[发明专利]磁性轴承装置及真空泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁性轴承装置、及具备磁性轴承装置的真空泵(pump)。

背景技术

在如磁性轴承型涡轮(turbo)分子泵那样利用磁性轴承装置非接触支持旋转体(转子(rotor))的装置中，为了将转子悬浮维持在规定的目标位置，而基于转子的悬浮位置与目标位置的偏差(移位)实时(real time)地对电磁铁的磁吸引力(电磁铁电流)进行反馈控制(feedback control)。关于移位的检测，利用专用的移位传感器(sensor)进行检测的方式占主流，但近年来，为了实现小型(compact)化、低价化及提高可靠性，无传感器类型(sensor less type)(也称为自传感类型(self-sensing type))的装置正不断被实用化，所述无传感器类型的装置省略专用传感器，并且使产生悬浮控制力的电磁铁不仅具备现有的致动器(actuator)功能，而且也兼具传感(sensing)功能(电感(inductance)方式)。

电感方式是对专用传感器或电磁铁线圈(coil)施加高频载波(传感器载波(sensor carrier))，利用悬浮间隙(gap)所引起的电感变化对传感器载波进行振幅调制，并对其进行解调，由此获得悬浮间隙信号(移位信号)。在解调处理时，多考虑应用数字(digital)技术并利用模数(Analog to Digital，AD)转换器(converter)对调制波信号进行同步取样来获取的方式、即无需导致产生延迟的平滑处理的直接(direct)方式。

[背景技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2006-308074号公报

[专利文献2]日本专利特开2000-60169号公报

[专利文献3]日本专利特开2001-177919号公报

专利文献1所记载的技术为具备专用传感器的构成，将对调制波信号进行取样时的传感器载波频率fc与取样频率fs的关系设为fs＝2fc或fs＝fc/n(n为自然数)。由于对专用传感器只施加传感器载波信号电压，因此，通常信号的信噪比(Signal to Noise ratio，S/N)良好。然而，例如，在如为了使搭载着磁性轴承的装置小型化而将电磁铁与专用传感器配置得极为接近等那样、因对电磁铁进行激磁的控制电流而产生的磁通对专用传感器线圈的信号产生影响的情况下，担心因磁通的影响而导致在利用转子移位而经调制的信号成分中混入控制电流成分(噪声(noise)成分)。因此，通常利用设置在AD转换器正前方的带通滤波器(band-pass filter)(以传感器载波频率fc为中心的带通滤波器)过滤(filtering)大部分噪声成分，但为了完全去除噪声成分，必须进一步增大带通滤波器的Q值而窄频带化。然而，如果使带通滤波器窄频带化，那么经解调的移位信号会自本来的信号大幅延迟，而使磁性轴承控制本身恶化，所以应用存在限度。因此，噪声成分会残留在AD转换器的输入信号中，从而也对解调信号产生噪声的影响。因此，在经解调的转子移位信号中会混入实际上未移位(振动)的振动成分，其移位信息直接被反馈而进行悬浮控制。其结果为，存在如下情况：因噪声成分导致转子强制振动，其反作用力被传递到定子(stator)侧而导致装置产生振动。

专利文献2所记载的技术涉及专用传感器及无传感器这两种类型。关于包含专用传感器的类型，利用数字处理产生在fs＝2fc的条件下的每个取样时间使符号反转所得的方波信号并从数模(Digital to Analog，DA)转换器输出，将该方波信号设为传感器载波信号而利用传感器以移位信号(转子移位)进行调制，使其调制波以相同频率fs(＝2fc)与波峰时点(peak timing)同步地获取。在解调处理中，由于将利用AD转换器获取的信号数据在每次取样时使符号反转(在传感器载波的最小波峰时符号反转)而进行处理，因此与专利文献1所记载的发明的情况相同，存在产生振动的问题。