(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁石により浮上させて回転体を支持する磁気軸受装置に適用されるラジアル方向制御器であって、
前記回転体の軸線のラジアル方向の変位を制御するためのラジアル制御回路と、
前記ラジアル制御回路に並列に接続され、不平衡剛性に関する信号を出力する不平衡消去回路と、
前記ラジアル制御回路が出力する信号及び、前記不平衡消去回路が出力する不平衡剛性に関する信号に基づいて、前記電磁石を制御するための電流値を出力する電流値指示手段と、
前記電流値指示手段が出力する電流値からＤＣ成分を抽出するＤＣ成分抽出手段と、
前記ＤＣ成分抽出手段が抽出したＤＣ成分と前記電磁石のバイアス電流とに基づいて補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数算出手段が算出した前記補正係数を前記不平衡消去回路が出力する信号に乗算する係数乗算手段と、を備えることを特徴とするラジアル方向制御器。
【請求項２】
前記補正係数算出手段は、前記ＤＣ成分をｉｄｃ、前記バイアス電流をＩ０、前記補正係数をＣとした場合に、次式
【数１】
0005279890.tif 000010
を利用して、前記補正係数を算出する請求項１に記載のラジアル方向制御器。
【請求項３】
前記補正係数算出手段が算出した前記補正係数を記憶する記憶装置を更に備え、
前記係数乗算手段は、前記記憶装置に記憶された前記補正係数を利用して前記乗算を実行する請求項１又は２に記載のラジアル方向制御器。
【請求項４】
前記記憶装置には、前記補正係数の初期値が記憶され、
前記係数乗算手段は、前記乗算に、前記回転体の浮上開始時には前記記憶装置に記憶された初期値を、前記回転体の浮上開始から所定の時間経過後は前記補正係数算出手段が算出した前記補正係数を、それぞれ利用する請求項３に記載のラジアル方向制御器。
【請求項５】
前記ＤＣ成分抽出手段が実行する抽出及び、前記補正係数算出手段が実行する算出の少なくともいずれか一方の許可及び不許可を制御する許可手段を備え、
前記許可手段は、前記ＤＣ成分抽出手段が実行する抽出及び、前記補正係数算出手段が実行する算出を、前記回転体の浮上開始から所定の時間経過するまでは不許可し、前記所定の時間経過後は許可するように制御し、
前記係数乗算手段は、前記ＤＣ成分抽出手段が実行する抽出及び、前記補正係数算出手段が実行する算出が前記許可手段により許可されて以降は、前記補正係数算出手段が算出して前記記憶装置に記憶された補正係数を利用することにより、前記回転体の浮上開始から所定の時間経過後に前記補正係数算出手段が算出した前記補正係数の利用を実現する請求項４に記載のラジアル方向制御器。
【請求項６】
電磁石により浮上させて回転体を支持する磁気軸受装置に適用されるラジアル方向制御器であって、
前記回転体の軸線のラジアル方向の変位を制御するためのラジアル制御回路と、
前記ラジアル制御回路に並列に接続され、不平衡剛性に関する信号を出力する不平衡消去回路と、
前記ラジアル制御回路が出力する信号及び、前記不平衡消去回路が出力する不平衡剛性に関する信号に基づいて、前記電磁石を制御するための電流値を出力する電流値指示手段と、
前記回転体の軸線の設置姿勢にそれぞれ応じた複数の補正係数を記憶する補正係数記憶手段と、
前記回転体の軸線の設置姿勢にそれぞれ対応する複数の補正係数のうちの特定の補正係数に他の補正係数と区別するための情報を付加する係数区別手段と、
前記特定の補正係数を記憶する特定係数記憶手段と、
前記特定係数記憶手段に記憶された前記特定の補正係数を前記不平衡消去回路が出力する信号に乗算する係数乗算手段と、を備えることを特徴とするラジアル方向制御器。
【請求項７】
前記電流値指示手段が出力する電流値からＤＣ成分を抽出するＤＣ成分抽出手段と、
前記回転体の軸線の設置姿勢にそれぞれ対応する複数のＤＣ成分の基準値を記憶する成分基準値記憶手段と、
前記複数の基準値のうちの特定の基準値に他の基準値と区別するための情報を付加する基準値区別手段と、
前記特定の基準値を記憶する特定基準値記憶手段と、
前記ＤＣ成分抽出手段が抽出したＤＣ成分と前記特定基準値記憶手段に記憶された前記特定の基準値とを比較して、所定の条件を満たした場合に前記回転体を回転開始させないような制御信号を出力する比較手段と、を備えることを特徴とする請求項６に記載のラジアル方向制御器。
【請求項８】
前記比較手段は、前記ＤＣ成分抽出手段が抽出したＤＣ成分と前記特定の基準値とを比較した結果に、前記ＤＣ成分抽出手段が抽出したＤＣ成分が前記特定の基準値を超えているという結果が含まれている場合に、前記所定の条件が満たされたとして前記制御信号を出力する請求項７に記載のラジアル方向制御器。
【請求項９】
前記ＤＣ成分抽出手段として、カットオフ周波数が１Ｈｚ以下のローパスフィルタが利用されている請求項１〜８に記載のラジアル方向制御器。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のラジアル方向制御器を備えた磁気軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体を支持するための磁気軸受装置に適用されるラジアル方向制御器及び、その磁気軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
対向する電磁石の吸引作用によって回転体を浮上させるようにして支持する磁気軸受装置に適用されるラジアル方向制御器が知られている。このようなラジアル方向制御器であって、電磁石と回転体とが接近するほど吸引力が増す負の剛性である不平衡剛性を消去するための不平衡消去回路が設けられたラジアル方向制御器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６３００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のラジアル方向制御器は、大型の発電用タービンのロータのように姿勢が（軸が水平になるように）固定されている場合等、ラジアル電磁石の定常負荷が一定でラジアル電磁石の不平衡剛性が一定の場合に有効である。しかし、一般に不平衡剛性は、電磁石の定常負荷の状態によって変化する。そして、ターボ分子ポンプのような小型の機器の取り付け姿勢は、使用者によって様々である。このため、取り付け姿勢によっては、軸が水平になるように取り付けられることも、軸が垂直になるように取り付けられることもある。そして、取り付け姿勢によって電磁石の定常負荷が異なるため、取り付け姿勢に応じて異なる不平衡剛性が生じる。このため、特許文献１のようなラジアル方向制御器では、不平衡剛性の影響を取り除くための不平衡消去回路は取り付け姿勢に応じて設定される必要がある。
【０００５】
そこで、本発明は、取り付け姿勢に応じた不平衡剛性の変化に対応可能なラジアル方向制御器及び、それが適用された磁気軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１のラジアル方向制御器は、電磁石（４ａ、５ａ）により浮上させて回転体（２）を支持する磁気軸受装置（１）に適用されるラジアル方向制御器であって、前記回転体の軸線（Ａｘ）のラジアル方向の変位を制御するラジアル制御回路（１１）と、前記ラジアル制御回路に並列に接続され、不平衡剛性に関する信号を出力する不平衡消去回路（１２）と、前記ラジアル制御回路が出力する信号及び、前記不平衡消去回路が出力する不平衡剛性に関する信号に基づいて、前記電磁石を制御するための電流値を出力する電流値指示手段（６１、６２、６３、６４）と、前記電流値指示手段が出力する電流値からＤＣ成分を抽出するＤＣ成分抽出手段（７６、７７、７８、７９）と、前記ＤＣ成分抽出手段が抽出したＤＣ成分と前記電磁石のバイアス電流とに基づいて補正係数（Ｃ）を算出する補正係数算出手段（８１、８２、８３、８４）と、前記補正係数算出手段が算出した前記補正係数を前記不平衡消去回路が出力する信号に乗算する係数乗算手段（５５、５６、５７、５８）と、を備えている。
【０００７】
本発明の第１のラジアル方向制御器によれば、不平衡剛性に関する信号に、ＤＣ成分（直流成分）に応じた補正係数が乗算され、乗算結果を利用して、電磁石を制御するための電流値が出力される。つまり、ＤＣ成分の変化が出力される電流値に反映される。不平衡剛性の変化により、ラジアル制御回路が出力する電流値のＤＣ成分が変化するため、電磁石を制御するための電流値に不平衡剛性の変化を反映することができる。これにより、不平衡剛性の変化に応じて電磁石を制御することができるので、様々な取り付け姿勢に応じた不平衡剛性の変化に対応して回転体を支持することができる。このため、例えば、回転体の軸線が水平或いは垂直になるような姿勢に対応したものが、逆の姿勢で取り付けられることによって生じる浮上制御の不安定等を抑制することができる。
【０００８】
本発明の第１のラジアル方向制御器の一態様において、前記補正係数算出手段は、前記ＤＣ成分をｉｄｃ、前記バイアス電流をＩ０、前記補正係数をＣとした場合に、次式を利用して、前記補正係数を算出してもよい。この場合、より適切な補正係数を算出することができる。
【０００９】
【数１】
0005279890.tif 000002
【００１０】
補正係数はどのような態様で乗算に利用されてもよい。例えば、本発明の第１のラジアル方向制御器の一態様において、前記補正係数算出手段が算出した前記補正係数を記憶する記憶装置（９０Ｂ、９０Ｃ）を更に備え、前記係数乗算手段は、前記記憶装置に記憶された前記補正係数を利用して前記乗算を実行してもよい。また、この態様において、前記記憶装置には、前記補正係数の初期値が記憶され、前記係数乗算手段は、前記乗算に、前記回転体の浮上開始時には前記記憶装置に記憶された初期値を、前記回転体の浮上開始から所定の時間経過後は前記補正係数算出手段が算出した前記補正係数を、それぞれ利用してもよい。この場合、電磁石の制御に対する不平衡剛性の変化の反映を所定の時間経過後まで延期することができる。これにより、例えば、浮上開始時の不安定な変化を排除することができる。
【００１１】
また、係数乗算手段が所定の時間経過後から記憶装置に記憶された補正係数を利用する態様において、前記ＤＣ成分抽出手段が実行する抽出及び、前記補正係数算出手段が実行する算出の少なくともいずれか一方の許可及び不許可を制御する許可手段（９１、９２）を備え、前記許可手段は、前記ＤＣ成分抽出手段が実行する抽出及び、前記補正係数算出手段が実行する算出を、前記回転体の浮上開始から所定の時間経過するまでは不許可し、前記所定の時間経過後は許可するように制御し、前記係数乗算手段は、前記ＤＣ成分抽出手段が実行する抽出及び、前記補正係数算出手段が実行する算出が前記許可手段により許可されて以降は、前記補正係数算出手段が算出して前記記憶装置に記憶された補正係数を利用することにより、前記回転体の浮上開始から所定の時間経過後に前記補正係数算出手段が算出した前記補正係数の利用を実現してもよい。
【００１２】
本発明の第２のラジアル方向制御器は、電磁石（４ａ、５ａ）により浮上させて回転体（２）を支持する磁気軸受装置（１）に適用されるラジアル方向制御器（１０Ｄ）であって、前記回転体の軸線（Ａｘ）のラジアル方向の変位を制御するためのラジアル制御回路（１１）と、前記ラジアル制御回路に並列に接続され、不平衡剛性に関する信号を出力する不平衡消去回路（１２）と、前記ラジアル制御回路が出力する信号及び、前記不平衡消去回路が出力する不平衡剛性に関する信号に基づいて、前記電磁石を制御するための電流値を出力する電流値指示手段（６１、６２、６３、６４）と、前記回転体の軸線の設置姿勢にそれぞれ応じた複数の補正係数（Ｃｘ１ｖ、Ｃｘ１ｘ、Ｃｘ１＋、Ｃｙ１ｖ、Ｃｙ１ｘ、Ｃｙ１＋、Ｃｘ２ｖ、Ｃｘ２ｘ、Ｃｘ２＋、Ｃｙ２ｖ、Ｃｙ２ｘ、Ｃｙ２＋）を記憶する補正係数記憶手段（９６Ｄ）と、前記回転体の軸線の設置姿勢にそれぞれ対応する複数の補正係数のうちの特定の補正係数（Ｃｘ１、Ｃｙ１、Ｃｘ２、Ｃｙ２）に他の補正係数と区別するための情報を付加する係数区別手段（９６）と、前記特定の補正係数を記憶する特定係数記憶手段（９６Ｄ）と、前記特定係数記憶手段に記憶された前記特定の補正係数を前記不平衡消去回路が出力する信号に乗算する係数乗算手段（５５、５６、５７、５８）と、を備えている。
【００１３】
本発明の第２のラジアル方向制御器によれば、設置姿勢の変化に対応する不平衡剛性の変化が予め係数記憶手段に記憶された複数の補正係数を利用して反映される。複数の補正係数は設置姿勢に対応したものであるので、設置姿勢に対応した適切な補正係数が係数乗算手段にて使用されることにより、設置姿勢に応じて不平衡剛性の変化を補正することができる。このため、例えば、設置姿勢の候補が限定されている場合には、その限定された姿勢に対応する補正係数を使用することにより、より適切に不平衡剛性の変化を反映することができる。
【００１４】
本発明の第２のラジアル方向制御器の一態様において、前記電流値指示手段が出力する電流値からＤＣ成分を抽出するＤＣ成分抽出手段（７６、７７、７８、７９）と、前記回転体の軸線の設置姿勢にそれぞれ対応する複数のＤＣ成分の基準値（Iｘ１ｖ、Iｘ１ｘ、Iｘ１＋、Iｙ１ｖ、Iｙ１ｘ、Iｙ１＋、Iｘ２ｖ、Iｘ２ｘ、Iｘ２＋、Iｙ２ｖ、Iｙ２ｘ、Iｙ２＋）を記憶する成分基準値記憶手段（９６Ｄ）と、前記複数の基準値のうちの特定の基準値（Iｘ１、Iｙ１、Iｘ２、Iｙ２）に他の基準値と区別するための情報を付加する基準値区別手段（９６）と、前記特定の基準値を記憶する特定基準値記憶手段（９６Ｄ）と、前記ＤＣ成分抽出手段が抽出したＤＣ成分と前記特定基準値記憶手段に記憶された前記特定の基準値とを比較して、所定の条件を満たした場合に前記回転体を回転開始させないような制御信号を出力する比較手段（９５）と、を備えていてもよい。この場合、更に、基準値を利用して、所定の条件が満たされた場合には回転体を回転開始させないような制御信号が出力される。このため、基準値に対して不適切なＤＣ成分が出力された場合には、回転体が回転開始することを防止することができる。これにより、例えば、乗算対象として利用される補正係数が設置姿勢と対応して不適切なものである場合に回転体が回転を開始することを防止することができる。
【００１５】
本発明の第２のラジアル方向制御器の一態様において、前記比較手段は、前記ＤＣ成分抽出手段が抽出したＤＣ成分と前記特定の基準値とを比較した結果に、前記ＤＣ成分抽出手段が抽出したＤＣ成分が前記特定の基準値を超えているという結果が含まれている場合に、前記所定の条件が満たされたとして前記制御信号を出力してもよい。この場合、より確実に不適切なＤＣ成分が出力された場合に回転体が回転開始することを防止することができる。
【００１６】
本発明の第１のラジアル方向制御器及び、第２のラジアル方向制御器において、前記ＤＣ成分抽出手段として、どのようなものが利用されてもよい。例えば、本発明の第１のラジアル方向制御器及び、第２のラジアル方向制御器の一態様において、前記ＤＣ成分抽出手段として、カットオフ周波数が１Ｈｚ以下のローパスフィルタが利用されてもよい。
【００１７】
本発明の磁気軸受装置は、上述したラジアル方向制御器を備えている。この場合、取り付け姿勢に応じた不平衡剛性の変化に対応可能な磁気軸受装置を実現することができる。
【００１８】
なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１９】
以上、説明したように、本発明によれば、ＤＣ成分の変化が、出力される電流値に反映される。不平衡剛性の変化により、ラジアル制御回路が出力する電流値のＤＣ成分は変化するため、電磁石を制御するための電流値に不平衡剛性の変化を反映することができる。これにより、不平衡剛性の変化に応じて電磁石を制御することができるので、様々な取り付け姿勢に応じた不平衡剛性の変化に対応して回転体を支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一形態に係る磁気軸受装置の主要部の概略図。
【図２】第１の形態に係るラジアル方向制御器の信号系統のブロック線図の一例を示す図。
【図３】不平衡剛性の変化、制御剛性の変化及び、不平衡消去回路に乗じる補正係数との関係を示す図。
【図４】第２の形態に係るラジアル方向制御器の信号系統のブロック線図の一例を示す図。
【図５】第３の形態に係るラジアル方向制御器の信号系統のブロック線図の一例を示す図。
【図６】第４の形態に係るラジアル方向制御器の信号系統のブロック線図の一例を示す図。
【図７Ａ】係数切換器の信号系統のブロック線図の一例を示す図であって、補正係数の切り換えに関する信号系統のブロック線図の一例を示す図。
【図７Ｂ】係数切換器の信号系統のブロック線図の一例を示す図であって、電流値のＤＣ成分の基準値に関する信号系統のブロック線図の一例を示す図。
【図８】比較器の信号系統のブロック線図の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の一形態に係る磁気軸受装置について説明する。図１は、本発明の一形態に係る磁気軸受装置１の主要部の概略図である。図１に示すように、磁気軸受装置１は、軸線Ａｘを中心に回転する回転体２と、回転体２を回転駆動させるモータ３と、回転体２の一端側を支持する第１ラジアル磁気軸受４及び他端側を支持する第２ラジアル磁気軸受５と、アキシャル方向に回転体２を支持するアキシャル磁気軸受６と、を備えている。また、図１において、軸線Ａｘと平行する方向をＺ軸、縦断するように軸線Ａｘと直交する方向をＸ軸、これらのＺ軸及び、Ｘ軸と直交する方向をＹ軸として、それぞれ示している。
【００２２】
第１ラジアル磁気軸受４は、回転体２を挟んで対向する位置に配置された第１電磁石４ａと、回転体２の軸線Ａｘのラジアル方向に関する変位を検出する第１ラジアル位置センサ４ｂと、を有している。また、同様に、第２ラジアル磁気軸受５は、回転体２を挟んで対向する位置に配置された第２電磁石５ａと、回転体２の軸線Ａｘのラジアル方向に関する変位を検出する第２ラジアル位置センサ５ｂと、を有している。各ラジアル磁気軸受４、５は、ラジアル方向制御器１０と接続されている。ラジアル方向制御器１０は、各ラジアル位置センサ４ｂ、５ｂが検出した軸線Ａｘの変位に基づいて、各電磁石４ａ、５ａが回転体２をラジアル方向の所定位置に浮上させるように、各電磁石４ａ、５ａに供給する電流値を制御する。
【００２３】
アキシャル磁気軸受６は、回転体２に同軸的に設けられるロータディスク６ｃと、ロータディスク６ｃを挟んで対向する位置に配置される電磁石６ａと、回転体２のアキシャル方向の変位を検出するアキシャル位置検出センサ６ｂと、を有している。また、アキシャル磁気軸受６は、アキシャル方向制御器１３に接続されている。アキシャル方向制御器１３は、アキシャル位置検出センサ６ｂが検出した回転体２の位置の変位に基づいて、電磁石６ａが回転体２をアキシャル方向の所定位置に位置させるように、電磁石６ａに供給する電流を制御する。
【００２４】
モータ３は、モータ制御器９に接続され、モータ制御器９により動作が制御される。モータ制御器９には、例えば、回転体２の回転数等を検出可能な回転検出センサ６ｄ等の各種センサが接続されていてよい。或いは、モータ制御器９には、ラジアル方向制御器１０等の各種制御器が接続されていてもよい。そして、モータ制御器９は、これらの各種センサの検出結果或いは、制御器の制御結果を参照して、モータ３の動作を制御してよい。
【００２５】
次に、本発明の各種の形態に係るラジアル方向制御器１０の構成について、形態毎に説明する。
【００２６】
（ラジアル方向制御器の第１の形態）
図２は、第１の形態に係るラジアル方向制御器１０Ａの信号系統のブロック線図の一例を示す図である。図２に示すように、第１の形態に係るラジアル方向制御器１０Ａには、ラジアル制御回路１１と、このラジアル制御回路１１に並列に接続される不平衡消去回路１２とが設けられている。そして、ラジアル制御回路１１は、第１信号変換器２１と、第２信号変換器２２と、第１並進運動制御器２３と、第２並進運動制御器２４と、第１傾斜運動制御器２５と、第２傾斜運動制御器２６と、第１交差信号変換器２７と、第２交差信号変換器２８と、を備えている。
【００２７】
また、図２において、
ｘ１    ：第１ラジアル位置センサ４ｂが検出する回転体２のＸ軸方向変位
ｙ１    ：第１ラジアル位置センサ４ｂが検出する回転体２のＹ軸方向変位
ｘ２    ：第２ラジアル位置センサ５ｂが検出する回転体２のＸ軸方向変位
ｙ２    ：第２ラジアル位置センサ５ｂが検出する回転体２のＹ軸方向変位
ｘ      ：回転体２の重心のＸ軸方向変位
ｙ      ：回転体２の重心のＹ軸方向変位
θｙ    ：Ｙ軸まわりの回転体２の傾斜角
θｘ    ：Ｘ軸まわりの回転体２の傾斜角
ｆｘ    ：回転体２に作用するＸ軸方向の力
ｆｙ    ：回転体２に作用するＹ軸方向の力
τｙ    ：回転体２に作用するＹ軸まわりのトルク
τｘ    ：回転体２に作用するＸ軸まわりのトルク
ｆｘ１  ：第１電磁石４ａのＸ軸方向の力
ｆｙ１  ：第１電磁石４ａのＹ軸方向の力
ｆｘ２  ：第２電磁石５ａのＸ軸方向の力
ｆｙ２  ：第２電磁石５ａのＹ軸方向の力
を表す。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、図１のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に対応する。
【００２８】
図２に示すように、第１信号変換器２１には、ｘ１、ｙ１、ｘ２、ｙ２の信号が入力される。第１信号変換器２１は、入力された信号に対してＴｓの信号変換を実行してｘ、ｙ、θｙ、θｘの信号を出力する。ここで、Ｔｓの逆マトリクスは次の式（１）で表される。
【００２９】
【数２】
0005279890.tif 000003
【００３０】
また、図２に示すように、第２信号変換器２２には、ｆｘ、ｆｙ、τｙ、τｘの信号が入力される。そして、第２信号変換器２２は、入力された信号に対してＬＢ−１の信号変換を実行し、入力信号ｆｘの信号変換結果を第３加え合せ点３０に、入力信号ｆｙの信号変換結果を第４加え合せ点３１に、入力信号τｙの信号変換結果を第５加え合せ点３２に、入力信号τｘの信号変換結果を第６加え合せ点３３に、それぞれマイナスの信号として出力する。ここで、ＬＢは、次の式（２）で表される。
【００３１】
【数３】
0005279890.tif 000004
【００３２】
第１並進運動制御器２３及び、第２並進運動制御器２４は、いずれもＰＩＤ制御を実行するように構成されている。第１並進運動制御器２３及び、第２並進運動制御器２４は、第１信号変換器２１と第２信号変換器２２との間に介在している。第１並進運動制御器２３は、第１信号変換器２１からの出力信号ｘが入力され、第２信号変換器２２に信号ｆｘを出力するように構成されている。一方、第２並進運動制御器２４は、第１信号変換器２１からの出力信号ｙが入力され、第２信号変換器２２に信号ｆｙを出力するように構成されている。そして、これらの第１並進運動制御器２３及び、第２並進運動制御器２４により、並進運動制御回路が構成される。
【００３３】
また、第１傾斜運動制御器２５、第２傾斜運動制御器２６、第１交差信号変換器２７及び、第２交差信号変換器２８も第１信号変換器２１と第２信号変換器２２との間に介在している。具体的には、第１信号変換器２１の出力信号θｙが入力され、第７加え合せ点３５に信号を出力するように第１傾斜運動制御器２５が、第１信号変換器２１の出力信号θｘが入力され、第８加え合せ点３６に信号を出力するように第２傾斜運動制御器２６が、それぞれ配置されている。また、第１信号変換器２１の出力信号θｙの第５信号線３７には第５分岐点３８が、第１信号変換器２１の出力信号θｘの第７信号線３９には第７分岐点４０が、それぞれ設けられている。
【００３４】
各傾斜運動制御器２５、２６は、ＰＩＤＡ制御を実行するように構成されている。このＰＩＤＡ制御は、次の式（３）のような伝達関数で表される。但し、
ＫＰ  ：比例制御係数
ＫＤ  ：微分制御係数
とする。
【００３５】
【数４】
0005279890.tif 000005
【００３６】
また、第１交差信号変換器２７は、第５分岐点３８と第８加え合せ点３６との間に配置されている。第１交差信号変換器２７には第５分岐点３８を介して第１信号変換器２１の出力信号θｙが入力され、第１交差信号変換器２７は入力された信号を変換して第８加え合せ点３６にマイナスの信号として出力する。結果として、第８加え合せ点３６では、第２傾斜運動制御器２６の出力信号から第１交差信号変換器２７の出力信号が減算される。一方、第２交差信号変換器２８は、第７分岐点４０と第７加え合せ点３５との間に配置されている。第２交差信号変換器２８には第７分岐点４０を介して第１信号変換器２１の出力信号θｘが入力され、第２交差信号変換器２８は入力された信号を変換して第７加え合せ点３５に出力する。第７加え合せ点３５では、第１傾斜運動制御器２５の出力信号に第２交差信号変換器２８の出力信号が加算される。
【００３７】
各交差信号変換器２７、２８は、交差フィードバックの係数Ｋｃを利用して、入力された信号の変換を実行する。また、この係数Ｋｃは、次の式（４）で表される。但し、
Ｉｄ  ：回転体２の重心を通る直径まわりの慣性モーメント
ＩＰ  ：軸線Ａｘまわりの慣性モーメント
Ω    ：回転体２の回転角速度
とする。
【００３８】
【数５】
0005279890.tif 000006
【００３９】
第１傾斜運動制御器２５、第２傾斜運動制御器２６、第１交差信号変換器２７及び、第２交差信号変換器２８により、傾斜運動制御回路４５が構成される。
【００４０】
また、第１信号変換器２１への入力信号ｘ１の第１信号線４７には第１分岐点４８が、入力信号ｙ１の第２信号線４９には第２分岐点５０が、入力信号ｘ２の第３信号線５１には第３分岐点５２が、入力信号ｙ２の第４信号線５３には第４分岐点５４が、それぞれ設けられている。
【００４１】
不平衡消去回路１２は、第２信号変換器２２から信号が出力される各加え合せ点３０、３１、３２、３３と、第１信号変換器２１への信号が分岐される各分岐点４８、５０、５２、５４との間に介在している。このため、不平衡消去回路１２には、各分岐点４８、５０、５２、５４を介して各入力信号ｘ１、ｙ１、ｘ２、ｙ２が入力される。そして、不平衡消去回路１２は、不平衡剛性に関する信号を、係数乗算手段としての各乗算器５５、５６、５７、５８を介して、各加え合せ点３０、３１、３２、３３に出力するように接続されている。具体的には、不平衡消去回路１２は、第１乗算器５５を経由して入力信号ｘ１に対応する出力信号を第３加え合せ点３０に、第２乗算器５６を経由して入力信号ｙ１に対応する出力信号を第４加え合せ点３１に、第３乗算器５７を経由して入力信号ｘ２に対応する出力信号を第５加え合せ点３２に、第４乗算器５８を経由して入力信号ｙ２に対応する出力信号を第６加え合せ点３３に、それぞれ出力するように配置されている。
【００４２】
不平衡消去回路１２の伝達関数は、ＫＭＬＢＴＴＳである。ここで、ＫＭは次の式（５）で表される。
【００４３】
【数６】
0005279890.tif 000007
【００４４】
また、８極ヘテロポーラ型の場合は、次の式（６）で表される。但し、
μ０  ：真空の透磁率
Ｓｉ  ：磁極の断面積
Ｎｉ  ：コイルの巻き数
Ｉｉ  ：バイアス電流
δｉ  ：空隙長
とする。なお、Ｓｉ、Ｉｉ等、iの符号が付されているものは、第１電磁石４ａ、及び、第２電磁石５ａの両方を含むものである。
【００４５】
【数７】
0005279890.tif 000008
【００４６】
また、ＬＢＴは前述の式（２）のＬＢの転置マトリックスであり、ＴＳは前述の式（１）のＴＳ−１の逆マトリックスに相当する。
【００４７】
第３加え合せ点３０では、第２信号変換器２２のマイナスの出力信号から第１乗算器５５を経由した不平衡消去回路１２の出力信号が減算される。同様に、第４加え合せ点３１では第２信号変換器２２のマイナスの出力信号から第２乗算器５６経由の不平衡消去回路１２の出力信号が、第５加え合せ点３２では第２信号変換器２２のマイナスの出力信号から第３乗算器５７経由の不平衡消去回路１２の出力信号が、第６加え合せ点３３では第２信号変換器２２のマイナスの出力信号から第４乗算器５８経由の不平衡消去回路１２の出力信号が、それぞれ減算される。
【００４８】
各加え合せ点３０、３１、３２、３３の減算結果は、力を電流値に換える変換係数ｋＥを利用して、電流値指示手段としての各変換器６１、６２、６３、６４にて電流値に変換される。具体的には、減算結果として第３加え合せ点３０から出力される信号ｆｘ１は、変換係数１／ｋＥｌで表される第１変換器６１に入力される。同様に、減算結果として第４加え合せ点３１から出力される信号ｆｙ１は変換係数１／ｋＥｌで表される第２変換器６２に、第５加え合せ点３２から出力される信号ｆｘ２は変換係数１／ｋＥｒで表される第３変換器６３に、第６加え合せ点３３から出力される信号ｆｙ２は変換係数１／ｋＥｒで表される第４変換器６４に、それぞれ入力される。そして、各変換器６１、６２、６３、６４では、各変換係数１／ｋＥｌ、１／ｋＥｒを利用して、入力された各信号が電流値に変換され、出力される。また、各変換器６１、６２、６３、６４から出力される電流値は、各ラジアル磁気軸受４、５の各電磁石４ａ、５ａの制御に利用される。なお、ｋＥｌは第１電磁石４ａ用の変換係数を、ｋＥｒは第２電磁石５ａ用の変換係数を、それぞれ表している。
【００４９】
また、第１変換器６１の出力信号の第９信号線６５には第９分岐点６６が、第２変換器６２の出力信号の第１０信号線６７には第１０分岐点６８が、第３変換器６３の出力信号の第１１信号線６９には第１１分岐点７０が、第４変換器６４の出力信号の第１２信号線７１には第１２分岐点７２が、それぞれ設けられている。
【００５０】
各変換器６１、６２、６３、６４から出力される電流値は、各分岐点６６、６８、７０、７２を介して、ＤＣ成分抽出手段としての各ローパスフィルタ７６、７７、７８、７９に入力される。具体的には、第１変換器６１が出力する電流値は第９分岐点６６により第１ローパスフィルタ７６に、第２変換器６２が出力する電流値は第１０分岐点６８により第２ローパスフィルタ７７に、第３変換器６３が出力する電流値は第１１分岐点７０により第３ローパスフィルタ７８に、第４変換器６４が出力する電流値は第１２分岐点７２により第４ローパスフィルタ７９に、それぞれ入力される。
【００５１】
各ローパスフィルタ７６、７７、７８、７９として、いずれもカットオフ周波数が１Ｈｚ以下のものが利用されている。これにより、各ローパスフィルタ７６、７７、７８、７９は、各変換器６１、６２、６３、６４が出力する電流値から１Ｈｚを超える周波数を遮断して抽出したＤＣ成分（直流成分）ｉｄｃの信号を出力するように構成されている。
【００５２】
また、各ローパスフィルタ７６、７７、７８、７９が出力する信号は、補正係数算出手段としての各演算器８１、８２、８３、８４に入力される。具体的には、第１ローパスフィルタ７６の出力信号は第１演算器８１に、第２ローパスフィルタ７７の出力信号は第２演算器８２に、第３ローパスフィルタ７８の出力信号は第３演算器８３に、第４ローパスフィルタ７９の出力信号は第４演算器８４に、それぞれ入力される。各演算器８１、８２、８３、８４では、ＤＣ成分ｉｄｃに基づいて補正係数Ｃが算出される。各演算器８１、８２、８３、８４が、補正係数Ｃを算出するために利用する関数は、次の式（７）及び、（８）で表される。但し、
Ｉ０  ：バイアス電流（両電磁石４ａ、５ａの区別のないもの）
とする。
【００５３】
【数８】
0005279890.tif 000009
【００５４】
ここで、式（７）及び（８）は、不平衡剛性の変化及び、制御剛性の変化から求められる。図３は、不平衡剛性の変化、制御剛性の変化及び、不平衡消去回路１２に乗じる補正係数Ｃとの関係を示す図である。図３の横軸はＤＣ成分ｉｄｃの絶対値をバイアス電流Ｉ０で除した値（｜ｉｄｃ｜／Ｉ０）を、縦軸は係数を、それぞれ表している。
【００５５】
図３において、一点鎖線でｆＭを、破線でｆＥを、実線で補正係数Ｃを、それぞれ示している。また、
ｆＭ：定常負荷がない（ｉｄｃ＝０）ときを基準にした場合の不平衡剛性の相対的変化
ｆＥ：定常負荷がない（ｉｄｃ＝０）ときを基準にした場合の制御剛性の相対的変化
を、それぞれ表している。
【００５６】
図３に示すように、ｆＭは係数１に該当する位置から二次関数的変化を、ｆＥは係数１に該当する位置から｜ｉｄｃ｜／Ｉ０の値が１に該当する位置まで一定に、｜ｉｄｃ｜／Ｉ０の値が１を超えると比例関数的変化を、それぞれ示している。一方、補正係数Ｃは、ｆＭをｆＥで除する（ｆＭ／ｆＥ）ことにより得られる。このため、補正係数Ｃの値は、｜ｉｄｃ｜／Ｉ０の値が１以下（ｉｄｃ≦Ｉ０）の場合にはｆＭと同様の変化、つまり二次関数的変化を（式（７）に対応）、｜ｉｄｃ｜／Ｉ０の値が１より大きい場合（ｉｄｃ＞Ｉ０）には比例関数的変化を（式（８）に対応）、それぞれ示している。そして、図３に示す補正係数Ｃの値の変化を関数化したものが式（７）及び（８）に該当する。ＤＣ成分ｉｄｃは各フィルタ７６、７７、７８、７９により各電磁石４ａ、５ａのＸ軸、Ｙ軸毎に抽出され、この抽出された各ＤＣ成分ｉｄｃに基づいて、補正係数Ｃも各電磁石４ａ、５ａのＸ軸、Ｙ軸毎に算出される。
【００５７】
図２に戻り、第１演算器８１の算出結果は第１乗算器５５に、第２演算器８２の算出結果は第２乗算器５６に、第３演算器８３の算出結果は第３乗算器５７に、第４演算器８４の算出結果は第４乗算器５８に、それぞれ出力される。各乗算器５５、５６、５７、５８では、不平衡消去回路１２の出力信号と各演算器８１で算出された補正係数Ｃとが乗算される。そして、第１乗算器５５の乗算結果が第３加え合せ点３０に、第２乗算器５６の乗算結果が第４加え合せ点３１に、第３乗算器５７の乗算結果が第５加え合せ点３２に、第４乗算器５８の乗算結果が第６加え合せ点３３に、それぞれ出力される。このため、各加え合せ点３０、３１、３２、３３では、第２信号変換器２２からの出力信号の減算に、各乗算器５５、５６、５７、５８で乗算された信号が利用される。
【００５８】
以上に説明したように、この形態の磁気軸受装置１によれば、各電磁石４ａ、５ａと回転体２との間に発生し得る不平衡剛性が不平衡消去回路１２により考慮される。更に、不平衡消去回路１２の出力信号には、ＤＣ成分ｉｄｃに応じて算出された補正係数Ｃが乗算される。図３に示すように、ＤＣ成分ｉｄｃは不平衡剛性及び、制御剛性に影響を与える。つまり、不平衡消去回路１２の出力信号には、不平衡剛性及び、制御剛性の変化に応じた補正係数がフィードバックされる。このため、軸線Ａｘが水平になる取り付け姿勢であっても、軸線Ａｘが垂直になる取り付け姿勢であっても、それぞれの姿勢に応じた不平衡剛性の消去が可能になるので、取り付け姿勢が限定されない。つまり、不平衡剛性及び、制御剛性の変化に応じて各電磁石４ａ、５ａを制御することができるので、不平衡剛性が変化する様々な取り付け姿勢に対応した回転体２の浮上制御を実現できる。また、例えば、回転体２の軸線Ａｘが水平或いは垂直になるような姿勢に対応したものが、逆の姿勢で取り付けられることによって生じる浮上制御の不安定等を抑制することができる。
【００５９】
（ラジアル方向制御器の第２の形態）
次に、ラジアル方向制御器１０の第２の形態について図４を参照して説明する。以下では、第１の形態と共通の構成には、図４に同一の符号を付して説明を省略する。図４は、第２の形態に係るラジアル方向制御器１０Ｂの信号系統のブロック線図の一例を示す図である。図４に示すように、第２の形態に係るラジアル方向制御器１０Ｂには、各演算器８１、８２、８３、８４と各乗算器５５、５６、５７、５８との間に、書き換え可能な記憶装置９０Ｂが設けられている。
【００６０】
記憶装置９０Ｂは、第１演算器８１から出力された補正係数Ｃｘ１、第２演算器８２から出力されたＣｙ１、第３演算器８３から出力された補正係数Ｃｘ２及び、第４演算器８４から出力された補正係数Ｃｙ２を、それぞれ記憶する。そして、記憶された補正係数Ｃｘ１は第１乗算器５５で、補正係数Ｃｙ１は第２乗算器５６で、補正係数Ｃｘ２は第３乗算器５７で、補正係数Ｃｙ２は第４乗算器５８で、不平衡消去回路１２からの出力信号との乗算にそれぞれ利用される。このように、第２の形態に係るラジアル方向制御器１０Ｂは、不平衡剛性及び、制御剛性の変化に応じて算出された各補正係数Ｃｙ２、Ｃｘ２、Ｃｙ１、Ｃｘ１が記憶装置９０Ｂに記憶され、不平衡消去回路１２の出力信号に対するフィードバックが記憶装置９０Ｂを介して実行されるように構成されている。
【００６１】
（ラジアル方向制御器の第３の形態）
次に、ラジアル方向制御器１０の第３の形態について図５を参照して説明する。以下では、第１の形態と共通の構成には、図５に同一の符号を付して説明を省略する。図５は、第３の形態に係るラジアル方向制御器１０Ｃの信号系統のブロック線図の一例を示す図である。図５に示すように、第３の形態に係るラジアル方向制御器１０Ｃには、各乗算器５５、５６、５７、５８で利用される係数を記憶する記憶装置９０Ｃと、タイマー装置９１と、イネーブル器９２とが設けられている。
【００６２】
イネーブル器９２は、各フィルタ７６、７７、７８、７９が実行する抽出及び、各演算器８１、８２、８３、８４が実行する算出の許可及び不許可を制御する。つまり、イネーブル器９２により許可されない限り、各フィルタ７６、７７、７８、７９はＤＣ成分ｉｄｃの抽出が、各演算器８１、８２、８３、８４は各補正係数の算出が、それぞれ実行できない。つまり、イネーブル器９２に許可されるまでは、各補正係数Ｃｙ２、Ｃｘ２、Ｃｙ１、Ｃｘ１が算出されない。そして、イネーブル器９２は、タイマー装置９１からの信号に基づいて、各フィルタ７６、７７、７８、７９が実行する抽出及び、各演算器８１、８２、８３、８４が実行する算出を許可する。
【００６３】
一方、記憶装置９０Ｃには、各乗算器５５、５６、５７、５８で利用される係数の初期値として１が記憶されている。そして、回転体２に浮上を開始させる際には、各乗算器５５、５６、５７、５８では、この初期値１が利用される。また、回転体２を浮上開始させる際には、浮上指令信号がタイマー装置９１に入力される。タイマー装置９１は、浮上指令信号の入力から略２秒後に、各フィルタ７６、７７、７８、７９が実行する抽出及び、各演算器８１、８２、８３、８４が実行する算出を許可するようにイネーブル器９２に信号を出力する。このため、ラジアル方向制御器１０Ｃは、回転体２の浮上開始から略２秒後に、各補正係数Ｃｙ２、Ｃｘ２、Ｃｙ１、Ｃｘ１が算出されるように構成されている。算出された各補正係数Ｃｙ２、Ｃｘ２、Ｃｙ１、Ｃｘ１は、記憶装置９０Ｃに出力され、記憶される。また、記憶装置９０Ｃに記憶された各補正係数Ｃｙ２、Ｃｘ２、Ｃｙ１、Ｃｘ１は、各乗算器５５、５６、５７、５８で利用される。このように、第３の形態に係るラジアル方向制御器１０Ｃは、回転体２を浮上させる際には初期値１を利用して不平衡消去回路１２の出力信号に対するフィードバックを実行せずに、回転体２の浮上後、所定の時間が経過した後から不平衡消去回路１２の出力信号に対する不平衡剛性及び、制御剛性の変化に応じたフィードバックが実行されるように構成されている。また、イネーブル器９２と、タイマー装置９１との組み合わせが、本発明の許可手段として機能する。
【００６４】
（ラジアル方向制御器の第４の形態）
次に、ラジアル方向制御器１０の第４の形態について図６〜図８を参照して説明する。以下では、第１の形態と共通の構成には、図６〜図８に共通の符号を付して説明を省略する。図６は、第４の形態に係るラジアル方向制御器１０Ｄの信号系統のブロック線図の一例を示す図である。図６に示すように、第４の形態に係るラジアル方向制御器１０Ｄには、比較手段としての比較器９５と、係数区別手段及び基準値区別手段としての係数切換器９６とが設けられている。
【００６５】
係数切換器９６には、特定係数記憶手段、補正係数記憶手段、成分基準値記憶手段及び、特定基準値記憶手段としての記憶装置９６Ｄが設けられている。この記憶装置９６Ｄには、軸線Ａｘが水平方向と略一致するような姿勢や垂直方向と略一致するような姿勢等、磁気軸受装置１の複数の設置姿勢にそれぞれ対応する複数の補正係数及び、ＤＣ成分ｉｄｃの基準値が乗算器５５、５６、５７、５８毎に予め記憶されている。各ＤＣ成分ｉｄｃの基準値は、比較器９５にて、各フィルタ７６、７７、７８、７９から出力された各ＤＣ成分ｉｄｃとの比較に利用されるものである。比較器９５が実行する各ＤＣ成分ｉｄｃと各基準値との間の比較については、後述する。
【００６６】
図７Ａ及び図７Ｂは、いずれも係数切換器９６の信号系統のブロック線図の一例を示す図である。これらの図のうち、図７Ａは、補正係数の切り換えに関する信号系統のブロック線図の一例を示している。記憶装置９６Ｄに記憶された各補正係数は、各乗算器５５、５６、５７、５８にて、乗算に利用されるものである。図７Ａの例を利用して具体的に説明する。図７Ａに示すように、この例では、記憶装置９６Ｄに各ラジアル位置センサ４ｂ、５ｂのＸ軸及び、Ｙ軸に関する変位毎にそれぞれ３つの補正係数が記憶されている。そして、係数切換器９６は、各乗算器５５、５６、５７、５８で利用される補正係数を、記憶装置９６Ｄに記憶された各補正係数のうちから特定するために利用される。具体的には、係数切換器９６により特定の補正係数に他の補正係数と区別するための情報が付加され、この付加された情報により各乗算器５５、５６、５７、５８で利用される補正係数を特定する。また、この特定は、一例として磁気軸受装置１を設置する設置者が磁気軸受装置１の設置姿勢等に応じて、複数の補正係数のうちから特定の補正係数を選択することにより実現され、各補正係数間で切り換えられる。
【００６７】
図７Ａの例では、第１乗算器５５で利用され得る３つの補正係数としてＣｘ１ｖ、Ｃｘ１ｘ、Ｃｘ１＋が、第２乗算器５６で利用され得る３つの補正係数としてＣｙ１ｖ、Ｃｙ１ｘ、Ｃｙ１＋が、第３乗算器５７で利用され得る３つの補正係数としてＣｘ２ｖ、Ｃｘ２ｘ、Ｃｘ２＋が、第４乗算器５８で利用され得る３つの補正係数としてＣｙ２ｖ、Ｃｙ２ｘ、Ｃｙ２＋が、それぞれ記憶装置９６Ｄに記憶されている。そして、各乗算器５５、５６、５７、５８の乗算で使用される特定の補正係数Ｃｘ１、Ｃｙ１、Ｃｘ２、Ｃｙ２として、乗算器５５、５６、５７、５８毎に１つの補正係数が特定されている。具体的には、第１乗算器５５で乗算に使用される特定の補正係数Ｃｘ１としてＣｘ１ｖが、第２乗算器５６で乗算に使用される特定の補正係数Ｃｙ１としてＣｙ１ｖが、第３乗算器５７で乗算に使用される特定の補正係数Ｃｘ２としてＣｘ２ｖが、第４乗算器５８で乗算に使用される特定の補正係数Ｃｙ２としてＣｙ２ｖが、それぞれ特定されている。
【００６８】
また、係数切換器９６は、比較器９５で利用される基準値を、記憶装置９６Ｄに記憶されている各基準値のうちから特定するために利用されるものでもある。具体的には、係数切換器９６により特定の基準値に他の基準値と区別するための情報が付加され、この付加された情報により比較器９５で利用される補正係数を特定する。図７Ｂは、ＤＣ成分ｉｄｃの基準値に関する信号系統のブロック線図の一例を示している。図７Ｂに示すように、各ＤＣ成分ｉｄｃの基準値も、補正係数と同様に、各ラジアル位置センサ４ｂ、５ｂのＸ軸及び、Ｙ軸に関する変位毎にそれぞれ３つの基準値が記憶装置９６Ｄに記憶されている。具体的には、図７Ｂの例では、第１ローパスフィルタ７６と対応する３つの基準値としてIｘ１ｖ、Iｘ１ｘ、Iｘ１＋が、第２ローパスフィルタ７７と対応する３つの基準値としてIｙ１ｖ、Iｙ１ｘ、Iｙ１＋が、第３ローパスフィルタ７８と対応する３つの基準値としてIｘ２ｖ、Iｘ２ｘ、Iｘ２＋が、第４ローパスフィルタ７９と対応する３つの基準値としてIｙ２ｖ、Iｙ２ｘ、Iｙ２＋が、それぞれ記憶装置９６Ｄに記憶されている。そして、各ＤＣ成分ｉｄｃの基準値のうちIｘ１ｖ、Iｙ１ｖ、Iｘ２ｖ、Iｙ２ｖが、比較器９５で比較対象とされる特定の基準値Iｘ１、Iｙ１、Iｘ２、Iｙ２として利用されるように特定されている。なお、特定の基準値Iｘ１、Iｙ１、Iｘ２、Iｙ２は、補正係数と同様に、設置者により特定されることにより各基準値間で切り換えられてもよい。また、記憶装置９６Ｄには各ＤＣ成分ｉｄｃの基準値が各補正係数にそれぞれ対応づけて記憶され、係数切換器９６は、各特定の補正係数が特定されることにより、各ＤＣ成分ｉｄｃの基準値も特定された補正係数に対応する基準値が特定の基準値として特定されるように構成されていてもよい。
【００６９】
比較器９５は、各フィルタ７６、７７、７８、７９からの信号の出力先として配置されている。図８は、比較器９５の信号系統のブロック線図の一例を示す図である。比較器９５は、第１比較部９５Ａと、第２比較部９５Ｂと、第３比較部９５Ｃと、第４比較部９５Ｄと、ＯＲ回路９５Ｋと、を備えている。第１比較部９５Ａは第１ローパスフィルタ７６の出力信号と特定の基準値Iｘ１とを、第２比較部９５Ｂは第２ローパスフィルタ７７の出力信号と特定の基準値Iｙ１とを、第３比較部９５Ｃは第３ローパスフィルタ７８の出力信号と特定の基準値Iｘ２とを、第４比較部９５Ｄは第４ローパスフィルタ７９の出力信号と特定の基準値Iｙ２とを、それぞれ比較する。そして、各比較部９５Ａ、９５Ｂ、９５Ｃ、９５Ｄは、比較結果をＯＲ回路９５Ｋに出力する。
【００７０】
ＯＲ回路９５Ｋは、各比較部９５Ａ、９５Ｂ、９５Ｃ、９５Ｄのいずれかにおいて各フィルタ７６、７７、７８、７９から出力されたＤＣ成分ｉｄｃが各特定の基準値Iｘ１、Iｙ１、Iｘ２、Iｙ２を超えているという比較結果が出力された場合には、回転不許可信号をモータ３の回転を制御するモータ制御器９に出力する。この場合、モータ制御器９は、回転体２を回転させないように、モータ３を制御する。即ち、モータ３は、比較器９５から回転不許可信号が入力された場合には、回転体２の回転を開始させない。このように、第４の形態によれば、磁気軸受装置１の姿勢に対応した適切な補正係数が記憶装置９６Ｄに記憶され、磁気軸受装置１の姿勢に応じて補正係数を適切なものに切り換えることができる。これにより、回転体２の支持を、磁気軸受装置１の姿勢に応じて、より適切に行うことができる。一方で、ＤＣ成分ｉｄｃに対応する各基準値Iｘ１、Iｙ１、Iｘ２、Iｙ２利用して、回転体２を回転させないような制御を行うことができる。これにより、ＤＣ成分ｉｄｃが各特定の基準値Iｘ１、Iｙ１、Iｘ２、Iｙ２を超えるような場合、つまり磁気軸受装置１の設置姿勢が想定外のときのように回転体２を回転させると不安定等が発生する可能性がある場合に、回転体２が回転することを防止することができる。
【００７１】
本発明は上述の各形態に限らず、適宜の形態にて実施することができる。上述の形態では、演算器が補正係数を算出するために利用する式が例示されているが、不平衡剛性の変化に対応する係数を算出可能な限り、このような式に限定されるものではない。また、上述の第３の形態に係るイネーブル器９２は、各フィルタ７６、７７、７８、７９が実行する抽出及び、各演算器８１、８２、８３、８４が実行する算出の両方の許可及び不許可を制御しているが、このような形態に限定されるものではない。例えば、イネーブル器は、いずれか一方のみを制御するように構成されていてもよい。更に、上述の第３の形態に係るラジアル方向制御器１０Ｃは、タイマー装置９１及び、イネーブル器９２を利用して、回転体２の浮上開始から略２秒経過後から補正係数が算出されるように構成されているが、このような形態に限定されるものではない。例えば、初期値と算出された補正係数とが記憶装置９０Ｃの別の場所に記憶され、各乗算器が浮上開始時に初期値を、所定の時間経過後からは算出された補正係数を、それぞれ利用するように構成されていてもよい。また、算出された補正係数の利用を開始する所定の時間は、回転体２が浮上して安定状態にあると判断可能な時間であれば、回転体２の浮上開始から略２秒経過後に限定されるものでもない。
【００７２】
また、上述の第４の形態に係るラジアル方向制御器１０Ｄは、各フィルタ７６、７７、７８、７９から出力されたＤＣ成分ｉｄｃのいずれか一つが対応する各基準値Iｘ１、Iｙ１、Iｘ２、Iｙ２を超えていた場合に所定の条件が満たされたとして、比較器９５が回転不許可信号を出力するように構成されているが、このような形態に限定されるものでもない。例えば、比較器は、各フィルタ７６、７７、７８、７９から出力されたＤＣ成分ｉｄｃの全てが対応する各基準値Iｘ１、Iｙ１、Iｘ２、Iｙ２を超えていた場合に所定の条件が満たされたとして、回転不許可信号を出力するように構成されていてもよい。
【００７３】
また、例えば、上述の第４の形態に係るラジアル方向制御器１０Ｄにおいて、各フィルタ７６、７７、７８、７９及び、比較器９５を省略することも可能である。この場合、記憶装置９６Ｄは、成分基準値記憶装置及び、特定基準値記憶装置として機能しなくてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１  磁気軸受装置
２  回転体
４  第１ラジアル磁気軸受
４ａ  第１電磁石
５  第２ラジアル磁気軸受
５ａ  第２電磁石
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ  ラジアル方向制御器
１１  ラジアル制御回路
１２  不平衡消去回路
９０Ｂ、９０Ｃ  記憶装置
９１  タイマー装置（許可手段）
９２  イネーブル器（許可手段）
９５  比較器（比較手段）
９６  係数切換器（係数区分手段、基準値区分手段）
９６Ｄ  記憶装置（特定係数記憶手段、補正係数記憶手段、成分基準値記憶手段、特定基準値記憶手段）
６１、６２、６３、６４  変換器（電流値指示手段）
５５、５６、５７、５８  乗算器（係数乗算手段）
７６、７７、７８、７９  ローパスフィルタ（ＤＣ成分抽出手段）
８１、８２、８３、８４  演算器（補正係数算出手段）
Ａｘ  軸線
【図１】
0005279890.tif 000011
【図２】
0005279890.tif 000012
【図３】
0005279890.tif 000013
【図４】
0005279890.tif 000014
【図５】
0005279890.tif 000015
【図６】
0005279890.tif 000016
【図７Ａ】
0005279890.tif 000017
【図７Ｂ】
0005279890.tif 000018
【図８】
0005279890.tif 000019