[发明专利]磁性轴承装置及真空泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有致动(actuating)功能及传感(sensing)功能的磁性轴承装置，以及包括所述磁性轴承装置的真空泵(vacuum pump)。

背景技术

关于搭载着磁性轴承装置的真空泵，为了实现小型化(compact)、廉价化及可靠性提升，已知有一种构成，不设置旋转体的悬浮位移检测用的位置传感器(sensor)，而是使产生悬浮控制力的电磁铁除具有以往的致动功能以外还兼具传感功能(例如，参照专利文献1)。

以往，在磁性轴承装置中，通过对电磁铁线圈施加来自脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)放大器(amplifier)的切换(switching)电压，而供给激磁电流。在具有致动功能及传感功能的磁性轴承装置中，通过检测电磁铁电流而取得旋转体的悬浮位置信息。当进行切换时，电磁铁电流会产生起因于浪涌电压(surge voltage)等的尖峰状(spike)的噪声(noise)，因此专利文献1中记载的磁性轴承装置在电压切换的中间点规定电流的采样时间(sample timing)。

然而，当在PWM控制下接通占空比(on duty)接近0％或接近100％时，在切换噪声充分衰减之前便到了下一切换时间。在这种情况下，即便在电压切换的中间点进行采样(sampling)，也无法避免切换噪声对采样的影响。

背景技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009-275740号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性轴承装置及真空泵，可以获得基本上无尖峰噪声影响的磁悬浮信息。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。本发明的优选实施方式的磁性轴承装置包括：一对电磁铁，针对多个控制轴的每一个而设置，且相对于旋转轴而对向配置；多个激磁放大器，对施加至各电磁铁的电压进行PWM控制，且将重叠有用来侦测旋转轴的悬浮位置变化的传感器载波信号(carrier signal)的电磁铁电流供给至各电磁铁；多个电流传感器，检测电磁铁电流；及控制部，对来自多个电流传感器的电流检测信号、及将与一对电磁铁相关的一对电流检测信号相加所得的和信号进行模拟数字(Analog-to-Digital，AD)采样，而取得旋转轴的磁悬浮信息，基于磁悬浮信息而对激磁放大器进行PWM控制；且控制部是以使PWM载波信号的接通占空比(on duty)区间或断开占空比(off duty)区间的长度一直比基于电磁铁电流中产生的尖峰噪声的衰减特性所得的规定时间范围更长的方式进行PWM控制，且在从接通占空比区间或断开占空比区间的开始时间起经过规定时间范围之后进行AD采样。

本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。

而且，在优选实施方式中，针对电流检测信号包括具有比PWM载波频率更高的带域的低通滤波器(low-pass filter)，且控制部对通过低通滤波器后的电流检测信号进行AD采样。

此外，优选为包括从和信号中去除直流成分的高通滤波器(high-pass filter)，且控制部对通过高通滤波器后的和信号进行AD采样。

在更优选的实施方式中，将PWM载波信号的频率fpwm、传感器载波信号的频率fc、及AD采样的频率fs设定为整数倍的关系，且控制部同时总括地对与多个电磁铁的每一个相关的多个电流检测信号及和信号进行AD采样。

此外，优选以fpwm>fs>fc的方式进行设定。

本发明的目的还采用以下技术方案来实现的。本发明的优选实施方式的真空泵包括：泵转子(pump rotor)，形成有排气功能部；电动机(motor)，对泵转子进行旋转驱动；及所述磁性轴承装置，对泵转子的旋转轴进行磁悬浮支撑。

借由上述技术方案，本发明的磁性轴承装置及真空泵至少具有下列优点及有益效果：根据本发明，可以获得基本上无尖峰噪声影响的磁悬浮信息。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是表示真空泵的概略构成的图。

图2是表示控制单元的概略构成的框图。

图3是表示磁轴承67、68所包括的针对一轴所设的磁轴承电磁铁45的示意图。

图4是表示激磁放大器43的构成的图。