[发明专利]径向控制器以及应用了该径向控制器的磁轴承装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于用于支承旋转体的磁轴承装置的径向控制器以及该磁轴承装置。

背景技术

已知应用于磁轴承装置的径向控制器，该磁轴承装置利用对置的电磁体的吸引作用来使旋转体悬浮以支承该旋转体。作为这种径向控制器，已知一种设置有用于消除负轴承刚度的负轴承刚度消除电路的径向控制器，该负轴承刚度是电磁体与旋转体越接近则吸引力越增加的负刚度(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2009-63005号公报

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1的径向控制器在如大型的发电用涡轮的转子那样姿势(以使轴水平的方式)被固定的情况等的、在径向电磁体的稳定负荷固定而径向电磁体的负轴承刚度固定的情况下有效。但是，一般来说负轴承刚度会根据电磁体的稳定负荷的状态而发生变化。而且，如涡轮分子泵那样的小型设备的安装姿势是根据使用者不同而各种各样的。因此，根据安装姿势不同，既存在以使轴水平的方式进行安装的情况，也存在以使轴垂直的方式进行安装的情况。而且，根据安装姿势不同，电磁体的稳定负荷不同，因此会与安装姿势相应地产生不同的负轴承刚度。因此，在如专利文献1那样的径向控制器中，需要与安装姿势相应地设定用于解除负轴承刚度的影响的负轴承刚度消除电路。

因此，本发明的目的在于提供一种能够应对与安装姿势相应的负轴承刚度的变化的径向控制器以及应用了该径向控制器的磁轴承装置。

用于解决问题的方案

本发明的第一径向控制器应用于利用电磁体使旋转体悬浮来支承该旋转体的磁轴承装置，该径向控制器具备：径向控制电路，其用于控制上述旋转体的轴线在径向上的位移；负轴承刚度消除电路，其与上述径向控制电路并联连接，输出与负轴承刚度有关的信号；电流值指示单元，其基于由上述径向控制电路输出的信号以及由上述负轴承刚度消除电路输出的与负轴承刚度有关的信号，来输出用于控制上述电磁体的电流值；DC成分提取单元，其从由上述电流值指示单元输出的电流值中提取DC成分；校正系数计算单元，其基于由上述DC成分提取单元提取出的DC成分以及上述电磁体的偏置电流来计算校正系数；以及系数相乘单元，其使由上述校正系数计算单元计算出的上述校正系数与由上述负轴承刚度消除电路输出的信号相乘。

根据本发明的第一径向控制器，使与DC成分(直流成分)相应的校正系数与有关负轴承刚度的信号相乘，利用相乘结果，输出用于控制电磁体的电流值。也就是说，DC成分的变化被反映到所输出的电流值中。根据负轴承刚度的变化，由径向控制电路输出的电流值的DC成分发生变化，因此能够将负轴承刚度的变化反映到用于控制电磁体的电流值中。由此，能够与负轴承刚度的变化相应地控制电磁体，因此能够应对与各种各样的安装姿势相应的负轴承刚度的变化来支承旋转体。因此，例如能够抑制由于将与旋转体的轴线为水平或垂直的姿势对应的装置安装成相反的姿势而产生的悬浮控制的不稳定等。

在本发明的第一径向控制器的一个方式中，在将上述DC成分设为idc、将上述偏置电流设为I0、将上述校正系数设为C的情况下，上述校正系数计算单元也可以利用下式来计算上述校正系数。在这种情况下，能够计算出更适当的校正系数。

[数1]

校正系数可以通过任何方式利用在相乘中。例如，在本发明的第一径向控制器的一个方式中，也可以还具备存储装置，该存储装置存储由上述校正系数计算单元计算出的上述校正系数，上述系数相乘单元利用上述存储装置所存储的上述校正系数来执行上述相乘。另外，在该方式中，也可以在上述存储装置中存储有上述校正系数的初始值，在上述旋转体的悬浮开始时，上述系数相乘单元在上述相乘中利用上述存储装置所存储的初始值，在从上述旋转体的悬浮开始起经过规定时间之后，上述系数相乘单元在上述相乘中利用由上述校正系数计算单元计算出的上述校正系数。在这种情况下，能够将负轴承刚度的变化对于电磁体控制的反映延期到经过规定时间后。由此，例如能够排除悬浮开始时的不稳定的变化。