JP2000145775A - Controller for magnetic bearing device - Google Patents
Controller for magnetic bearing deviceInfo
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- JP2000145775A JP2000145775A JP10323495A JP32349598A JP2000145775A JP 2000145775 A JP2000145775 A JP 2000145775A JP 10323495 A JP10323495 A JP 10323495A JP 32349598 A JP32349598 A JP 32349598A JP 2000145775 A JP2000145775 A JP 2000145775A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/44—Centrifugal pumps
- F16C2360/45—Turbo-molecular pumps
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は磁気軸受装置の制
御装置に関し、たとえば高真空を得るための真空ポンプ
などに用いられ、ターボ分子ポンプ用スピンドルの回転
軸を磁気軸受するような磁気軸受装置の制御装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a magnetic bearing device, and more particularly to a magnetic bearing device which is used for a vacuum pump for obtaining a high vacuum and magnetically mounts a rotating shaft of a turbo molecular pump spindle. It relates to a control device.
【0002】[0002]
【従来の技術】ターボ分子ポンプ用スピンドルの磁気軸
受装置は、2個のラジアル磁気軸受と1個のスラスト軸
受を有するとともに2個のラジアル位置センサと1個の
スラスト位置センサとを有している。ラジアル磁気軸受
は回転軸の上下でラジアル方向の軸受を非接触で行な
い、スラスト磁気軸受は回転軸の中央部付近でスラスト
方向の軸受を非接触で行なう。2. Description of the Related Art A magnetic bearing device for a spindle for a turbo-molecular pump has two radial magnetic bearings and one thrust bearing, and also has two radial position sensors and one thrust position sensor. . The radial magnetic bearing performs a radial bearing above and below the rotating shaft in a non-contact manner, and the thrust magnetic bearing performs a thrust bearing near the center of the rotating shaft in a non-contact manner.
【0003】さらに、磁気軸受装置には、回転軸のラジ
アル位置およびスラスト位置を検出するためにセンサが
設けられており、各センサの出力に基づいて制御装置に
よって各磁気軸受が制御される。Further, the magnetic bearing device is provided with sensors for detecting the radial position and the thrust position of the rotating shaft, and each magnetic bearing is controlled by a control device based on the output of each sensor.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述の磁気軸受装置
は、機械的部分が多いため、定期的に点検保守を行なう
必要がある。このような点検保守は、磁気軸受装置を製
造しているメーカの技術者が行なうのが通例である。半
導体工場などにおいては、多数の真空ポンプが使われて
おり、磁気軸受装置の数もかなりの数になる。しかも、
設置場所が分散しており、これらの磁気軸受装置を保守
点検するためにメーカおよびユーザにとって大きな負担
となっている。The above-described magnetic bearing device has many mechanical parts, and therefore requires periodic maintenance. Such inspection and maintenance is generally performed by a technician of a manufacturer that manufactures the magnetic bearing device. In semiconductor factories and the like, a large number of vacuum pumps are used, and the number of magnetic bearing devices becomes considerable. Moreover,
The installation locations are scattered, which places a heavy burden on manufacturers and users to perform maintenance and inspection of these magnetic bearing devices.
【0005】一方、最近では通信の自由化に伴って、通
信回線の使用料金が安価になってきており、通信回線を
用いて一括的に各磁気軸受装置を管理できれば、保守費
用のコストを下げることが期待できる。On the other hand, recently, with the liberalization of communications, the usage fee for communication lines has become lower. If the magnetic bearing devices can be managed collectively using the communication lines, the maintenance cost will be reduced. I can expect that.
【0006】それゆえに、この発明の主たる目的は、通
信回線を使用してコンピュータで一括的に管理できるよ
うな磁気軸受装置の制御装置を提供することである。[0006] Therefore, a main object of the present invention is to provide a control device for a magnetic bearing device which can be collectively managed by a computer using a communication line.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明は、回転体の位
置を検出する位置センサと、回転体を非接触で磁気的に
支持する磁気軸受とを有する磁気軸受装置において、位
置センサからの信号に基づいて磁気軸受を制御するCP
Uを含む制御手段と、制御手段から離れた位置に設置さ
れる情報処理手段と、情報処理手段と制御手段との間で
情報を伝送するための通信手段とを備えて構成される。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a magnetic bearing device having a position sensor for detecting the position of a rotating body and a magnetic bearing for magnetically supporting the rotating body in a non-contact manner. To control magnetic bearing based on
A control means including U, an information processing means installed at a position remote from the control means, and a communication means for transmitting information between the information processing means and the control means.
【0008】請求項2に係る発明では、請求項1の制御
手段のCPUは、RAMとROMを内蔵する1チップマ
イクロコンピュータの中に含まれている。According to the invention of claim 2, the CPU of the control means of claim 1 is included in a one-chip microcomputer having a built-in RAM and ROM.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】図1はこの発明の一実施の形態の
磁気軸受装置の構成および制御装置のブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram of a configuration and a control device of a magnetic bearing device according to an embodiment of the present invention.
【0010】図1において、磁気軸受スピンドル1は、
ケース2内に回転軸3が設けられており、回転軸3のほ
ぼ中央部に設けられたスラスト磁気軸受4と、このスラ
スト磁気軸受4の上下に設けられたラジアル磁気軸受
5,6とによって回転軸3のスラスト方向およびラジア
ル方向の支持が非接触で行なわれ、駆動用モータ7によ
って回転駆動される。In FIG. 1, a magnetic bearing spindle 1 comprises:
A rotating shaft 3 is provided in the case 2, and is rotated by a thrust magnetic bearing 4 provided substantially at the center of the rotating shaft 3 and radial magnetic bearings 5 and 6 provided above and below the thrust magnetic bearing 4. The shaft 3 is supported in the thrust direction and the radial direction in a non-contact manner, and is rotationally driven by a driving motor 7.
【0011】また、回転軸3のラジアル方向位置がラジ
アル位置センサ8,9によって検出され、スラスト方向
位置がスラスト位置センサ10によって検出され、回転
速度が回転速度センサ13によって検出される。さら
に、ラジアル磁気軸受5,6の異常時に回転軸3を軸受
する保護用玉軸受11,12が回転軸3の上下に配置さ
れている。The radial position of the rotating shaft 3 is detected by the radial position sensors 8 and 9, the thrust position is detected by the thrust position sensor 10, and the rotation speed is detected by the rotation speed sensor 13. Further, protective ball bearings 11 and 12 for bearing the rotating shaft 3 when the radial magnetic bearings 5 and 6 are abnormal are arranged above and below the rotating shaft 3.
【0012】各センサ8,9,10,13の検出出力
は、A/D変換器21,22,23および24によって
ディジタル信号に変換され、I/Oインタフェース33
を介してCPU41に与えられる。CPU41はROM
42とRAM43とともに1チップマイクロコンピュー
タ40に内蔵されている。CPU41はROM42に予
め記憶されているプログラムに基づいて、各センサの検
出出力を順次読取ってRAM43に記憶したり、磁気軸
受4,5,6およびモータ7を駆動するための駆動信号
を出力する。これらの駆動信号はI/Oインタフェース
33を介してD/A変換器25,26,27および28
に与えられてアナログ信号に変換される。各アナログ信
号は軸受駆動回路29,30および31とモータ駆動回
路32に与えられてスラスト磁気軸受4とラジアル磁気
軸受8,9とモータ7が駆動される。The detection outputs of the sensors 8, 9, 10, and 13 are converted into digital signals by A / D converters 21, 22, 23, and 24, and the I / O interface 33
Is given to the CPU 41 via the. CPU 41 is ROM
It is built in the one-chip microcomputer 40 together with the RAM 42 and the RAM 43. The CPU 41 sequentially reads the detection output of each sensor and stores it in the RAM 43 based on a program stored in the ROM 42 in advance, and outputs a drive signal for driving the magnetic bearings 4, 5, 6, and the motor 7. These drive signals are supplied to the D / A converters 25, 26, 27 and 28 via the I / O interface 33.
And converted to an analog signal. Each analog signal is applied to bearing drive circuits 29, 30 and 31 and a motor drive circuit 32 to drive the thrust magnetic bearing 4, the radial magnetic bearings 8, 9 and the motor 7.
【0013】さらに、CPU41には、モデム51が接
続され、モデム51は通信回線52を介して遠隔地のモ
デム53に接続され、モデム53はコンピュータ54に
接続される。そして、CPU41はモデム51と通信回
線52とモデム53を介して遠隔地のコンピュータ54
との間でデータのやりとりを行なう。Further, a modem 51 is connected to the CPU 41, and the modem 51 is connected to a remote modem 53 via a communication line 52, and the modem 53 is connected to a computer 54. The CPU 41 communicates with the remote computer 54 via the modem 51, the communication line 52, and the modem 53.
Exchanges data with the
【0014】次に、この発明の一実施形態の具体的な動
作について説明する。まず、CPU41はラジアル位置
検出センサ8,9とスラスト位置検出センサ10の検出
出力に基づいて、回転軸3を磁気浮上させるための電流
値を計算し、電流指令信号を出力する。このとき、CP
U41は各電流値とセンサ出力値をRAM43に記憶さ
せる。出力された電流指令信号はD/A変換器25〜2
7によってアナログ信号に変換され、軸受駆動回路29
〜31によって対応の軸受が駆動される。Next, a specific operation of the embodiment of the present invention will be described. First, the CPU 41 calculates a current value for magnetically levitating the rotating shaft 3 based on the detection outputs of the radial position detection sensors 8 and 9 and the thrust position detection sensor 10, and outputs a current command signal. At this time, CP
U41 stores each current value and sensor output value in the RAM 43. The output current command signal is supplied to the D / A converters 25 to 2
7, and is converted into an analog signal.
The corresponding bearing is driven by .about.31.
【0015】また、CPU41は回転速度センサ13が
回転軸3の回転数を検出すると、その回転数と設定され
た回転数とが一致するようにモータ7に流す電流値を計
算し、その電流指令値を出力する。このとき、CPU4
1はRAM43にその電流指令値および回転数を記憶さ
せる。出力された電流指令値はD/A変換器28でアナ
ログ信号に変換され、モータ駆動回路32によってモー
タ7が駆動される。When the rotation speed sensor 13 detects the rotation speed of the rotating shaft 3, the CPU 41 calculates a current value to be supplied to the motor 7 so that the rotation speed matches the set rotation speed. Output the value. At this time, the CPU 4
1 causes the RAM 43 to store the current command value and the rotation speed. The output current command value is converted into an analog signal by the D / A converter 28, and the motor 7 is driven by the motor drive circuit 32.
【0016】上述のごとく、RAM43に記憶されたデ
ータは必要に応じてCPU41によりモデム51,通信
回線52およびモデム53を介してコンピュータ54に
送られる。したがって、コンピュータ54を磁気軸受ス
ピンドル1を製造するメーカ側に配置しておけば、磁気
軸受スピンドル1の運転状況を常時監視することができ
る。As described above, the data stored in the RAM 43 is sent by the CPU 41 to the computer 54 via the modem 51, the communication line 52 and the modem 53 as necessary. Therefore, if the computer 54 is arranged at the manufacturer of the magnetic bearing spindle 1, the operation status of the magnetic bearing spindle 1 can be constantly monitored.
【0017】なお、CPU41は常時各センサの出力を
監視するのではなく、タイマ出力により一定時間ごとに
監視を行ない、その時刻をRAM43に記憶する。Note that the CPU 41 does not always monitor the output of each sensor, but monitors the output of a timer at regular intervals, and stores the time in the RAM 43.
【0018】また、上述の実施形態では、CPU41と
コンピュータ54とを1対1で接続するようにしたが、
これに限ることなく複数の磁気軸受スピンドルを1台の
コンピュータ54で監視するようにしてもよい。その場
合には、各磁気軸受スピンドル1に対応する制御装置の
それぞれにモデムを設置し、各モデムを通信回線を介し
てコンピュータ54のモデム53に接続するようにすれ
ばよい。In the above embodiment, the CPU 41 and the computer 54 are connected one-to-one.
Without being limited to this, a plurality of magnetic bearing spindles may be monitored by one computer 54. In that case, a modem may be installed in each control device corresponding to each magnetic bearing spindle 1, and each modem may be connected to the modem 53 of the computer 54 via a communication line.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、磁気
軸受装置の位置センサからの信号に基づいて磁気軸受を
制御するCPUを含む制御手段を設け、この制御手段と
情報処理手段の間を通信手段で結び、磁気軸受装置の運
転状況を情報処理手段側で監視できるようにしたので、
遠隔地で磁気軸受装置を監視することが可能になる。し
かも、CPUを含む制御手段を用いることによって、部
品点数を少なくでき、コンパクトなコントローラを構成
でき、またソフトプログラムの変更が容易となり、通信
のやりとりも行ないやすくなる。As described above, according to the present invention, the control means including the CPU for controlling the magnetic bearing based on the signal from the position sensor of the magnetic bearing device is provided, and between the control means and the information processing means. Is connected by communication means, and the operating status of the magnetic bearing device can be monitored on the information processing means side.
It becomes possible to monitor the magnetic bearing device at a remote location. Moreover, by using the control means including the CPU, the number of components can be reduced, a compact controller can be configured, the software program can be easily changed, and communication can be easily performed.
【図1】この発明の一実施形態の磁気軸受装置の構成お
よび制御装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a configuration and a control device of a magnetic bearing device according to an embodiment of the present invention.
1 磁気軸受スピンドル 2 ケース 3 回転軸 4 スラスト軸受 5,6 ラジアル磁気軸受 7 モータ 8,9 ラジアル位置センサ 10 スラスト位置センサ 11,12 保護用玉軸受 13 回転速度センサ 21〜24 A/D変換器 25〜28 D/A変換器 29〜31 軸受駆動回路 32 モータ駆動回路 33 I/Oインタフェース 40 1チップマイクロコンピュータ 41 CPU 42 ROM 43 RAM 51,53 モデム 52 通信回線 54 コンピュータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic bearing spindle 2 Case 3 Rotating shaft 4 Thrust bearing 5,6 Radial magnetic bearing 7 Motor 8,9 Radial position sensor 10 Thrust position sensor 11,12 Protective ball bearing 13 Rotation speed sensor 21-24 A / D converter 25 -28 D / A converter 29-31 Bearing drive circuit 32 Motor drive circuit 33 I / O interface 40 1-chip microcomputer 41 CPU 42 ROM 43 RAM 51,53 Modem 52 Communication line 54 Computer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3H022 AA01 BA06 CA12 CA16 CA20 DA16 3J102 AA01 BA03 BA19 CA20 DA02 DA03 DA09 DB05 DB10 DB11 DB37 GA06 5H607 AA14 BB01 BB09 BB14 BB26 CC07 DD18 EE26 FF06 GG01 GG21 HH01 HH09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3H022 AA01 BA06 CA12 CA16 CA20 DA16 3J102 AA01 BA03 BA19 CA20 DA02 DA03 DA09 DB05 DB10 DB11 DB37 GA06 5H607 AA14 BB01 BB09 BB14 BB26 CC07 DD18 EE26 FF06 GG01 GG21 HH01 H09
Claims (2)
前記回転体を非接触で磁気的に支持する磁気軸受とを有
する磁気軸受装置において、 前記位置センサからの信号に基づいて前記磁気軸受を制
御するCPUを含む制御手段と、 前記制御手段から離れた位置に設置される情報処理手段
と、 前記情報処理手段と前記制御手段との間で情報を伝送す
るための通信手段を備えた、磁気軸受装置の制御装置。1. A position sensor for detecting a position of a rotating body,
A magnetic bearing device having a magnetic bearing that magnetically supports the rotating body in a non-contact manner; a control unit including a CPU that controls the magnetic bearing based on a signal from the position sensor; A control device for a magnetic bearing device, comprising: an information processing unit installed at a position; and a communication unit for transmitting information between the information processing unit and the control unit.
を内蔵する1チップマイクロコンピュータの中に含まれ
ていることを特徴とする、請求項1に記載の磁気軸受装
置の制御装置。2. The CPU of the control means is a RAM and a ROM.
The control device for a magnetic bearing device according to claim 1, wherein the control device is included in a one-chip microcomputer having a built-in microcomputer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10323495A JP2000145775A (en) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | Controller for magnetic bearing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10323495A JP2000145775A (en) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | Controller for magnetic bearing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000145775A true JP2000145775A (en) | 2000-05-26 |
Family
ID=18155334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10323495A Pending JP2000145775A (en) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | Controller for magnetic bearing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000145775A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140303779A1 (en) * | 2013-04-05 | 2014-10-09 | Solar Turbines Incorporated | Control system for magnetic bearings in a centrifugal gas compressor |
CN112737225A (en) * | 2020-12-28 | 2021-04-30 | 联创汽车电子有限公司 | Motor drive control structure |
-
1998
- 1998-11-13 JP JP10323495A patent/JP2000145775A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140303779A1 (en) * | 2013-04-05 | 2014-10-09 | Solar Turbines Incorporated | Control system for magnetic bearings in a centrifugal gas compressor |
CN112737225A (en) * | 2020-12-28 | 2021-04-30 | 联创汽车电子有限公司 | Motor drive control structure |
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