(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の変位を検出するための複数の変位センサおよび前記回転体を対をなす電磁石の磁気吸引力により所定の目標位置に非接触支持する複数組の磁気軸受を有する機械本体と、制御パラメータを用い前記変位センサの出力に基づいて前記電磁石に供給する励磁電流を制御する電磁石制御手段を有するコントローラとを備えている制御型磁気軸受装置において、
前記電磁石制御手段が、前記制御パラメータを用い前記変位センサの出力から求められた前記回転体の変位を表わすディジタル変位信号に基づいて前記励磁電流を制御するためのディジタル制御信号を出力するソフトウェアプログラムが可能なディジタル処理手段と、不揮発性記憶装置とを備え、前記不揮発性記憶装置に、識別用の仮の制御パラメータと、前記機械本体の各形式に対応する複数組の運転用の制御パラメータとが記憶されており、前記ディジタル処理手段が、前記機械本体の形式を識別し前記不揮発性記憶装置からその識別結果に対応する前記制御パラメータを選択する識別手段を備え、前記識別手段が、前記回転体を前記磁気軸受により非接触支持していない接触支持状態から前記識別用の仮の制御パラメータを用いて前記磁気軸受により所定の目標位置に非接触支持するときの前記回転体の応答状況に基づいて前記機械本体の形式を識別するものであることを特徴とする制御型磁気軸受装置。
【請求項２】
前記識別手段が、前記回転体を前記接触支持状態から所定の目標位置に非接触支持するときの前記ディジタル変位信号から前記回転体の応答状況を求めるものであることを特徴とする請求項１の制御型磁気軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえばターボ分子ポンプなどに使用され、回転体を磁気軸受により非接触支持して回転させる制御型磁気軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の制御型磁気軸受装置として、機械本体と、機械本体にケーブルを介して接続されるコントローラとを備えているものが知られている。
【０００３】
機械本体には、回転体の軸方向および径方向の変位を検出するための複数の変位センサ、回転体を対をなす電磁石の磁気吸引力により軸方向および径方向に非接触支持する複数組の磁気軸受、回転体を回転させる電動モータ、回転体の可動範囲を規制する保護軸受などが設けられている。保護軸受は、回転体の軸方向および径方向の可動範囲を規制し、磁気軸受による支持力がなくなったときに回転体を機械的に支持する。
【０００４】
コントローラは、所定の制御パラメータを用い、変位センサの出力に基づいて電磁石に供給する励磁電流を制御する。
【０００５】
このような磁気軸受装置においては、用途によって機械本体の形式が異なり、機械本体の形式が変わると、コントローラにおける制御パラメータを変える必要がある。機械本体の形式は、回転体の種類（重量、固有振動数、重心位置など）、電磁石の種類、回転体と電磁石および変位センサとの位置関係などによって変わる。このため、従来は、形式の異なる複数種類の機械本体と、制御パラメータの異なる複数種類のコントローラとを準備し、用途によりこれらを組合わせて使用していた。
【０００６】
ところが、このようにすると、機械本体の形式に合わせて他種類のコントローラを準備する必要があり、不経済である。また、機械本体とコントローラとの組合わせを誤ると、制御パラメータが不適切で、磁気軸受による回転体の位置の制御が不安定になることがある。このような不都合をなくすには、機械本体とコントローラを接続したときに、コントローラにより機械本体の形式を自動的に識別して、コントローラが機械本体に適合したものであるかどうかをチェックできるようにするのが望ましいが、従来の磁気軸受装置は、コントローラにおける制御はアナログＰＩＤ制御が主であり、変位センサからの入力信号に対する電磁石への出力信号を出力するだけの機能しか備えていないため、機械本体の形式の識別は不可能であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、機械本体の形式を自動的に識別でき、機械本体の形式に合わせて制御パラメータを変えることができる制御型磁気軸受装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明による制御型磁気軸受装置は、回転体の変位を検出するための複数の変位センサおよび前記回転体を対をなす電磁石の磁気吸引力により所定の目標位置に非接触支持する複数組の磁気軸受を有する機械本体と、制御パラメータを用い前記変位センサの出力に基づいて前記電磁石に供給する励磁電流を制御する電磁石制御手段を有するコントローラとを備えている制御型磁気軸受装置において、前記電磁石制御手段が、前記制御パラメータを用い前記変位センサの出力から求められた前記回転体の変位を表わすディジタル変位信号に基づいて前記励磁電流を制御するためのディジタル制御信号を出力するソフトウェアプログラムが可能なディジタル処理手段と、不揮発性記憶装置とを備え、前記不揮発性記憶装置に、識別用の仮の制御パラメータと、前記機械本体の各形式に対応する複数組の運転用の制御パラメータとが記憶されており、前記ディジタル処理手段が、前記機械本体の形式を識別し前記不揮発性記憶装置からその識別結果に対応する前記制御パラメータを選択する識別手段を備え、前記識別手段が、前記回転体を前記磁気軸受により非接触支持していない接触支持状態から前記識別用の仮の制御パラメータを用いて前記磁気軸受により所定の目標位置に非接触支持するときの前記回転体の応答状況に基づいて前記機械本体の形式を識別するものであることを特徴とするものである。
【００１１】
ソフトウェアプログラムが可能なディジタル処理手段としては、たとえばＭＰＵ（マイクロプロセッサ）、ディジタル信号処理プロセッサなどが使用される。ディジタル信号処理プロセッサ（Digital Signal Processor）とは、ディジタル信号を入力してディジタル信号を出力し、ソフトウェアプログラムが可能で、高速実時間処理が可能な専用ハードウェアをさす。なお、以下、これを「ＤＳＰ」と略すことにする。
【００１２】
不揮発性記憶装置としては、たとえば、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭなど、適当なものが使用される。
【００１３】
機械本体の形式が変わると、回転体の過渡応答も変わる。回転体を接触支持状態から目標位置に非接触支持するときの回転体の応答は、過渡応答と同じであり、このときの回転体の応答状況を調べることにより、機械本体の形式を識別することができる。したがって、この発明によれば、コントローラの電磁石制御手段により機械本体の形式を自動的に識別することができる。そして、この機械本体の識別結果に基づいて、不揮発性記憶装置に記憶されている複数組の運転用の制御パラメータから機械本体に適合したものを自動的に選択して使用することができる。このため、１種類のコントローラを複数種類の機械本体に使用することができ、準備しておくコントローラの種類が少なくてすみ、経済的である。また、磁気軸受装置の運転を開始するときには、必ず回転体を接触支持状態から目標位置に非接触支持しなければならないので、運転開始時に必要不可欠な動作を行っている間に機械本体の識別ができ、識別のために特別な動作を行わせる必要がない。
【００１５】
たとえば、前記識別手段が、前記回転体を前記接触支持状態から所定の目標位置に非接触支持するときの前記ディジタル変位信号から前記回転体の応答状況を求めるものである。
【００１６】
このようにすれば、電磁石の励磁電流の制御のために必要なディジタル変位信号を用いて機械本体の形式の識別ができ、識別のために特別なセンサなどを設ける必要がない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は制御型磁気軸受装置の機械的部分の主要部を示す縦断面図、図２は同横断面図、図３はその電気的構成の１例を示すブロック図である。
【００１９】
磁気軸受装置は、ケーブルにより接続された機械本体(1)およびコントローラ(2)を備えており、コントローラ(2)にパソコン(3)が接続されている。
【００２０】
磁気軸受装置は、鉛直円筒状のケーシング(4)の内側で鉛直軸状の回転体(5)が回転する縦型のものである。以下の説明において、回転体(5)の軸方向（鉛直方 向）の制御軸（アキシアル制御軸）をＺ軸、Ｚ軸と直交するとともに互いに直交する２つの径方向（水平方向）の制御軸（ラジアル制御軸）をＸ軸およびＹ軸とする。
【００２１】
機械本体(1)には、回転体(5)を軸方向に非接触支持する１組のアキシアル磁気軸受(6)、回転体(5)を径方向に非接触支持する上下２組のラジアル磁気軸受(7)(8)、回転体(5)の軸方向および径方向の変位を検出するための変位検出部(9)、回転体(5)を高速回転させるためのビルトイン型電動モータ(10)、ならびに回転体(5)の軸方向および径方向の可動範囲を規制して回転体(5)を磁気軸受(6)(7)(8)で支持できなくなったときなどに可動範囲の極限位置において回転体(5)を機械的 に支持する規制手段としての上下２組の保護軸受(11)(12)が設けられている。
【００２２】
コントローラ(2)には、センサ回路(13)、磁気軸受駆動回路(14)、インバータ(15)、ＤＳＰボード(16)およびシリアル通信ボード(17)が設けられ、ＤＳＰボー ド(16)には、ディジタル処理手段としてのＤＳＰ(18)、ＲＯＭ(31)、不揮発性記憶装置としてのフラッシュメモリ(19)、ＡＤ変換器(20)およびＤＡ変換器(21)が設けられている。コントローラ(2)とパソコン(3)は互いに離れた場所に設置され、フラッシュメモリ(19)とパソコン(3)が通信ボード(17)とケーブル(22)を介し て接続されている。
【００２３】
変位検出部(9)は、回転体(5)の軸方向の変位を検出するための１個のアキシアル変位センサ(23)、および回転体(5)の径方向の変位を検出するための上下２組 のラジアル変位センサユニット(24)(25)を備えている。
【００２４】
アキシアル磁気軸受(6)は、回転体(5)の下部に一体に形成されたフランジ部(5a)をＺ軸方向の両側から挟むように配置された１対のアキシアル電磁石(26a)(26b)を備えている。アキシアル電磁石は、符号(26)で総称する。
【００２５】
アキシアル変位センサ(23)は、回転体(5)の下端面にＺ軸方向の下側から対向 するように配置され、回転体(5)の下端面との距離（空隙）に比例する距離信号 を出力する。
【００２６】
２組のラジアル磁気軸受(7)(8)は、アキシアル磁気軸受(6)の上側において上 下方向に所定の間隔をおいて配置されており、これらの間にモータ(10)が配置されている。上側のラジアル磁気軸受(7)は、回転体(5)をＸ軸方向の両側から挟むように配置された１対のラジアル電磁石(27a)(27b)、および回転体(5)をＹ軸方 向の両側から挟むように配置された１対のラジアル電磁石(27c)(27d)を備えている。これらのラジアル電磁石は、符号(27)で総称する。同様に、下側のラジアル電磁石(8)も、２対のラジアル電磁石(28a)(28b)(28c)(28d)を備えている。これ らのラジアル電磁石も、符号(28)で総称する。
【００２７】
上側のラジアル変位センサユニット(24)は、上側のラジアル磁気軸受(7)の近 傍に配置されており、Ｘ軸方向の電磁石(27a)(27b)の近傍においてＸ軸方向の両側から回転体(5)を挟むように配置された１対のラジアル変位センサ(29a)(29b) 、およびＹ軸方向の電磁石(27c)(27d)の近傍においてＹ軸方向の両側から回転体(5)を挟むように配置された１対のラジアル変位センサ(29c)(29d)を備えている 。これらのラジアル変位センサは、符号(29)で総称する。同様に、下側のラジアル変位センサユニット(25)は、下側のラジアル磁気軸受(8)の近傍に配置されて おり、２対のラジアル変位センサ(30a)(30b)(30c)(30d)を備えている。これらのラジアル変位センサも、符号(30)で総称する。各ラジアル変位センサ(29)(30)は、回転体(5)の外周面との距離に比例する距離信号を出力する。
【００２８】
電磁石(26)(27)(28)および変位センサ(23)(29)(30)は、ケーシング(4)に固定 されている。
【００２９】
コントローラ(2)のＲＯＭ(31)には、ＤＳＰ(18)における処理プログラムなど が格納されている。フラッシュメモリ(19)には、磁気軸受(6)(7)(8)の制御パラ メータを記憶した制御パラメータテーブル、後述するバイアス電流値を記憶したバイアス電流値テーブルなどが設けられている。制御パラメータテーブルには、識別用の仮の制御パラメータおよび機械本体(1)の複数の形式にそれぞれ対応す る複数組の運転用の制御パラメータが記憶されている。これらのテーブルの内容は、パソコン(3)を用いて書き替えることができる。
【００３０】
センサ回路(13)は、変位検出部(9)の各変位センサ(23)(29)(30)を駆動し、各 変位センサ(23)(29)(30)の出力に基づいて、回転体(5)のＺ軸方向の変位、なら びに上下のラジアル変位センサユニット(24)(25)の部分におけるＸ軸方向およびＹ軸方向の変位を演算し、その演算結果である変位信号をＡＤ変換器(20)を介してＤＳＰ(18)に出力する。
【００３１】
ＤＳＰ(18)は、ＡＤ変換器(20)から入力する回転体(5)の変位を表わすディジ タル変位信号に基づいて、各磁気軸受(6)(7)(8)の各電磁石(26)(27)(28)に対す る励磁電流信号をＤＡ変換器(21)を介して磁気軸受駆動回路(14)に出力する。そして、駆動回路(14)は、ＤＳＰ(18)からの励磁電流信号に基づく励磁電流を対応する磁気軸受(6)(7)(8)の電磁石(26)(27)(28)に供給し、これにより、回転体(5)が所定の目標位置に非接触支持される。
【００３２】
ＤＳＰ(18)は、また、モータ(10)に対する回転数指令信号をインバータ(15)に出力し、インバータ(15)は、この信号に基づいて、モータ(10)の回転数を制御する。そして、その結果、回転体(5)が、磁気軸受(6)(7)(8)により目標位置に非接触支持された状態で、モータ(10)により高速回転させられる。
【００３３】
コントローラ(2)により、変位センサ(23)(29)(30)の出力に基づいて各磁気軸 受(6)(7)(8)の電磁石(26)(27)(28)に供給する励磁電流を制御する電磁石制御手 段が構成されている。
【００３４】
図４は、コントローラ(2)の構成のうち、アキシアル磁気軸受(6)における１対のアキシアル電磁石(26a)(26b)の制御に関する部分だけを示したものである。次に、図４を参照して、コントローラ(2)による上記の１対のアキシアル電磁石(26a)(26b)の制御について説明する。
【００３５】
まず、センサ回路(13)は、アキシアル変位センサ(23)の出力信号より、回転体(5)のＺ軸方向の目標位置（＝０）に対する変位を求め、この変位に比例した変 位信号ΔＺを出力する。センサ回路(13)からの変位信号ΔＺは、ＡＤ変換器(20)によりディジタル値に変換されて、ＤＳＰ(18)に入力する。ＤＳＰ(18)は、後述するように、ディジタル変位信号ΔＺに基づいて、１対の電磁石(36)にそれぞれ対応する制御信号としての１対の励磁電流信号をＤＡ変換器(21)に出力する。第１の励磁電流信号（Ｉo＋Ｉc）はＤＡ変換器(21)によりアナログ信号に変換されて、第１の励磁電流信号（Ｉo＋Ｉc）として磁気軸受駆動回路(14)の第１の電力増幅器(35)に供給され、第１の電力増幅器(35)は第１の励磁電流信号（Ｉo＋Ｉc）を増幅し、これに比例する励磁電流を第１の電磁石(26a)に供給する。第２の 励磁電流値（Ｉo−Ｉc）はＤＡ変換器(21)によりアナログ信号に変換されて、第２の励磁電流信号（Ｉo−Ｉc）として磁気軸受駆動回路(14)の第２の電力増幅器(36)に供給され、第２の電力増幅器(36)は第２の励磁電流信号（Ｉo−Ｉc）を増幅し、これに比例する励磁電流を第２の電磁石(26a)に供給する。その結果、回 転体(5)が、Ｚ軸方向の目標位置に支持される。
【００３６】
図５は、図４に示されているコントローラ(2)の部分において、ＤＳＰ(18)の 動作を機能ブロックで表わしたものである。ＤＳＰ(18)は、機能的には、識別手段(32)、制御電流演算手段(37)および励磁電流演算手段(38)を備えている。制御電流演算手段(37)は、ＡＤ変換器(20)からの変位信号ΔＺに基づいて、たとえばＰＩＤ演算により、電磁石(26a)(26b)に対する制御電流値Ｉcを演算する。励磁 電流演算手段(38)は、フラッシュメモリ(19)のテーブル(34)に記憶されているバイアス電流値Ｉoに制御電流演算手段(37)からの制御電流値Ｉcを加算し、その結果得られた値（Ｉo＋Ｉc）を第１の励磁電流値としてＤＡ変換器(21)に出力するとともに、上記バイアス電流値Ｉoから上記制御電流値Ｉcを減算し、その結果得られた値（Ｉo−Ｉc）を第２の励磁電流値としてＤＡ変換器(21)に出力する。識別手段(32)は、後述する機械本体(1)の形式の識別を行う。
【００３７】
図６は、コントローラ(2)の構成のうち、上側のラジアル磁気軸受(7)におけるＸ軸方向の１対のラジアル電磁石(27a)(27b)の制御に関する部分だけを示したものである。この場合、センサ回路(13)は、上側のラジアル位置センサユニット(24)のＸ軸方向の１対のラジアル位置センサ(29a)(29b)のうちの一方の出力信号から他方の出力信号を減算することにより、上側のラジアル磁気軸受(7)の部分に おける回転体(5)のＸ軸方向の目標位置（＝０）に対する変位を求め、この変位 に比例した変位信号ΔＸを出力する。センサ回路(13)からの変位信号ΔＸは、ＡＤ変換器(20)によりディジタル値（ディジタル変位信号）に変換されて、ＤＳＰ(18)に入力する。後は、図４の場合と同様であり、対応する部分には同一の符号を付している。なお、この場合は、ＤＳＰ(18)に図５の識別手段(32)を設けなくてもよい。
【００３８】
上側のラジアル磁気軸受(7)におけるＹ軸方向の１対のラジアル電磁石(27c)(27d)の制御に関する部分、下側のラジアル磁気軸受(8)におけるＸ軸方向の１対のラジアル電磁石(28a)(28b)の制御に関する部分およびＹ軸方向の１対のラジアル電磁石(28c)(28d)の制御に関する部分についても、同様である。
【００３９】
上記の磁気軸受装置において、コントローラ(2)の電源が投入されていないと きは、磁気軸受(6)(7)(8)およびモータ(10)は駆動されておらず、回転体(5)は保護軸受(11)(12)により機械的に支持されて停止している。このとき、回転体(5) は、重力により、Ｚ軸方向については最下端の極限位置に停止している。
【００４０】
コントローラ(2)の電源が投入されると、次のように、ＤＳＰ(18)の識別手段(32)により、機械本体(1)の識別が行われる。
【００４１】
コントローラ(2)の電源が投入されると、まず、ＤＳＰ(18)が識別用の仮の制 御パラメータを用いて各磁気軸受(6)(7)(8)の電磁石(26)(27)(28)の励磁電流を 制御することにより、回転体(5)が所定の目標位置に非接触支持され、そのとき の回転体(5)のＺ軸方向の応答状況に基づいて機械本体(1)の形式が識別される。そして、この識別結果に対応する運転用の制御パラメータが選択され、以後は、この制御パラメータを用いて磁気軸受(6)(7)(8)の制御が行われる。なお、回転 体(5)が磁気軸受(6)(7)(8)により非接触支持されていない状態を接触支持状態といい、回転体(5)が接触支持状態から磁気軸受(6)(7)(8)により目標位置に非接触支持されることを磁気浮上ということにする。
【００４２】
次に、図４、図５および図７を参照して、上記の識別時のＤＳＰ(18)のアキシアル磁気軸受(6)の制御に関する部分の動作についてさらに詳細に説明する。図 ７は、回転体(5)の磁気浮上時の制御軸方向の応答、つまり、回転体(5)のＺ軸方向の変位すなわちディジタル変位信号ΔＺの時間変化を示しており、横軸が時間ｔ、縦軸が変位信号ΔＺを表わしている。
【００４３】
コントローラ(2)の電源が投入されると、まず、識別手段(32)が、フラッシュ メモリ(19)から識別用の仮の制御パラメータを読み込んで、これをフラッシュメモリ(19)の所定の位置にセットする。制御パラメータのセットが終了すると、制御電流演算手段(37)が、仮の制御パラメータを用い、変位信号ΔＺに基づいて、前述のように制御電流値Ｉcを演算する。後は前述のとおりであり、これにより 、回転体(5)は、仮の制御パラメータを用いて、Ｚ軸方向の所定の目標位置に非 接触支持される。
【００４４】
このような磁気浮上の間に、識別手段(32)が、変位信号ΔＺを調べることにより、回転体(5)のＺ軸方向の応答状況を調べ、これに基づいて機械本体(1)の形式を識別する。
【００４５】
回転体(5)を磁気浮上させることは、回転体(5)のＺ軸方向の目標位置をステップ状に変化させることと同じである。したがって、磁気浮上時の回転体(5)のＺ 軸方向の応答状況は、図７に示すように、回転体(5)のＺ軸方向の目標位置をス テップ状に変化させたときの過渡応答と同じになり、これは機械本体(1)の形式 によって変わる。図７において、Ａは形式Ａの機械本体(1)の場合、Ｂは形式Ｂ の機械本体(1)の場合の応答をそれぞれ示している。このような場合、たとえば 、時点ｔoにおいて磁気浮上を開始した後に、時点ｔ1において回転体(5)のＺ軸 方向の変位を求め、これを所定のしきい値Ｚsと比較することにより、機械本体 形式がＡとＢのいずれであるかを識別することができる。
【００４６】
識別手段(32)は、機械本体(1)の識別が終わると、識別結果の機械本体(1)の形式に対応する制御パラメータをフラッシュメモリ(19)のテーブルから読み込み、これをフラッシュメモリの所定の位置にセットする。これにより、回転体(5)は 、機械本体(1)の形式に対応した制御パラメータを用いて、所定の目標位置に非 接触支持される。そして、このように回転体(5)が非接触支持されたならば、モ ータ(10)が駆動され、回転体(5)が高速回転させられる。
【００４７】
図７には機械本体(1)の形式が２つの場合を示しているが、機械本体(1)の形式が３つ以上の場合でも、同様にこれを識別することができる。
【００４８】
上記実施形態では、励磁電流値の演算もＤＳＰ(18)で行っているが、ＤＳＰ(18)は制御電流値の演算までを行って、これを制御信号として出力し、励磁電流の演算はハードウェア回路で行うようにすることもできる。
【００５０】
上記のようにＺ軸が鉛直である場合は、この鉛直なＺ軸方向の回転体(5)の応 答状況に基づいて機械本体(1)の形式の識別を行うようにするのが好ましいが、 Ｘ軸方向の応答状況あるいはＹ軸方向の応答状況に基づいて機械本体(1)の形式 の識別を行うようにすることもできる。また、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３つの制御軸のうちのいずれか２つの方向の回転体(5)の応答状況に基づいて機械本体(5)の形式の識別を行うようにすることもできる。さらに、上記の３つの制御軸方向の回転体(5)の応答状況に基づいて機械本体(5)の形式の識別を行うようにすることもできる。
【００５１】
上記実施形態では、回転体(5)を磁気軸受(6)(7)(8)では全く支持していない完全な接触支持状態から磁気浮上させるときの応答状況に基づいて機械本体(5)の 形式の識別を行っているが、磁気軸受(6)(7)(8)の一部で回転体(5)を支持している不完全な接触支持状態から磁気浮上させるときの応答状況に基づいて機械本体(5)の形式の識別を行うようにすることもできる。たとえば、上記のような場合 、回転体(5)をラジアル磁気軸受(7)(8)だけでＸ軸およびＹ軸方向にのみ目標位 置に支持した不完全な接触支持状態からアキシアル磁気軸受(6)でＺ軸方向にも 目標位置に支持して磁気浮上させるときの応答状況に基づいて機械本体(5)の形 式の識別を行うようにすることができる。また、回転体(5)を全ての磁気軸受(6)(7)(8)で３つの制御軸方向の目標位置に非接触支持して完全に磁気浮上させた後、アキシアル磁気軸受(6)による支持だけを停止させて、回転体(5)をＺ軸方向の最下端の極限位置まで移動させ、その後、回転体(5)をアキシアル磁気軸受(6)でも目標位置に支持して磁気浮上させるときの応答状況に基づいて機械本体(5)の 形式の識別を行うようにすることもできる。さらに、回転体(5)をアキシアル磁 気軸受(6)の電磁石(26)とラジアル磁気軸受(7)(8)のＹ軸方向の電磁石(27c)(27d)(28c)(28d)だけでＺ軸およびＹ軸方向にのみ支持し、Ｘ軸方向については保護 軸受(11)(12)により一方の極限位置に支持させた不完全な接触支持状態からラジアル磁気軸受(7)(8)のＸ軸方向の電磁石(27a)(27b)(28a)(28b)でＸ軸方向にも目標位置に支持して磁気浮上させるときの応答状況に基づいて機械本体(5)の形式 の識別を行うようにすることができる。この場合、Ｘ軸とＹ軸の関係を逆にすることもできる。
【００５２】
磁気軸受装置には、上記のように回転体(5)が鉛直に支持される縦型のものと 、回転体が水平に支持される横型のものとがあるが、この発明は、横型の磁気軸受装置にも適用できる。なお、縦型の場合と横型の場合とで、各制御軸について、磁気浮上時の回転体の応答状況は変わるが、いずれの型の場合も、機械本体の形式によっても応答状況が変わるので、それによって機械本体の形式を識別することができる。通常は、磁気軸受装置が縦型と横型のいずれであるかは予めわかっているので、その型に応じたコントローラを用いればよい。あるいは、１つのコントローラに、縦型用の制御パラメータの組（仮の制御パラメータおよび複数組の運転用の制御パラメータ）と横型用の制御パラメータの組とを記憶させておき、磁気軸受装置の型に応じて、対応する制御パラメータの組を選択するようにしてもよい。さらに、磁気軸受装置の型がわかっていないような場合には、たとえば、特開平９−１６６１３９号公報に記載されているような方法により磁気軸受装置の型（姿勢）を自動的に判別し、その後、上記のように機械本体の識別を行うようにすることもできる。なお、このような場合も、上記のように、磁気浮上時の鉛直な制御軸方向の回転体(5)の応答状況に基づいて回転体(5)の形式の識別を行うようにするのが好ましいが、他の１つの制御軸方向の応答状況、任意の２つの制御軸方向の応答状況あるいは３つの制御軸方向の応答状況に基づいて機械本体(1)の形式の識別を行うようにすることもできる。
【００５３】
上記実施形態には、回転体(5)が固定部分であるケーシング(4)の内側で回転するインナロータ型の磁気軸受装置を示したが、この発明は、回転体が固定部分の外側で回転するアウタロータ型の磁気軸受装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の実施形態を示す磁気軸受装置の機械的部分の主要部の縦断面図である。
【図２】図２は、同横断面図である。
【図３】図３は、同磁気軸受装置の電気的構成の１例を示すブロック図である。
【図４】図４は、図３のコントローラの１対のアキシアル電磁石に関する部分を示すブロック図である。
【図５】図５は、図４のＤＳＰの部分の機能を示すブロック図である。
【図６】図６は、図３のコントローラの１対のラジアル電磁石に関する部分を示すブロック図である。
【図７】図７は、磁気浮上時の回転体の応答状況の１例を示すグラフである。
【符号の説明】
(1)                       機械本体
(2)                       コントローラ
(5)                       回転体
(6)                       アキシアル磁気軸受
(7)(8)                    ラジアル磁気軸受
(18)                      ディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）
(19)                      フラッシュメモリ
(23)                      アキシアル変位センサ
(26a)(26b)                アキシアル電磁石
(27a)(27b)(27c)(27d)      ラジアル電磁石
(28a)(28b)(28c)(28d)      ラジアル電磁石
(29a)(29b)(29c)(29d)      ラジアル変位センサ
(30a)(30b)(30c)(30d)      ラジアル変位センサ
(32)                      識別手段
【図１】
0003785523.tif 000002
【図２】
0003785523.tif 000003
【図３】
0003785523.tif 000004
【図４】
0003785523.tif 000005
【図５】
0003785523.tif 000006
【図６】
0003785523.tif 000007
【図７】
0003785523.tif 000008