磁轴承装置和流体机械系统的制作方法

文档序号:17931012发布日期:2019-06-15 00:51阅读:126来源:国知局
磁轴承装置和流体机械系统的制作方法

本公开涉及一种磁轴承装置和包括该磁轴承装置的流体机械系统。



背景技术:

迄今为止,已知一种磁轴承,其构成为利用多个电磁铁的合成电磁力非接触地支承旋转轴等被支承体。例如,在专利文献1中,公开了包括这种磁轴承的磁轴承装置。专利文献1中的磁轴承装置构成为:利用位置检测传感器检测对象物(被支承体)的位置,将该检测信号(位置检测传感器的输出)作为反馈信号输入到控制电路中,控制电磁铁的电磁力来将对象物保持在规定位置上。如上所述,专利文献1的磁轴承装置根据位置检测传感器的输出控制对象物的位置。

在专利文献1的图4中公开了一种位置传感器的结构,该位置传感器抑制由于温度变化引起的传感器输出的漂移(由于温度变化而产生的传感器的输入输出特性的变化,即温度漂移)。在该结构中,将两个位置检测部布置成夹着测量对象物相互对置,将两个位置检测部的输出经由两个传感器控制器输入到差动放大电路中并让差动放大电路进行计算,从而抑制位置传感器的温度漂移。

专利文献1:日本公开实用新型公报实开平4-40308号公报



技术实现要素:

-发明要解决的技术问题-

然而,在专利文献1的图4中公开的结构中,两个位置检测部的温度漂移(由于温度变化而产生的输入输出特性的变化)并不一定相等。在两个位置检测部的温度漂移不等的情况下,在差动放大电路中不能使两个位置检测部的温度漂移相抵消。其结果是,取决于位置检测部的温度漂移的信号分量会残留在差动放大电路的输出信号中,导致根据该差动放大电路的输出信号进行的磁悬浮控制(为了利用磁轴承的电磁铁的合成电磁力非接触地支承被支承体的控制)产生误差。因此,专利文献1的图4中公开的结构难以减小由位置传感器的温度漂移引起的磁悬浮控制的误差。

因此,本公开的目的在于:提供一种磁轴承装置,其能够减小由位置传感器的温度漂移引起的磁悬浮控制的误差。

-用以解决技术问题的技术方案-

本公开的第一方面涉及一种磁轴承装置,其包括:磁轴承20,其具有多个电磁铁51、52,并且构成为利用该多个电磁铁51、52的合成电磁力f非接触地支承被支承体;位置传感器30,其构成为输出具有下述信号电平的检测信号,该信号电平对应于所述被支承体的在预先设定好的位置检测方向上的位置;以及控制部40,其具有第一模式和第二模式,并且获取参照值r,该参照值r与随着所述位置传感器30周围的温度变化而产生的该位置传感器30的输入输出特性的变化相关,在所述第一模式下,所述控制部40进行移动控制工作和信息获取工作,在所述移动控制工作中,所述控制部40控制所述多个电磁铁51、52的合成电磁力f,使得所述被支承体在所述位置检测方向上的预先设定好的移动范围内移动,在所述信息获取工作中,所述控制部40基于所述参照值r与在该移动控制工作中的位置传感器30的输入输出特性获取温度漂移相关信息,该温度漂移相关信息是表示该参照值r与该位置传感器30的输入输出特性之间的相关性的,在所述第二模式下,所述控制部40进行磁悬浮控制工作和温度补偿工作,在所述磁悬浮控制工作中,所述控制部40根据所述位置传感器30的检测信号的信号电平,控制所述多个电磁铁51、52的合成电磁力f,在所述温度补偿工作中,所述控制部40基于所述温度漂移相关信息和该磁悬浮控制工作中的所述参照值r补偿该磁悬浮控制工作中的该位置传感器30的输入输出特性。

在上述第一方面中,通过在第一模式下进行移动控制工作和信息获取工作,能够将实际设备中的位置传感器30的输入输出特性(实际安装在磁轴承装置上的位置传感器30固有的输入输出特性)与参照值r建立对应关系并获取该输入输出特性。由此,能够获取温度漂移相关信息,该温度漂移相关信息表示实际设备中的位置传感器30的输入输出特性与参照值r之间的相关性。而且,通过在第二模式下进行磁悬浮控制工作和温度补偿工作,能够做到:基于温度漂移相关信息,准确地补偿在磁悬浮控制工作中的位置传感器30的输入输出特性,其中,该温度漂移相关信息表示实际设备中的位置传感器30的输入输出特性与参照值r之间的相关性。

本公开的第二方面的磁轴承装置是这样的,在上述第一方面的磁轴承装置的基础上,所述磁轴承装置还包括触底轴承6,所述触底轴承6构成为:该触底轴承6与在被所述多个电磁铁51、52夹着的空间中朝向所述磁轴承20移动的所述被支承体接触,而避免该被支承体与该磁轴承20接触,在所述第一模式下,所述控制部40进行所述移动控制工作,使所述被支承体从在所述位置检测方向上的可移动范围的一端朝着另一端移动,其中,该可移动范围被所述触底轴承6限制。

在上述第二方面中,能够利用触底轴承(touchdownbearing)6来限制被支承体的在位置检测方向上的可移动范围。需要说明的是,为了准确地推测位置传感器30的输入输出特性,优选,移动控制工作中的被支承体的在位置检测方向上的可移动范围被限制在预先设定好的范围内。因此,通过利用触底轴承6来限制被支承体的在位置检测方向上的可移动范围,能够准确地推测实际设备中的位置传感器30的输入输出特性。由此,能够获取准确地表示实际设备中的位置传感器30的输入输出特性与参照值r之间的相关性的温度漂移相关信息,因而能够基于温度漂移相关信息进一步准确地补偿磁悬浮控制工作中的位置传感器30的输入输出特性。

本公开的第三方面的磁轴承装置是这样的,在上述第二方面的磁轴承装置的基础上,所述被支承体形成为圆柱状,所述多个电磁铁51、52包括夹着所述被支承体在该被支承体的径向上相互对置的第一电磁铁51和第二电磁铁52、以及夹着该被支承体在该被支承体的径向上相互对置的第三电磁铁53和第四电磁铁54,所述第三电磁铁53和所述第四电磁铁54的对置方向与所述第一电磁铁51和所述第二电磁铁52的对置方向交叉,所述位置传感器30的位置检测方向相当于所述第一电磁铁51和所述第二电磁铁52的对置方向,所述触底轴承6由供所述被支承体插入的径向触底轴承7构成,所述径向触底轴承7构成为:通过该径向触底轴承7的内周面与沿该径向触底轴承7的径向移动的所述被支承体接触,而避免该被支承体与所述磁轴承20接触,在所述第一模式下,所述控制部40进行所述移动控制工作,使所述被支承体一边与所述径向触底轴承7的内周面接触,一边沿着该径向触底轴承7的圆周方向移动。

在上述第三方面中,因为能够利用径向触底轴承7的内周面来限制被支承体的在位置检测方向上的可移动范围,所以能够准确地推测实际设备中的位置传感器30的输入输出特性。由此,能够获取准确地表示实际设备中的位置传感器30的输入输出特性与参照值r之间的相关性的温度漂移相关信息,因而能够基于温度漂移相关信息进一步准确地补偿磁悬浮控制工作中的位置传感器30的输入输出特性。

本公开的第四方面的磁轴承装置是这样的,在上述第二方面的磁轴承装置的基础上,所述被支承体形成为圆盘状,所述多个电磁铁51、52包括在所述被支承体的轴向上相互对置的第一电磁铁51和第二电磁铁52,所述位置传感器30的位置检测方向相当于所述第一电磁铁51和所述第二电磁铁52的对置方向,所述触底轴承6由夹着所述被支承体在该被支承体的轴向上相互对置的第一推力触底轴承8和第二推力触底轴承8构成,所述第一推力触底轴承8和所述第二推力触底轴承8构成为:通过所述第一推力触底轴承8和所述第二推力触底轴承8各自的对置面与沿该第一推力触底轴承8和该第二推力触底轴承8的对置方向移动的所述被支承体接触,而避免该被支承体与所述磁轴承20接触,在所述第一模式下,所述控制部40进行所述移动控制工作,使所述被支承体从所述第一推力触底轴承8和所述第二推力触底轴承8中的一个推力触底轴承8的对置面朝着另一个推力触底轴承8的对置面移动。

在上述第四方面中,因为能够利用相互对置的第一推力触底轴承8和第二推力触底轴承8来限制被支承体的在位置检测方向上的可移动范围,所以能够准确地推测实际设备中的位置传感器30的输入输出特性。由此,能够获取准确地表示实际设备中的位置传感器30的输入输出特性与参照值r之间的相关性的温度漂移相关信息,因而能够基于温度漂移相关信息进一步准确地补偿磁悬浮控制工作中的位置传感器30的输入输出特性。

本公开的第五方面的流体机械系统包括:上述第一~第四方面中任一方面所述的磁轴承装置;流体机械3;旋转电机4;以及连结所述流体机械3与所述旋转电机4的旋转轴5,所述磁轴承装置构成为:利用所述多个电磁铁51、52的合成电磁力f,非接触地支承所述旋转轴5的被支承部。

在上述第五方面中,在磁轴承装置中能够减小由位置传感器30的温度漂移引起的磁悬浮控制的误差。

-发明的效果-

根据本公开的第一方面,因为能够基于温度漂移相关信息准确地补偿磁悬浮控制工作中的位置传感器30的输入输出特性,所以能够减小由位置传感器30的温度漂移引起的磁悬浮控制的误差,其中,该温度漂移相关信息表示实际设备中的位置传感器30的输入输出特性与参照值r之间的相关性。

根据本公开的第二、第三、第四方面,因为能够基于温度漂移相关信息进一步准确地补偿磁悬浮控制工作中的位置传感器30的输入输出特性,所以能够进一步减小由位置传感器30的温度漂移引起的磁悬浮控制的误差,其中,该温度漂移相关信息准确地表示实际设备中的位置传感器30的输入输出特性与参照值r之间的相关性。

根据本公开的第五方面,在磁轴承装置中能够减小由位置传感器30的温度漂移引起的磁悬浮控制的误差,因而能够提高流体机械系统的运转效率。

附图说明

图1是示出实施方式所涉及的空调装置的结构例的管道系统图。

图2是示出实施方式所涉及的压缩机的结构例的纵向剖视图。

图3是示出径向磁轴承的结构例的横向剖视图。

图4是示出径向磁轴承的结构例的纵向剖视图。

图5是示出推力磁轴承的结构例的横向剖视图。

图6是示出推力磁轴承的结构例的纵向剖视图。

图7是示出位置传感器的输入输出特性的一例的曲线图。

图8是示出温度漂移表的一例的图,其示出制冷剂温度与漂移量的对应关系。

图9是示出局部控制部的结构例的方框图。

图10是用于说明径向控制部进行的移动控制工作的局部横向剖视图。

图11是用于说明推力控制部进行的移动控制工作的局部纵向剖视图。

图12是示出位置传感器的输入输出特性的另一例的曲线图。

图13是示出温度漂移表的另一例的图,其示出制冷剂温度与漂移量的对应关系。

具体实施方式

下面,参照附图对实施方式进行详细说明。需要说明的是,对于附图中的相同或相应的部分赋予相同的符号,并且省略对此进行重复性说明。

(空调装置)

图1示出实施方式所涉及的空调装置100的结构例。该空调装置100包括制冷剂回路110、电动机冷却装置150和电动机控制装置160。

制冷剂回路110具有压缩机1、冷凝器120、膨胀阀130和蒸发器140,并且构成为制冷剂循环而进行制冷循环。例如,冷凝器120和蒸发器140由交叉翅片(crossfin)型热交换器构成,膨胀阀130由电动阀构成。此外,在制冷剂回路110中设置有制冷剂压力传感器和制冷剂温度传感器等各种传感器(省略图示)。

压缩机1包括驱动压缩机构的电动机4。此外,压缩机1构成为冷凝器120中的部分制冷剂在电动机4的内部流动从而冷却电动机4。在本示例中,在电动机4中形成有制冷剂流路,该制冷剂流路的一端经由第一管道与冷凝器120连接,该制冷剂流路的另一端经由第二管道与蒸发器140连接。此外,在第一管道上设置有构成为可开度调节的电动阀150a,在第二管道上设置有构成为检测第二管道中的制冷剂温度(即,冷却电动机4后的制冷剂的温度)的制冷剂温度传感器150b。电动机冷却装置150构成为:通过根据制冷剂温度传感器150b的检测值调节电动阀150a的开度来控制电动机4中的制冷剂的流量。通过这种控制,能够将电动机4的温度保持在规定的温度范围内。

电动机控制装置160构成为向电动机4供应电力。而且,电动机控制装置160构成为:通过控制向电动机4供应的电力,控制电动机4的启停及其转速。在本示例中,电动机控制装置160具有控制基板160a,在控制基板160a上安装有转换器电路、逆变器电路、电动机控制部等(都省略图示)。电动机控制部由cpu等运算电路、存储器等构成,该电动机控制部构成为:获取电动机4的转速、电动机4的电流值等信息,并基于所获取的信息控制逆变器电路的开关动作。因此,能够从电动机控制部获取电动机4的转速、电动机4的电流值等信息。此外,为了保护逆变器电路的开关元件等电路元件免受热的影响,在控制基板160a上设置有基板温度传感器(省略图示)。而且,电动机控制部获取基板温度传感器的检测值,并基于所获取的检测值控制逆变器电路的开关动作。因此,能够从电动机控制部获取基板温度传感器的检测值(即,控制基板160a的温度)。

(压缩机)

图2示出在图1中示出的压缩机1的结构例。压缩机1是流体机械系统的一例。在本示例中,压缩机1构成涡轮压缩机,并包括壳体2、压缩机构3、电动机4、旋转轴5和磁轴承装置10。

〔壳体〕

壳体2形成为两端封闭的圆筒状,并且布置成圆筒轴线沿着水平方向。壳体2内部的空间被壁部2a划分,壁部2a右侧的空间构成收纳压缩机构3的压缩机构室s1,壁部2a左侧的空间构成收纳电动机4的电动机室s2。而且,由在机壳2的内部沿轴向延伸的旋转轴5连结压缩机构3和电动机4。

〔压缩机构(流体机械)〕

压缩机构3构成为将电动机4的旋转能量转换为流体能量以压缩流体(在本示例中为制冷剂)。在本示例中,压缩机构3由叶轮3a构成。叶轮3a具有多个叶片,该叶轮3a的外形呈大致圆锥形状,该叶轮3a固定在旋转轴5的一端。需要说明的是,压缩机构3是流体机械的一例,该流体机械构成为将流体能量转换为旋转能量,或者将旋转能量转换为流体能量。

〔电动机(旋转电机)〕

电动机4构成为将电能转换为旋转能量以驱动旋转轴5旋转。在本示例中,电动机4具有定子4a和转子4b。定子4a形成为圆筒状,并固定在壳体2的内部。转子4b形成为圆柱状,并可旋转地插入定子4a的内部。此外,在转子4b的中心部分形成有轴孔,旋转轴5插入并固定在该轴孔中。需要说明的是,电动机4是旋转电机的一例,该旋转电机构成为将电能转换为旋转能量,或者将旋转能量转换为电能。

〔磁轴承装置〕

磁轴承装置10包括一个或多个(在本示例中为三个)磁轴承20、一个或多个(在本示例中为五个)位置传感器30、一个或多个(在本示例中为四个)触底轴承6和控制部40。

<磁轴承>

磁轴承20具有多个电磁铁(例如,第一电磁铁51、第二电磁铁52),并构成为利用多个电磁铁的合成电磁力f非接触地支承被支承体(在本示例中为旋转轴5的被支承部)。具体而言,磁轴承20具有夹着被支承体相互对置的电磁铁对(例如,由第一电磁铁51、第二电磁铁52构成的组),并构成为利用电磁铁对的合成电磁力f非接触地支承被支承体。磁轴承20通过控制在该电磁铁对中流动的电流对(例如,由在第一电磁铁51中流动的第一电流i1和在第二电磁铁52中流动的第二电流i2构成的组),控制该电磁铁对的合成电磁力f,从而能够控制在该电磁铁对的对置方向上的被支承体的位置。

在本示例中,两个径向磁轴承21和一个推力磁轴承22构成三个磁轴承20。需要说明的是,在以下说明中,将两个径向磁轴承21中的一个径向磁轴承21记作“第一径向磁轴承21”,而将另一个径向磁轴承21记作“第二径向磁轴承21”。

(径向磁轴承)

如图3和图4所示,径向磁轴承21具有第一电磁铁51~第四电磁铁54,并构成异极型径向磁轴承。第一电磁铁51和第二电磁铁52夹着旋转轴5的被支承部(轴部)相互对置,利用第一电磁铁51和第二电磁铁52的合成电磁力f来非接触地支承旋转轴5的被支承部。第三电磁铁53和第四电磁铁54夹着旋转轴5的被支承部(轴部)相互对置,利用第三电磁铁53和第四电磁铁54的合成电磁力f来非接触地支承旋转轴5的被支承部。需要说明的是,当俯视时,第三电磁铁53和第四电磁铁54的对置方向(在图3中为向右下降的方向)与第一电磁铁51和第二电磁铁52的对置方向(在图3中为向右上升的方向)正交。

具体而言,在本示例中,径向磁轴承21包括磁轴承芯61和八个线圈65。例如将多张电磁钢板层叠起来即构成磁轴承芯61,磁轴承芯61具有背轭62和八个齿63。背轭62形成为圆筒状。八个齿63沿背轭62的内周面排列在周向上,八个齿63彼此间留有规定的间隔(在本示例中,间隔为45°),八个齿63分别从背轭62的内周面朝着径向内侧突出,并且八个齿63各自的内周面(突端面)与旋转轴5的被支承部的外周面之间留有规定的间隙,相互对置。

八个线圈65分别卷绕在磁轴承芯61的八个齿63上。由此,在本示例中,构成有八个电磁铁部(第一电磁铁部71~第八电磁铁部78)。具体而言,沿着图3中的顺时针方向依次排列有第一电磁铁部71、第二电磁铁部72、第七电磁铁部77、第八电磁铁部78、第三电磁铁部73、第四电磁铁部74、第五电磁铁部75、第六电磁铁部76。

就第一电磁铁部71和第二电磁铁部72而言,各个线圈65串联连接而构成第一电磁铁51。就第三电磁铁部73和第四电磁铁部74而言,各个线圈65串联连接而构成第二电磁铁52。向第一电磁铁51的线圈(即,第一电磁铁部71和第二电磁铁部72的线圈65)供给第一电流i1,向第二电磁铁52的线圈(即,第三电磁铁部73和第四电磁铁部74的线圈65)供给第二电流i2。而且,通过控制在第一电磁铁51中流动的第一电流i1和在第二电磁铁52中流动的第二电流i2,控制第一电磁铁51和第二电磁铁52的合成电磁力f,从而能够控制旋转轴5的被支承部(轴部)的在第一电磁铁51和第二电磁铁52的对置方向(即为径向,在图3中为向右上升的方向)上的位置。

就第五电磁铁部75和第六电磁铁部76而言,各个线圈65串联连接而构成第三电磁铁53。就第七电磁铁部77和第八电磁铁部78而言,各个线圈65串联连接而构成第四电磁铁54。向第三电磁铁53的线圈(即,第五电磁铁部75和第六电磁铁部76的线圈65)供给第三电流i3,向第四电磁铁54的线圈(即,第七电磁铁部77和第八电磁铁部78的线圈65)供给第四电流i4。而且,通过控制在第三电磁铁53中流动的第三电流i3和在第四电磁铁54中流动的第四电流i4,控制第三电磁铁53和第四电磁铁54的合成电磁力f,从而能够控制旋转轴5的被支承部(轴部)的在第三电磁铁53和第四电磁铁54的对置方向(即为与第一电磁铁51和第二电磁铁52的对置方向正交的径向,在图3中为向右下降的方向)上的位置。

需要说明的是,设定线圈65的卷绕方向和在线圈65中流动的电流的方向,保证在第一电磁铁51~第四电磁铁54中分别产生吸引力(即,作用于吸引旋转轴5的被支承部(轴部)的方向上的电磁力)。具体而言,设定线圈65的卷绕方向和在线圈65中流动的电流的方向,保证在图3所示的箭头方向上产生磁通。

(推力磁轴承)

如图5和图6所示,推力磁轴承22具有第一电磁铁51和第二电磁铁52。在本示例中,旋转轴5的另一端部(与固定有叶轮3a的一端部相反一侧的端部)形成为直径大于主体部,且在该另一端部设置有朝着径向外侧突出的圆盘部。而且,第一电磁铁51和第二电磁铁52夹着旋转轴5的被支承部(圆盘部)相互对置,利用第一电磁铁51和第二电磁铁52的合成电磁力f来非接触地支承旋转轴5的被支承部。

具体而言,在本示例中,推力磁轴承22包括两个磁轴承芯61和两个线圈65。两个磁轴承芯61分别形成为圆环状,两个磁轴承芯61被布置在旋转轴5的被支承部(圆盘部)的轴向两侧,且两个磁轴承芯61分别与旋转轴5的被支撑部(圆盘部)之间保持有规定的间隙。此外,在磁轴承芯61的对置面上绕整个一周形成有圆周槽。两个线圈65分别被收纳于两个磁轴承芯61的圆周槽中。由此,在本示例中,构成两个电磁铁(第一电磁铁51和第二电磁铁52)。向第一电磁铁51的线圈65供给第一电流i1,向第二电磁铁52的线圈65供给第二电流i2。而且,通过控制在第一电磁铁51中流动的第一电流i1和在第二电磁铁52中流动的第二电流i2,控制第一电磁铁51和第二电磁铁52的合成电磁力f,从而能够控制旋转轴5的被支承部(圆盘部)的在第一电磁铁51和第二电磁铁52的对置方向(即为轴向,在图6中为左右方向)上的位置。

需要说明的是,设定线圈65的卷绕方向和在线圈65中流动的电流方向,保证在第一电磁铁51和第二电磁铁52中分别产生吸引力(即,作用在沿吸引旋转轴5的被支承部(圆盘部)的方向上的电磁力)。具体而言,设定线圈65的卷绕方向和在线圈65中流动的电流的方向,保证在图6所示的箭头方向上产生磁通。

<位置传感器>

如图2所示,位置传感器30构成为输出具有下述信号电平的检测信号,该信号电平对应于被支承体(在本示例中为旋转轴5的被支承部)的在预先设定好的位置检测方向(成为位置检测的对象的方向)上的位置。在本示例中,位置传感器30对应于夹着被支承体相互对置的电磁铁对(例如,由第一电磁铁51和第二电磁铁52构成的组),并且将该电磁铁对的对置方向作为位置检测方向。需要说明的是,位置传感器30也可以例如由涡流式位移传感器构成。

在本示例中,四个径向位置传感器31和一个推力位置传感器32构成五个位置传感器30。

(径向位置传感器)

四个径向位置传感器31由下述径向位置传感器构成,即:与第一径向磁轴承21的由第一电磁铁51和第二电磁铁52构成的组对应的径向位置传感器(以下记作第一径向位置传感器31);与第一径向磁轴承21的由第三电磁铁53和第四电磁铁54构成的组对应的径向位置传感器(以下记作第二径向位置传感器31);与第二径向磁轴承21的由第一电磁铁51和第二电磁铁52构成的组对应的径向位置传感器(以下记作第三径向位置传感器31);以及与第二径向磁轴承21的由第三电磁铁53和第四电磁铁54构成的组对应的径向位置传感器(以下记作第四径向位置传感器31)。

第一径向位置传感器31和第三径向位置传感器31将第一电磁铁51和第二电磁铁52的对置方向(即为径向,在图3中为向右上升的方向)作为位置检测方向。第二径向位置传感器31和第四径向位置传感器31将第三电磁铁53和第四电磁铁54的对置方向(即为与第一电磁铁51和第二电磁铁52的对置方向正交的径向,在图3中为向右下降的方向)作为位置检测方向。

(推力位置传感器)

推力位置传感器32对应于推力磁轴承22的由第一电磁铁51和第二电磁铁52构成的组,并将第一电磁铁51和第二电磁铁52的对置方向(即为轴向,在图6中为左右方向)作为位置检测方向。

<触底轴承>

触底轴承6构成为:通过与在被多个电磁铁(例如,第一电磁铁51和第二电磁铁52)夹着的空间中朝向磁轴承20移动的被支承体(在本示例中为旋转轴5的被支承部)接触,而避免被支承体与磁轴承20接触。

在本示例中,两个径向触底轴承7和两个推力触底轴承8构成四个触底轴承6。在以下说明中,将两个径向触底轴承7中的一个径向触底轴承7记作“第一径向触底轴承7”,将另一个径向触底轴承7记作“第二径向触底轴承7”,将两个推力触底轴承8中的一个推力触底轴承8记作“第一推力触底轴承8”,将另一个推力触底轴承8记作“第二推力触底轴承8”。

(径向触底轴承)

第一径向触底轴承7对应于第一径向磁轴承21并且布置在第一径向磁轴承21的附近(在本示例中为轴向外侧),第二径向触底轴承7对应于第二径向磁轴承21并且布置在第二径向磁轴承21的附近(在本示例中为轴向外侧)。

径向触底轴承7形成为圆筒状,形成为轴状的被支承体(在本示例中为旋转轴5的轴部)插入该径向触底轴承7。而且,径向触底轴承7构成为:通过使该径向触底轴承7的内周面与沿该径向触底轴承7的径向移动的被支承体(在本示例中为旋转轴5的轴部)接触,而避免被支承体与径向磁轴承21接触。具体而言,径向触底轴承7的内径小于径向磁轴承21的内径。

通过如上所述的结构,被支承体的在位置检测方向(具体而言,径向位置传感器31的位置检测方向)上的可移动范围被径向触底轴承(具体而言,径向触底轴承7的内周面)限制。

(推力触底轴承)

第一、第二推力触底轴承8分别形成为圆环状,第一、第二推力触底轴承8设置为夹着被支承体(在本示例中为旋转轴5的另一端部即大径部)在被支承体的轴向上相互对置。而且,第一、第二推力触底轴承8构成为:通过使所述第一、第二推力触底轴承8各自的对置面与沿第一、第二推力触底轴承8的对置方向移动的被支承体(在本示例中为旋转轴5的另一端部即大径部)接触,而避免被支承体与推力磁轴承22接触。

具体而言,第一推力触底轴承8对应于推力磁轴承22的第一电磁铁51,第二推力触底轴承8对应于推力磁轴承22的第二电磁铁52。而且,设定旋转轴5的大径部和圆盘部的形状、推力磁轴承22的第一电磁铁51和第二电磁铁52的布置方式、以及第一、第二推力触底轴承8的布置方式,以便第一推力触底轴承8与旋转轴5的大径部之间的间隙比推力磁轴承22的第一电磁铁51与旋转轴5的圆盘部之间的间隙窄,并且第二推力触底轴承8与旋转轴的大径部之间的间隙比推力磁轴承22的第二电磁铁52与旋转轴5的圆盘部之间的间隙窄。

通过如上所述的结构,被支承体的在位置检测方向(具体而言,推力位置传感器32的位置检测方向)上的可移动范围被相互对置的第一、第二推力触底轴承8限制。

<控制器>

控制部40构成为:控制一个或多个磁轴承20,以便非接触地支承被支承体(在本示例中为旋转轴5的被支承部)。详细而言,控制部40构成为:对一个或多个磁轴承20的电磁铁对(在本示例中为五个电磁铁对)中的每个电磁铁对进行控制。

在本示例中,控制部40具有第一模式和第二模式,并且构成为获取参照值r,该参照值r与随着位置传感器30周围的温度变化而产生的位置传感器30的输入输出特性的变化相关。需要说明的是,在下文中对位置传感器30的输入输出特性和参照值r进行详细的说明。

控制部40构成为在第一模式下进行移动控制工作和信息获取工作。在移动控制工作中,控制部40控制多个电磁铁(例如,第一电磁铁51和第二电磁铁52)的合成电磁力f,使被支承体在位置检测方向(成为位置传感器30的位置检测对象的方向)上移动。在本示例中,在第一模式下,控制部40进行移动控制工作,使被支承体从在位置检测方向上的可移动范围的一端朝着另一端移动,其中,该可移动范围被触底轴承6限制。在信息获取工作中,控制部40基于参照值r和在移动控制工作中的位置传感器30的输入输出特性获取温度漂移相关信息,该温度漂移相关信息是表示参照值r与位置传感器30的输入输出特性之间的相关性(具体而言是由于参照值r变化而产生的位置传感器30的输入输出特性的变化)的。需要说明的是,在移动控制工作中的位置传感器30的输入输出特性能够根据下述两个极限值来推测,所述极限值是:在移动控制工作中的被支承体的在位置检测方向上的移动范围的极限值(最大值、最小值);以及在移动控制工作中的位置传感器30的检测信号的信号电平的变化范围的极限值(最大值、最小值)。此外,在下文中对温度漂移相关信息进行详细的说明。

控制部40还构成为在第二模式下进行磁悬浮控制工作和温度补偿工作。在磁悬浮控制工作中,控制部40根据位置传感器30的检测信号的信号电平控制多个电磁铁(例如,第一电磁铁51和第二电磁铁52)的合成电磁力f。在温度补偿工作中,控制部40基于温度漂移相关信息和磁悬浮控制工作中的参照值r补偿位置传感器30的输入输出特性,以便在磁悬浮控制工作中的被支承体的位置检测方向上的位置偏差与多个电磁铁的合成电磁力f之间的相关性变成预先设定好的相关性。具体而言,在温度补偿工作中,控制部40基于温度漂移相关信息和磁悬浮控制工作中的参照值r补偿位置传感器30的输入输出特性,以便磁悬浮控制工作中的控制特性(即,由于被支承体的位置检测方向上的位置偏差的变化而产生的合成电磁力f的变化)变成预先设定好的控制特性(例如,在参照值r为预先设定好的值时的控制特性)。需要说明的是,被支承体的位置检测方向上的位置偏差是被支承体的位置检测方向上的位置与预先设定好的目标值之间的差值。

<位置传感器的输入输出特性>

下面,参照图7对位置传感器30的输入输出特性进行说明。图7是曲线图,纵轴表示以位置传感器30为基准的被支承体的位置(位移量δ),横轴表示位置传感器30的检测信号的信号电平(电压值v)。如图7中的实线所示,在本示例中,位置传感器30的输入输出特性(即,以位置传感器30为基准的被支承体的位置与位置传感器30的检测信号的信号电平之间的关系)是线性的。以下,将表示位置传感器30的输入输出特性的直线(在纵轴表示以位置传感器30为基准的被支承体的位置,并且横轴表示位置传感器30的检测信号的信号电平这样的曲线图中描绘出的直线)记作“输入输出特性直线”。

位置传感器30的输入输出特性有根据位置传感器30周围的温度变化而变化的倾向。也就是说,位置传感器30的检测信号包括位置传感器30的温度漂移(由于温度变化而产生的输入输出特性的变化)的分量。在本示例中,如图7中的虚线所示,位置传感器30的输入输出特性直线的截距值根据位置传感器30周围的温度变化而变化。需要说明的是,在图7的示例中,位置传感器30的输入输出特性直线的斜率没有变化。

<参照值>

接着,对参照值r进行说明。参照值r是参数值,其与随着位置传感器30周围的温度变化而产生的位置传感器30的输入输出特性的变化相关。需要说明的是,位置传感器30周围的温度有由于各种因素而变化的倾向。例如,图1所示的空调装置100有如下倾向,即:当用于冷却电动机4的制冷剂的温度发生变化时,位置传感器30周围的温度变化而位置传感器30的输入输出特性产生变化。在这种示例中,能够将用于冷却电动机4的制冷剂的温度(例如,制冷剂温度传感器150b的检测值)用作参照值r。

除了上述示例之外,还可以将用于对磁轴承装置10的外围装置(例如,电动机4、使用电动机4的压缩机1、使用压缩机1的空调装置100等)进行控制的参数值用作参照值r。此外,也可以将构成为检测位置传感器30周围的温度的温度传感器(省略图示)的检测值用作参照值r。在下文中对参照值r的具体示例进行详细的说明。

<温度漂移相关信息>

接着,参照图8对温度漂移相关信息进行说明。温度漂移相关信息表示移动控制工作中的参照值r与位置传感器30的输入输出特性之间的相关性(具体而言是由于参照值r变化而产生的位置传感器30的输入输出特性的变化)。在图8的示例中,温度漂移相关信息构成温度漂移表(对应表),在该温度漂移表中,参照值r与位置传感器30的输入输出特性建立了对应关系。详细而言,在图8所示的温度漂移表(温度漂移相关信息的一例)中,作为参照值r的一例的制冷剂温度与作为位置传感器30的输入输出特性的一例的漂移量建立对应关系。需要说明的是,制冷剂温度相当于图1中所示的制冷剂温度传感器150b的检测值(冷却电动机4后的制冷剂的温度)。与制冷剂温度(参照值r)的每个值建立了对应关系的漂移量表示下述差分值,该差分值能够通过下述计算而获得,该计算为:从当制冷剂温度表示与该漂移量对应的值(例如45℃)时的位置传感器30的输入输出特性所对应的输入输出特性直线的截距值减去当参照值r表示预先设定好的基准值(在本示例中为23℃)时的位置传感器30的输入输出特性所对应的输入输出特性直线的截距值。

<控制器的结构>

在本示例中,如图2所示,控制部40包括与一个或多个电磁铁对相对应的一个或多个(在本示例中为五个)局部控制部41、以及一个模式控制部42。局部控制部41具有第一模式和第二模式。

(模式控制部)

模式控制部42构成为控制局部控制部41的工作模式。在本示例中,模式控制部42构成为:根据从外围装置(例如,电动机控制装置160)向控制部40的磁悬浮控制请求是否存在以及参照值r的变化幅度(在预设时间内的变化幅度)控制局部控制部41的工作模式。具体而言,当没有磁悬浮控制请求且参照值r的变化幅度小于预先设定好的变化幅度阈值时,模式控制部42将局部控制部41的工作模式设定为第一模式;当没有磁悬浮控制请求且参照值r的变化幅度不小于变化幅度阈值时,模式控制部42使局部控制部41停止工作;当有磁悬浮控制请求时,模式控制部42将局部控制部41的工作模式设定为第二模式。通过进行上述控制,能够在参照值r稳定的状态(参照值r的变化相对较小的状态)下进行第一模式的工作,因此能够准确地获取温度漂移相关信息。

需要说明的是,模式控制部42也可以构成为:在没有磁悬浮控制请求的情况下,当参照值r的变化幅度小于变化幅度阈值,并且当前的参照值r与上一次的第一模式下的参照值r之间的差值超过预先设定好的差值阈值时,模式控制部42将局部控制部41的工作模式设定为第一模式,否则(在参照值r的变化幅度不小于变化幅度阈值时,或者在当前的参照值r与上一次的第一模式下的参照值r之间的差值不超过差值阈值时),使局部控制部41停止工作。通过进行上述控制,能够防止对于同一参照值r反复进行第一模式的工作,从而能够有效地进行第一模式的工作。

或者,模式控制部42也可以构成为:在没有磁悬浮控制请求的情况下,当参照值r的变化幅度小于变化幅度阈值,并且当前的参照值r包括在预先设定好的测量对象范围内时,模式控制部42将局部控制部41的工作模式设定为第一模式,否则(在参照值r的变化幅度不小于变化幅度阈值时,或者在当前的参照值r不包括在测量对象范围内时),使局部控制部41停止工作。通过进行上述控制,对于能够作为温度漂移相关信息进行有效利用的参照值r,能够进行第一模式的工作,因此能够有效地进行第一模式的工作。

或者,模式控制部42也可以构成为:在没有磁悬浮控制请求的情况下,当参照值r的变化幅度小于变化幅度阈值,并且当前的参照值r与上一次的第一模式下的参照值r之间的差值超过差值阈值,并且当前的参照值r包括在测量对象范围内时,模式控制部42将局部控制部41的工作模式设定为第一模式,否则(在参照值r的变化幅度不小于变化幅度阈值时,或者在当前的参照值r与上一次的第一模式下的参照值r之间的差值不超过差值阈值时,或者在当前的参照值r不包括在测量对象范围内时),使局部控制部41停止工作。

(局部控制部)

在本示例中,四个径向控制部401和一个推力控制部402构成五个局部控制部41。四个径向控制部401由下述径向控制部构成,即:与第一径向磁轴承21的由第一电磁铁51和第二电磁铁52构成的组以及第一径向位置传感器31对应的径向控制部(以下记作第一径向控制部401);与第一径向磁轴承21的由第三电磁铁53和第四电磁铁54构成的组以及第二径向位置传感器31对应的径向控制部(以下记作第二径向控制部401);与第二径向磁轴承21的由第一电磁铁51和第二电磁铁52构成的组以及第三径向位置传感器31对应的径向控制部(以下记作第三径向控制部401);与第二径向磁轴承21的由第三电磁铁53和第四电磁铁54构成的组以及第四径向位置传感器31对应的径向控制部(以下记作第四径向控制部401)。推力控制部402与推力磁轴承22的由第一电磁铁51和第二电磁铁52构成的组以及推力位置传感器32对应。

(局部控制部的详细情况)

图9示出局部控制部41的结构例。局部控制部41包括:信息存储部410、温度补偿部411、磁悬浮控制部412、电流控制部413、校正控制部414、第一切换部sw1、第二切换部sw2以及第三切换部sw3。

信息存储部410存储温度漂移相关信息,该温度漂移相关信息表示参照值r与位置传感器30的输入输出特性之间的相关性。在本示例中,信息存储部410存储图8中所示的温度漂移表(温度漂移相关信息的一例)。在图8所示的温度漂移表中,作为参照值r的一例的制冷剂温度(具体而言,制冷剂温度传感器150b的检测值)与作为位置传感器30的输入输出特性的一例的漂移量(具体而言,与位置传感器30的输入输出特性直线的截距值相关的差分值)建立对应关系。

第一切换部sw1构成为能够在第一状态(在图9中用虚线所示的状态)与第二状态(在图9中用实线所示的状态)之间进行切换,在该第一状态下向校正控制部414供给位置传感器30的检测信号,在该第二状态下向温度补偿部411供给位置传感器30的检测信号。第二切换部sw2构成为能够在第一状态(在图9中用虚线所示的状态)与第二状态(在图9中用实线所示的状态)之间进行切换,在该第一状态下向电流控制部413供给校正控制部414的输出,在该第二状态下向电流控制部413供给磁悬浮控制部412的输出。第三切换部sw3构成为能够在第一状态(在图9中用虚线所示的状态)与第二状态(在图9中用实线所示的状态)之间进行切换,在该第一状态下向校正控制部414供给参照值r,在该第二状态下向温度补偿部411供给参照值r。

-第一模式-

模式控制部42通过将第一切换部sw1、第二切换部sw2和第三切换部sw3设定为第一状态(在图9中用虚线所示的状态),将局部控制部41的工作模式设定为第一模式。在第一模式中,向校正控制部414供给位置传感器30的检测信号和参照值r,向电流控制部413供给校正控制部414的输出。

校正控制部414根据预先设定好的控制规则输出电流指令值,使得被支承体在位置检测方向上的预设移动范围内移动。电流控制部413根据从校正控制部414输出的电流指令值控制在电磁铁对中流动的电流对(例如,由第一电流i1和第二电流i2构成的组)。由此,多个电磁铁(例如,第一电磁铁51和第二电磁铁52)的合成电磁力f得到控制,被支承体沿位置检测方向移动。如此进行移动控制工作。需要说明的是,对于移动控制工作的详细情况,在下文中分为径向控制部401的情况和推力控制部402的情况而进行说明。

校正控制部414输出电流指令值,并且监视已供给到校正控制部414的位置传感器30的检测信号的信号电平,由此获取位置传感器30的输入输出特性。具体而言,校正控制部414基于被支承体的在位置检测方向上的移动范围的极限值(最大值、最小值)和位置传感器30的检测信号的信号电平的变化范围的极限值(最大值、最小值),推测位置传感器30的输入输出特性。

需要说明的是,在本示例中,校正控制部414基于预先设定好的变换规则,将位置传感器30的检测信号变换为位置检测值(是表示被支承体的位置的值,并且是与检测信号的信号电平相对应的值)。变换规则是用于将位置传感器30的检测信号的信号电平(电压值v)变换为以位置传感器30为基准的被支承体的位置(位移量δ)的规则。而且,校正控制部414基于位置检测值的变化范围的极限值(最大值、最小值)和被支承体的在位置检测方向上的移动范围的极限值(最大值、最小值),推测位置传感器30的输入输出特性直线(详细而言,在以纵轴表示位置检测值,并且以横轴表示位置传感器30的检测信号的信号电平这样的曲线图中描绘出的直线)。

而且,校正控制部414构成为:基于所获取的位置传感器30的输入输出特性和已供给到校正控制部414的参照值r,更新已存储在信息存储部410中的温度漂移相关信息。由此获取新的温度漂移相关信息。具体而言,校正控制部414将所获取的位置传感器30的输入输出特性与已供给到校正控制部414的参照值r建立对应关系,登记到已收纳于信息存储部410中的温度漂移相关信息中。如此进行信息获取工作。

需要说明的是,在本示例中,校正控制部414计算下述差分值(漂移量),并将该差分值与本次获取到的参照值r建立对应关系后,登记到收纳于信息存储部410中的温度漂移表中,其中,所述差分值(漂移量)为:从本次获取到的位置传感器30的输入输出特性直线的截距值减去当参照值r为预先设定好的基准值时的位置传感器30的输入输出特性直线的截距值后获得的值。

-第二模式-

模式控制部42通过将第一切换部sw1、第二切换部sw2和第三切换部sw3设定为第二状态(在图9中用实线所示的状态),将局部控制部41的工作模式设定为第二模式。在第二模式中,向温度补偿部411供给位置传感器30的检测信号和参照值r,向电流控制部413供给磁悬浮控制部412的输出。

温度补偿部411基于存储在信息存储部410中的温度漂移相关信息和已供给到温度补偿部411的参照值r,补偿供给到温度补偿部411的位置传感器30的检测信号的信号电平。具体而言,温度补偿部411基于温度漂移相关信息和参照值r,补偿位置传感器30的检测信号的信号电平,以便被支承体的在位置检测方向上的位置偏差与多个电磁铁的合成电磁力f之间的相关性(详细而言,由于位置偏差的变化而产生的合成电磁力f的变化)变成预先设定好的相关性。如上所述,通过补偿位置传感器30的检测信号的信号电平,能够补偿位置传感器30的输入输出特性。然后,温度补偿部411输出与已被补偿的位置传感器30的检测信号的信号电平相应的位置检测值。如此进行温度补偿工作。

需要说明的是,在本示例中,温度补偿部411从存储在信息存储部410中的温度漂移表中检测与已供给到温度补偿部411的参照值r对应的漂移量。然后,温度补偿部411基于预先设定好的变换规则(与校正控制部414中的变换规则同一个变换规则),将位置传感器30的检测信号的信号电平变换为一次位置检测值,从一次位置检测值中减去漂移量来获得位置检测值。需要说明的是,温度补偿部411也可以构成为:在对应于已供给到温度补偿部411的参照值r的漂移量没有包括在温度漂移表中时,根据对应于温度漂移表中所登记的其它参照值r的漂移量来弥补对应于本次的参照值r的漂移量。

磁悬浮控制部412输出电流指令值,该电流指令值对应于:温度补偿部411的输出(在本示例中,从温度补偿部411输出的位置检测值)与预先设定好的位置指令值(目标值)之间的差值。具体而言,磁悬浮控制部412计算电流指令值,位置检测值与位置指令值之间的差值越大,电流指令值的绝对值越大。电流控制部413根据从磁悬浮控制部412输出的电流指令值控制在电磁铁对的线圈中流动的电流对(例如,由第一电流i1和第二电流i2构成的组)。由此,多个电磁铁(例如,第一电磁铁51和第二电磁铁52)的合成电磁力f得到控制,由合成电磁力f非接触地支承被支承体。如此进行磁悬浮控制工作。

<径向控制部进行的移动控制工作>

接着,参照图10说明径向控制部401进行的移动控制工作。当设定为第一模式时,第一~第四径向控制部401进行移动控制工作,使被支承体(在本示例中为旋转轴5的被支承部)一边与径向触底轴承7的内周面接触,一边沿着径向触底轴承7的圆周方向移动。在本示例中,第一~第四径向控制部401进行移动控制工作,使被支承体至少绕径向触底轴承7的内周面转一圈。具体而言,第一~第四径向控制部401控制第一径向磁轴承21的第一电磁铁51~第四电磁铁54的合成电磁力f和第一径向磁轴承21的第一电磁铁51~第四电磁铁54的合成电磁力f,以便做到:在合成电磁力f的大小保持预先设定好的大小(将被支承物压靠在径向触底轴承7的内周表面上所需的大小)的情况下,合成电磁力f的作用方向沿着圆周方向旋转。

如图10所示,被支承体沿着径向触底轴承7的内周面从停止位置开始沿径向触底轴承7的圆周方向移动。而且,通过进行移动控制工作使得被支承体绕径向触底轴承7的内周面转一圈,能够使被支承体从第一径向位置传感器31和第三径向位置传感器31的位置检测方向(图10中的方向x)上的可移动范围的一端朝着另一端移动,并且能够使被支承体从在第二径向位置传感器31和第四径向位置传感器31的位置检测方向(图10中的方向y)上的可移动范围的一端朝着另一端移动。

需要说明的是,为了使被支承体一边与径向触底轴承7的内周面接触一边沿着径向触底轴承7的圆周方向移动所需的合成电磁力f的大小以及使合成电磁力f沿作用方向旋转的速度,能够根据径向触底轴承7的尺寸(内径)来计算。

(推力控制部进行的移动控制工作)

接着,参照图11说明推力控制部402进行的移动控制工作。当设定为第一模式时,推力控制部402进行移动控制工作,使被支承体(在本示例中为旋转轴5的被支承部)从第一推力触底轴承8和第二推力触底轴承8中的一个推力触底轴承8的对置面朝着另一个推力触底轴承8的对置面移动。在本示例中,推力控制部402进行移动控制工作,使被支承体在第一推力触底轴承8与第二推力触底轴承8之间至少往返移动一次。具体而言,推力控制部402控制推力磁轴承22的第一电磁铁51和第二电磁铁52的合成电磁力f,使得合成电磁力f的作用方向在预先设定好的时刻变成相反方向。

如图11所示,被支承体从停止位置开始沿第一推力触底轴承8与第二推力触底轴承8的对置方向移动。而且,通过进行移动控制工作使得被支承体在第一推力触底轴承8与第二推力触底轴承8之间往返移动一次,能够使被支承体从在推力位置传感器32的位置检测方向(图11中的方向z)上的可移动范围的一端朝着另一端移动。

需要说明的是,为了使被支承体在第一推力触底轴承8与第二推力触底轴承8之间往复移动所需的合成电磁力f的作用方向变成相反方向的时刻,能够根据第一推力触底轴承8和第二推力触底轴承8之间的对置距离来计算。

〔实施方式的效果〕

如上所述,通过在第一模式下进行移动控制工作和信息获取工作,能够将实际设备中的位置传感器30的输入输出特性(实际安装在磁轴承装置10上的位置传感器30固有的输入输出特性)与参照值r建立对应关系并获取该输入输出特性。由此,能够获取温度漂移相关信息,该温度漂移相关信息表示实际设备中的位置传感器30的输入输出特性与参照值r之间的相关性。而且,通过在第二模式下进行磁悬浮控制工作和温度补偿工作,能够做到:基于温度漂移相关信息,准确地补偿在磁悬浮控制工作中的位置传感器30的输入输出特性,其中,该温度漂移相关信息表示实际设备中的位置传感器30的输入输出特性与参照值r之间的相关性。由此能够减小由位置传感器30的温度漂移引起的磁悬浮控制的误差。

还能够利用触底轴承6来限制被支承体的在位置检测方向上的可移动范围。具体而言,能够利用径向触底轴承7的内周面来限制被支承体的在位置检测方向上的可移动范围,并且能够利用相互对置的第一推力触底轴承8和第二推力触底轴承8来限制被支承体的在位置检测方向上的可移动范围。需要说明的是,为了准确地推测位置传感器30的输入输出特性,优选,移动控制工作中的被支承体的在位置检测方向上的可移动范围被限制在预先设定好的范围内。因此,通过利用触底轴承6来限制被支承体的在位置检测方向上的可移动范围,能够准确地推测实际设备中的位置传感器30的输入输出特性。由此能够获取准确地表示实际设备中的位置传感器30的输入输出特性与参照值r之间的相关性的温度漂移相关信息,因而能够基于温度漂移相关信息进一步准确地补偿磁悬浮控制工作中的位置传感器30的输入输出特性。其结果是,能够进一步减小由位置传感器30的温度漂移引起的磁悬浮控制的误差。

还能够减小磁轴承装置由位置传感器30的温度漂移引起的磁悬浮控制的误差,因而能够提高流体机械系统的运转效率。其结果是,能够提高空调装置100的运转效率。

<位置传感器的输入输出特性的变形例>

需要说明的是,能够想到:如图12所示,不仅位置传感器30的输入输出特性直线的截距值根据位置传感器30周围的温度变化而变化,而且位置传感器30的输入输出特性直线的斜率值也根据位置传感器30周围的温度变化而变化。当在位置传感器30发生这种温度漂移时,如图13所示,也可以用位置传感器30的输入输出特性直线的斜率值和截距值相关的值作为漂移量登记到温度漂移表(温度漂移相关信息的一例)中。具体而言,也可以是这样的,在温度漂移表中,参照值r、输入输出特性直线的斜率值的差分值(与当参照值r为预先设定好的基准值时的输入输出特性直线的斜率值之间的差分值)、以及输入输出特性的截距值的差分值(与当参照值r为预先设定好的基准值时的输入输出特性直线的截距值之间的差分值)建立对应关系。

在以上说明中,以位置传感器30的输入输出特性(即,以位置传感器30为基准的被支承体的位置与位置传感器30的检测信号的信号电平之间的关系)是线性的情况为例进行了说明,不过,位置传感器30的输入输出特性也可以是非线性的。例如,将表示位置传感器30的输入输出特性的线(即,纵轴表示以位置传感器30为基准的被支承体的位置(位移量δ),并且横轴表示位置传感器30的检测信号的信号电平(电压值v)这样的曲线图中描绘出的线)也可以是曲线。在这种情况下,也能够获取温度漂移相关信息,该温度漂移相关信息表示参照值r与位置传感器30的输入输出特性之间的相关性。

(温度漂移相关信息的变形例)

温度漂移相关信息也可以构成变换规则表,在该变换规则表中,参照值r与变换规则(用于将位置传感器30的检测信号的信号电平变换成位置检测值的规则)建立了对应关系。与参照值r的各值建立了对应关系的变换规则是能够根据参照值r为该值时的位置传感器30的输入输出特性来设定的。在采用该结构的情况下,校正控制部414构成为:基于位置传感器30的输入输出特性直线生成变换规则,并将该变换规则与参照值r建立对应关系后登记到变换规则表(温度漂移相关信息的一例)中。温度补偿部411构成为:从变换规则表中检测与已供给到温度补偿部411的参照值r相对应的变换规则,并基于该变换规则将位置传感器30的检测信号变换为位置检测值而向磁悬浮控制部412供给该位置检测值。在采用该结构的情况下,也能够准确地补偿磁悬浮控制工作中的位置传感器30的输入输出特性,从而能够减小由位置传感器30的温度漂移引起的磁悬浮控制的误差。

(参照值的示例)

在以上说明中,以将制冷剂温度(具体而言,用于冷却电动机4的制冷剂的温度)用作参照值r的情况为例进行了说明,不过,也可以将如下所述的各种参数用作参照值r。

(1)旋转电机的转速

旋转电机(例如电动机4)有时存在随着转速提高而位置传感器30周围的温度变高的倾向。在这种情况下,也可以将旋转电机的转速值用作参照值r。

(2)旋转电机的电流

有时存在随着在旋转电机中流动的电流增加而位置传感器30周围的温度变高的倾向。在这种情况下,也可以将旋转电机的电流值用作参照值。

(3)制冷剂的压力

空调装置100存在根据空调装置100的运转状态制冷剂回路110中的制冷剂的压力变化的倾向。此外,在空调装置100中设置有用于检测制冷剂回路110中的制冷剂的压力的制冷剂压力传感器。需要说明的是,有时在制冷剂回路110中的制冷剂的压力和位置传感器30周围的温度相关。在这种情况下,也可以将制冷剂压力传感器的检测值用作参照值r。

(4)制冷剂的流量

空调装置100能够根据压缩机1的转速等信息来计算在制冷剂回路中流动的制冷剂的流量。需要说明的是,有时在制冷剂回路110中流动的制冷剂的流量和位置传感器30周围的温度相关。在这种情况下,也可以将在制冷剂回路中流动的制冷剂的流量的计算值用作参照值r。

(5)控制基板的温度

为了保护逆变器电路的开关元件等电路元件免受热的影响,在控制基板160a上设置有基板温度传感器(省略图示)。需要说明的是,有时控制基板160a的温度(例如电路元件的温度)和位置传感器30周围的温度相关。在这种情况下,也可以将基板温度传感器的检测值用作参照值r。

(6)入口导流叶片的开度

有的压缩机1的吸入口处设置有入口导流叶片(省略图示)。在此情况下,能够通过调节入口导流叶片的开度,控制被吸入压缩机中的制冷剂的流量(吸入量)。需要说明的是,有时压缩机1的吸入量和位置传感器30周围的温度相关。在这种情况下,也可以将入口导流叶片的开度用作参照值r。

(7)其它

也可以将如上所述的各种参数组合起来用作参照值r。

(其它实施方式)

需要说明的是,控制部40也可以用cpu等运算电路、存储器来构成。此外,控制部40的构成要素可以集中地设置在一个运算电路中,或者也可以分散到多个运算电路中。

以径向磁轴承21构成异极型径向磁轴承为例进行了说明,但径向磁轴承21也可以构成同极型径向磁轴承。

以上实施方式是本质上优选的示例,并没有意图对本公开、其应用对象、或其用途的范围加以限制。

-产业实用性-

综上所述,上述磁轴承装置作为非接触地支承旋转轴等被支承体的装置很有用。

-符号说明-

1压缩机(流体机械系统)

2壳体

3压缩机构(流体机械)

3a叶轮

4电动机(旋转电机)

5旋转轴

6触底轴承

7径向触底轴承

8推力触底轴承

10磁轴承装置

20磁轴承

21径向磁轴承

22推力磁轴承

30位置传感器

31径向位置传感器

32推力位置传感器

40控制部

41局部控制部

401径向控制部

402推力控制部

51第一电磁铁

52第二电磁铁

53第三电磁铁

54第四电磁铁

f合成电磁力

r参照值

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