センサ信号を前記磁気軸受のＸ軸電磁石制御にフィードバックし、前記回転軸のＹ軸方向位置に関するＹ軸センサ信号を前記磁気軸受のＹ軸電磁石制御にフィードバックする磁気軸受制御装置において、
前記Ｘ軸センサ信号の低周波成分または該低周波成分を含む周波数帯域を抽出して前記Ｙ軸電磁石制御信号に加算する第１のフィルタと、
前記Ｙ軸センサ信号の低周波成分または該低周波成分を含む周波数帯域を抽出して前記Ｘ軸電磁石制御信号から減算する第２のフィルタと、
前記Ｘ軸センサ信号の高周波成分または該高周波成分を含む周波数帯域を抽出して前記Ｙ軸電磁石制御信号から減算する第３のフィルタと、
前記Ｙ軸センサ信号の高周波成分または該高周波成分を含む周波数帯域を抽出して前記Ｘ軸電磁石制御信号に加算する第４のフィルタと、
前記第１乃至第４のフィルタから適宜選択してフィードバックを行わせる選択手段とを備えたことを特徴とする磁気軸受制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気軸受制御装置において、
前記選択手段は、前記回転軸の回転数に応じて、前記第１および第２のフィルタを用いた第１のクロスフィードバックと前記第３および第４のフィルタを用いた第２のクロスフィードバックとのいずれか選択することを特徴とする磁気軸受制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の磁気軸受制御装置において、
前記選択手段は、前記回転軸の回転数が危険速度領域である場合には前記第２のクロスフィードバックを選択し、前記回転軸の回転数が危険速度領域外である場合には前記第１のクロスフィードバックの実行または前記第１および第２のクロスフィードバックの不実行のいずれかを選択することを特徴とする磁気軸受制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の磁気軸受制御装置において、
前記第１，第２，第３および第４のフィルタから出力される信号のゲインを各々個別に変更するゲイン変更手段を備えたことを特徴とする磁気軸受制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の磁気軸受制御装置において、
軸受制御処理をデジタル信号処理により行うことを特徴とする磁気軸受制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ分子ポンプや工作機械等に用いられる能動型磁気軸受の磁気軸受制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ分子ポンプや高速回転を必要とする工作機械などにおいては磁気軸受が採用されることが多い。磁気軸受では、電磁石で支持されたロータの位置を変位センサで検出し、その変位センサからのセンサ信号を制御回路にフィードバックするフィードバック制御が用いられている。一般的には、比例、微分、積分要素によるＰＩＤ制御がフィードバック制御として採用され、定常外乱に対する定常偏差を減衰させるようにしている。
【０００３】
ところで、磁気軸受では固有振動モードにより共振が発生し易く、ロータの過大振幅が発生する可能性を有している。この過大振幅が発生した場合、ロータがステータ側に配置した保護ベアリングに接触するおそれがある。そして、接触によってロータに応力が加わったり、磁気軸受装置に振動が発生したり、また、接触によるダストが発生したりする。さらには、衝撃と高速回転とによって、保護ベアリングの損傷という不具合が発生するおそれもあった。
【０００４】
回転軸が持つ振動モードは、回転時のジャイロ効果によって固有振動数が低周波成分と高周波成分とに分離することが知られている。分離したものは、それぞれ後ろ回り成分（低周波成分）、前回り成分（高周波成分）と呼ばれている。そして、上述したような共振の発生を防止するために、従来からクロス制御と呼ばれるジャイロ補償を行う制御が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
クロス制御は、Ｘ軸センサ信号をＹ軸制御に利用し、Ｙ軸センサ信号をＸ軸制御に利用するものである。クロス制御では信号結合時における符号によって、後ろ回り成分に対する制振効果を有するクロス制御（以下ではクロス制御Ａと称する）と、前回り成分に対する制振効果を有するクロス制御（以下ではクロス制御Ｂと称する）とがある。従来は、クロス制御Ａが採用され、前回り成分と回転数とがほぼ一致して共振が発生する危険速度領域では、ＰＩＤ制御の比例ゲインを上昇させることによって共振発生に対応していた。
【０００６】
【非特許文献１】樋口、水野，「５自由度制御形磁気軸受制御系の研究−ジャイロ効果による相互干渉のある系の最適レギュレータの構成−」，計測自動制御学会論文集，１８，５，ｐ．５０７−５１３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、比例ゲインを上昇させると、制振対象以外の固有振動（例えば曲げモードの固有振動やターボ分子ポンプであれば回転翼の固有振動など）を発生させてしまう可能性があり、制御パラメータの決定が困難な場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１は、回転軸を非接触支持する磁気軸受を制御し、回転軸のＸ軸方向位置に関するＸ軸センサ信号を磁気軸受のＸ軸電磁石制御にフィードバックし、回転軸のＹ軸方向位置に関するＹ軸センサ信号を磁気軸受のＹ軸電磁石制御にフィードバックする磁気軸受制御装置に適用され、Ｘ軸センサ信号の低周波側または該低周波成分を含む周波数帯域を抽出してＹ軸電磁石制御信号に加算する第１のフィルタと、Ｙ軸センサ信号の低周波側または該低周波成分を含む周波数帯域を抽出してＸ軸電磁石制御信号から減算する第２のフィルタと、Ｘ軸センサ信号の高周波側または該高周波成分を含む周波数帯域を抽出してＹ軸電磁石制御信号から減算する第３のフィルタと、Ｙ軸センサ信号の高周波側または該高周波成分を含む周波数帯域を抽出してＸ軸電磁石制御信号に加算する第４のフィルタと、第１乃至第４のフィルタから適宜選択してフィードバックを行わせる選択手段とを備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の磁気軸受制御装置において、選択手段は、回転軸の回転数に応じて、第１および第２のフィルタを用いた第１のクロスフィードバックと第３および第４のフィルタを用いた第２のクロスフィードバックとのいずれか選択するものである。
請求項３の発明は、請求項２に記載の磁気軸受制御装置において、選択手段は、回転軸の回転数が危険速度領域である場合には第２のクロスフィードバックを選択し、回転軸の回転数が危険速度領域外である場合には第１のクロスフィードバックの実行または第１および第２のクロスフィードバックの不実行のいずれかを選択する。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の磁気軸受制御装置において、第１，第２，第３および第４のフィルタから出力される信号のゲインを各々個別に変更するゲイン変更手段を備えたものである。
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の磁気軸受制御装置において、軸受制御処理をデジタル信号処理により行うようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来のように制振対象以外の固有振動の過大振幅を発生させることなく、制振対象の固有振動に対して安定な制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明による磁気軸受制御装置を説明する図であり、磁気軸受式ターボ分子ポンプの軸受制御装置の概略構成を示すブロック図である。ターボ分子ポンプユニットは、ターボ分子ポンプ本体１とそれを駆動制御するコントローラ２とで構成されている。
【００１１】
図２はターボ分子ポンプ本体１の概略構成を示す断面図である。ポンプ本体１に設けられたケーシング２０の内部には、複数段のロータ翼２１およびネジ溝部２２が形成されたロータ４と、ロータ翼２１に対して交互に配設されるステータ翼２３と、上記ネジ溝部２２と対向するように配設される筒状部材２４とが設けられている。ロータ４を非接触支持する電磁石５はラジアル磁気軸受を構成する電磁石５１，５２とアキシャル磁気軸受を構成する電磁石５３とを有し、これらは５軸制御型磁気軸受を構成している。
【００１２】
これらのラジアル電磁石５１，５２とアキシャル電磁石５３に対応して、ラジアル変位センサ７１，７２およびアキシャル変位センサ７３が設けられている。コントローラ２（図１参照）とポンプ本体１とを接続するケーブル（不図示）は、レセプタクル２５に接続される。ロータ４を電磁石５１，５２，５３により非接触支持しつつモータ６により回転駆動すると、ケーシング２０の吸気口フランジ側のガスは矢印Ｇ１のように背圧側（空間Ｓ１）に排気され、背圧側に排気されたガスは排気口フランジ２６に接続された補助ポンプによりポンプ外に排出される。
【００１３】
２７，２８は非常用のメカニカルベアリングであり、ロータ４が磁気浮上していないときには、ロータ４はこれらのベアリング２７，２８により支持される。また、振動等によりロータ４の浮上位置が大きく変化しても、ロータ４はベアリング２７，２８以外のステータ側に接触することはない。ベアリング２７はロータ４のラジアル方向の２軸（ｘ軸およびｙ軸）の運動を非常時に拘束し、ベアリング２８はラジアル方向の２軸（ｘ軸およびｙ軸）とスラスト方向の１軸（ｚ軸）を拘束する。
【００１４】
図３は５軸制御型磁気軸受の概念図であり、ロータ４の回転軸Ｊがｚ軸に一致するように示した。ラジアル電磁石５１は、ｘ軸に関する一対の電磁石５１ｘとｙ軸に関する一対の電磁石５１ｙとを備えている。同様に、ラジアル電磁石５２も、ｘ軸に関する一対の電磁石５２ｘとｙ軸に関する一対の電磁石５２ｙとを備えている。また、アキシャル電磁石５３は、ロータ４の下端に設けられたディスク４１をｚ軸に沿って挟むように対向して配設される一対の電磁石５３ｚを備えている。
【００１５】
図示してはいないが、電磁石５１ｘ，５１ｙ，５２ｘ，５２ｙに対応するように、図２の変位センサ７１，７２に関してもそれぞれ一対のラジアル変位センサで構成されている。これら５組の電磁石５１ｘ，５１ｙ，５２ｘ，５２ｙ，５３および変位センサ７１〜７３により５軸制御型磁気軸受が構成されている。
【００１６】
図１に戻って、コントローラ２には、制御部３，センサ回路７，励磁アンプ８が設けられている。制御部３は、Ａ／Ｄコンバータ３１、Ｄ／Ａコンバータ３２、演算部であるＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）３３を備えている。なお、図１に示すポンプ本体１では、５軸ある中の１軸に関する電磁石５１ｘおよび変位センサ７１ｘのみを記載した。ロータ４の回転数は回転数センサ５によって検出される。
【００１７】
変位センサ７にはセンサ回路２により数十ｋＨｚの搬送波が印加され、ギャップ変位により生じるセンサ部インピーダンス変化に応じて搬送波を振幅変調する。この振幅被変調波（ＡＭ波）は、センサ信号としてセンサ回路２を介して制御部３に入力される。ラジアル方向の変位センサ７１ｘの場合には、センサ回路２において各変位センサ７１ｘからのセンサ信号の差分が演算され、その差分成分がセンサ信号として制御部３に入力される。
【００１８】
制御部３に入力されたアナログセンサ信号は、Ａ／Ｄコンバータ３１によりデジタル値に変換され、ＤＳＰ３３に入力される。ＤＳＰ３３は、変位センサ７の出力と予め設定された制御定数とに基づいて電磁石５１ｘの励磁電流を制御する制御信号をＰＩＤ演算により算出し、その制御信号をＤ／Ａコンバータ３２を介して励磁アンプ８へと出力する。
【００１９】
前述したように、ロータ４を回転駆動すると、ジャイロ効果によりロータ４の振動モードは図４に示すように２つに分離する。図４は振動モードの分離を模式的に示したものであり、剛体モードおよび曲げ一次モードについて示したものである。剛体モードはロータ４を剛体とみなしたときの振動モードである。ロータ４の回転を加速する際や減速する際に、回転数がこれらの振動モードの振動数とほぼ等しくなる領域で共振が発生する。
【００２０】
図５は本発明による軸受制御方式を説明するブロック線図であり、ＤＳＰ３３で行われる制御を示したものである。図５は直交する一組の電磁石５１ｘ、５１ｙの制御に関して示したものであるが、電磁石５２ｘ、５２ｙに関しても同様に考える。ＰＩＤ制御部３０１，フィルタＦ１１，Ｆ１２，ゲイン変更部３０５，３０６はＸ軸センサ信号に関するもので、ＰＩＤ制御部３０２，フィルタＦ２１，Ｆ２２，ゲイン変更部３０７，３０８はＹ軸センサ信号に関するものである。後述するように、ゲイン変更部３０５〜３０８はロータ４の回転数に応じてゲイン調整を行う。
【００２１】
ＰＩＤ制御部３０１，３０２の各々にＸ軸センサ信号，Ｙ軸センサ信号が入力されると、各ＰＩＤ制御部３０１，３０２は予め設定された比例ゲイン，微分ゲインおよび積分ゲインに基づいて制御信号を生成して出力する。Ｘ軸センサ信号はフィルタＦ１１，Ｆ１２にも入力される。Ｘ軸，Ｙ軸センサ信号には図４に示した剛体モードの周波数成分が含まれており、フィルタＦ１１はＸ軸センサ信号に含まれる後ろ回り成分（低周波側成分）を通過するように構成されている。一方、フィルタＦ１２はＸ軸センサ信号に含まれる前回り成分（高周波側成分）を通過するように構成されている。
【００２２】
フィルタＦ１１はローパスフィルタで構成しても良いし、後ろ回り成分を通過する帯域通過フィルタで構成しても良い。同様にフィルタＦ１２はハイパスフィルタで構成しても良いし、前回り成分を通過する帯域通過フィルタで構成しても良い。
【００２３】
フィルタＦ１１を通過した後ろ回り成分はゲイン変更部３０５のゲインＧ１によりゲイン調整され、フィルタＦ１２を通過した前回り成分はゲイン変更部３０６のゲイン（−Ｇ２）によりゲイン調整される。ゲイン変更部３０５，３０６から出力された信号は、それそれ加算器３０４においてＰＩＤ制御部３０２からのＹ軸ＰＩＤ制御信号に加算される。ゲインＧ１，Ｇ２および後述するゲインＧ３，Ｇ４は所定の範囲の値（負の値でも可）に設定されるが、以下では、これらのゲインが０以上１以下の値に設定される場合を例に説明する。そのため、Ｇ１，Ｇ２はそれぞれ０以上１以下の値に設定され、０≧（−Ｇ２）≧−１となるので、Ｙ軸ＰＩＤ制御信号に後ろ回り成分を加算し前回り成分を減算したものが、Ｙ軸電磁石の制御信号として出力される。
【００２４】
また、Ｙ軸センサ信号に関するフィルタＦ２１は上記フィルタＦ１１と同一のものであり、後ろ回り成分を通過する。一方、フィルタＦ２２は上記フィルタＦ１２と同一のもので、前回り成分を通過する。フィルタＦ２１を通過した後ろ回り成分およびフィルタＦ２２を通過した前回り成分は、ゲイン変更部３０７，３０８においてゲイン（−Ｇ３），Ｇ４によるゲイン調整をされ、それぞれ加算器３０３においてＸ軸ＰＩＤ制御信号に加算される。すなわち、Ｘ軸電磁石の制御信号としては、Ｘ軸ＰＩＤ制御信号にＹ軸センサ信号の後ろ回り成分を減算し前回り成分を加算したものが出力される。
【００２５】
図６は、比較例として従来の軸受制御方式のブロック線図を示したものである。図６に示す制御方式では、Ｘ軸センサ信号に関してはフィルタＦ１１のみが設けられ、Ｙ軸センサに関してはフィルタＦ２１のみが設けられている。さらにロータ４の回転数に応じて連動して開閉する切換スイッチＳ１，Ｓ２が設けられている。切換スイッチＳ１，Ｓ２を閉じると、加算器３０３においてＸ軸ＰＩＤ制御信号からＹ軸センサ信号の後ろ回り成分が減算され、差分器３０９においてＹ軸ＰＩＤ制御信号にＸ軸センサ信号の後ろ回り成分が加算される。そして、加算器３０３の出力信号がＸ軸電磁石の制御信号として用いられ、差分器３０９の出力信号がＹ軸電磁石の制御信号として用いられる。このようなクロスフィードバック制御をクロス制御Ａと称する。
【００２６】
一方、図５の制御方式では、Ｘ軸電磁石の制御信号に関しては、Ｘ軸ＰＩＤ制御信号へのＹ軸センサ信号の後ろ回り成分の減算と前回り成分の加算とを同時または選択的に行うことができる。Ｙ軸電磁石の制御信号に関しては、Ｙ軸ＰＩＤ制御信号に対するＸ軸センサ信号の後ろ回り成分の加算と前回り成分の減算とを同時または選択的に行うことができる。
【００２７】
例えば、図５においてＧ２＝Ｇ４＝０、Ｇ１＝Ｇ３＝１と設定すると、図６において切換スイッチＳ１，Ｓ２を閉じた場合と同じ構成になり、従来と同様のクロス制御Ａで軸受制御が行われることになる。一方、Ｇ２＝Ｇ４＝１、Ｇ１＝Ｇ３＝０と設定した場合には、Ｘ軸ＰＩＤ制御信号にＹ軸センサ信号の前回り成分を加算したものがＸ軸電磁石の制御信号とされ、Ｙ軸ＰＩＤ制御信号からＸ軸センサ信号の前回り成分を減算したものがＹ軸電磁石の制御信号として出力される。このようなクロスフィードバック制御をクロス制御Ｂと称する。
【００２８】
クロス制御Ａとクロス制御Ｂとの切り換え動作の一例としては、図４に示すようなロータ回転の加速・減速時に、ロータ回転数が剛体モードの固有振動数曲線と交差する領域（ｒ１≦回転数≦ｒ２）ではクロス制御Ｂで制御し、回転数がｒ１よりも小さな領域およびｒ２よりも大きな領域では従来のクロス制御Ａで行う。すなわち、前回り成分との共振のおそれがある危険速度領域においては、Ｇ２＝Ｇ４＝１、Ｇ１＝Ｇ３＝０と設定して前回りに制振効果のあるクロス制御Ｂを採用する。そして、危険速度領域を超えたならばＧ２＝Ｇ４＝１、Ｇ１＝Ｇ３＝０と設定変更し、従来のクロス制御Ａに戻すようにする。
【００２９】
なお、上述した例では、クロス制御Ａ（Ｇ２＝Ｇ４＝０、Ｇ１＝Ｇ３＝１）とクロス制御Ｂ（Ｇ２＝Ｇ４＝１、Ｇ１＝Ｇ３＝０）との２つの状態の間で切り換えを行うようにしたが、Ｇ１〜Ｇ４の値を、適宜０と１との間の値に設定するようにしても良い。例えば、Ｇ１＝Ｇ２＝Ｇ３＝Ｇ４＝０．５と設定すると、後ろ回り成分の制振効果と前回り成分の制振効果と同時にかつ同程度に付与することができる。また、後ろ回り成分および前回り成分の両方を含んでいるが、危険領域以外ではクロス制御Ａに関するゲインを大きくし、危険速度領域では逆にクロス制御Ｂのゲインを大きくするようにしても良い。
【００３０】
図７は図５に示した軸受制御方式の変形例を示したものであり、ゲイン変更部３０５，３０６の後ろに切換スイッチＳ３を設け、ゲイン変更部３０７，３０８の後ろに切換スイッチＳ４を設けた。切換スイッチＳ３，Ｓ４はロータ４の回転数に応じて連動して切換動作を行う。図７に示した状態ではＸ軸センサ信号およびＹ軸センサ信号は、それぞれ後ろ回り成分を通過するフィルタＦ１１，Ｆ２１に入力されており、クロス制御Ａとなっている。切換スイッチＳ３，Ｓ４をそれぞれ中段の接点に切り換えると、Ｘ軸センサ信号およびＹ軸センサ信号はそれぞれフィルタＦ１２，Ｆ２２に入力されるため、磁気軸受はクロス制御Ｂで制御されることになる。また、切換スイッチＳ３，Ｓ４をそれぞれ下段の接点に切り換えると、クロス制御をオフした状態となる。
【００３１】
図５や図７に示す制御は、ＤＳＰ３３でデジタル処理される。例えば、デジタル信号処理ではなくアナログ信号処理においてこのような制御方式を採用した場合、フィルタ回路の増大によりコスト上昇が避けられないが、デジタル信号処理の場合にはＤＳＰ３３における演算処理方法を変更すれば良いので制御方式の変更によるコスト上昇を抑えることができる。
【００３２】
また、図５に示すような制御方式の場合にはフィルタＦ１１，Ｆ１２，Ｆ２１，Ｆ２２に関して４つの処理を行わなくてはならないが、図７に示す制御方式であれば切換スイッチＳ３，Ｓ４で切り換えられた方の２つの処理、例えば図７に示した状態ではフィルタＦ１１，Ｆ２１に関する処理を実行するだけで済む。すなわち、図７の制御方法であればＤＳＰ３３における処理時間の増大を図５の場合に比べて押さえることができる。
【００３３】
なお、スイッチＳ３，Ｓ４の切換動作の際にゲインが断続的に急激に変化すると、過渡応答によって制御対象（ロータ４）が不安定となるので、図８に示すようにゲインが連続的に変化するようにゲイン変更部３０５〜３０８で調整するようにしても良い。図８は、切換スイッチＳ３，Ｓ４によるフィルタ切換の前後における係数Ｇ１〜Ｇ４の変化を示したものであり、横軸はロータ４の回転数である。
【００３４】
ロータ回転が極低速である場合にはいずれのクロスフィードバックも入力されない回転域が存在するため（図８の符号Ｄで示す範囲）、その回転域においては図７の切換スイッチＳ３，Ｓ４を下段の接点に切り換えてクロスフィードバックをオフにする。そして、その回転域を通過したならば、切換スイッチＳ３，Ｓ４を上段の接点に切り換えるとともにＧ１，Ｇ３を０から１へと緩やかに上昇させてクロス制御Ａの状態にする。切り換え後はＧ２＝Ｇ４＝０、Ｇ１＝Ｇ３＝１となる。
【００３５】
次に、図８の切換Ｃのタイミングで切換スイッチＳ３，Ｓ４を上段の接点から中段の接点に切り換える。この場合もゲインの急激な変化を避けるために、ロータ回転数が切換直前のr11になったならば回転数の上昇とともにＧ１，Ｇ１を直線的に減少させ、回転数r12においてＧ１＝Ｇ３＝０とする。そのため、切換ＣのタイミングではＧ１＝Ｇ２＝Ｇ３＝Ｇ４＝０となっている。
【００３６】
切換Ｃの後、回転数がr13となったならばＧ２，Ｇ４を直線的に徐々に増加させ、回転数r14においてＧ２＝Ｇ４＝１とする。このような制御をすると、フィルタ切換時にはＧ１＝Ｇ２＝Ｇ３＝Ｇ４＝０となっているため、過渡現象が発生せずスムーズなクロス制御切換を行うことができる。図８に示す例ではクロス制御Ａからクロス制御Ｂへの切換について説明したが、クロス制御Ｂからクロス制御Ａへの切換も同様である。なお、図５によるクロス制御においても同様なゲイン変更を行わせれば良い。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態の磁気軸受制御装置によれば、以下のような効果を奏することができる。
（１）図４に示すように、共振が発生しやすい危険速度領域においては前回り成分に対して制振効果を有するクロス制御Ｂで制御するようにしたので、制振対象の固有振動に対して安定な制御を行うことができ、振動増大によるメカニカルベアリング２７，２８との接触を防止することができる。さらに、従来の比例ゲインを増大させる場合のように制振対象以外の固有振動の過大振幅を発生させるようなことがない。
（２）ゲイン変更部３０５〜３０８のＧ１〜Ｇ４を徐々に変化させて制御切換を行うことにより、過渡応答による不安定現象の発生を防止することができる。
【００３８】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、フィルタＦ１１は第１のフィルタを、フィルタＦ２１は第２のフィルタを、フィルタＦ１２は第３のフィルタを、フィルタＦ２２は第４のフィルタを、切換スイッチＳ３，Ｓ４は設定手段を、クロス制御Ａは第１のクロスフィードバックを、クロス制御Ｂは第２のクロスフィードバックをそれぞれ構成する。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明による磁気軸受制御装置を説明する図であり、ターボ分子ポンプの軸受制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】ターボ分子ポンプ本体１の概略構成を示す断面図である。
【図３】５軸制御型磁気軸受の概念図である。
【図４】振動モードの分離を模式的に示す図である。
【図５】本発明による軸受制御方式を説明するブロック線図である。
【図６】従来の軸受制御方式のブロック線図を示す図である。
【図７】軸受制御方式の変形例を示す図である。
【図８】フィルタ切換前後における係数Ｇ１〜Ｇ４の変化を示したものである。
【符号の説明】
【００４０】
１  ターボ分子ポンプ本体
２  コントローラ
３  制御部
４  ロータ
５  回転数センサ
７  センサ回路
８  励磁アンプ
３３  ＤＳＰ
２７，２８  メカニカルベアリング
５１，５１ｘ、５１ｙ，５２，５２ｘ，５２ｙ，５３，５３ｚ  電磁石
７１，７１ｘ，７２，７３  変位センサ
３０１，３０２  ＰＩＤ制御部
３０３，３０４  加算器
３０５〜３０８  ゲイン変更部
Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ２１，Ｆ２２  フィルタ
Ｓ１〜Ｓ４  切換スイッチ
【図１】
2005233200.tif 000003
【図２】
2005233200.tif 000004
【図３】
2005233200.tif 000005
【図４】
2005233200.tif 000006
【図５】
2005233200.tif 000007
【図６】
2005233200.tif 000008
【図７】
2005233200.tif 000009
【図８】
2005233200.tif 000010