9] 因此，對于直流分量，該誤差殘留為偏移的量。將通過使用運(yùn)樣的數(shù)式9中的第二 項(xiàng)目、第=項(xiàng)目來進(jìn)行校正而產(chǎn)生的直流誤差如數(shù)式10那樣作為第四項(xiàng)目來加上積分項(xiàng)， 由此，進(jìn)行校正。目P，為了減少由于PWM控制脈沖寬度的預(yù)測控制的誤差而產(chǎn)生的電流的直 流誤差，在預(yù)測控制環(huán)路之外追加積分補(bǔ)償項(xiàng)。
[0070][數(shù)式 10]
其中，Yi(n)為如數(shù)式11那樣按照各定時(shí)的每一個(gè)將使由DSP15運(yùn)算的電流指令值IR與實(shí)際檢測的電磁鐵電流IL之間的電流的誤差為Ki倍后的值積累后的值。
[0071] [數(shù)式 11] h{n)托；'社化口、、n、"}>化、；； Ki為數(shù)式12所示的積分系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)地確定。在此，采樣時(shí)間Ts例如為40帖，頻率f例 如為約1赫茲左右。
[0072][數(shù)式切 ;:縣:;;;;店纖絮 再有，關(guān)于該Yi(n)，確定上限值、下限值來夾住（clamp)。此外，關(guān)于電源電壓Vd，W不會變?yōu)楣潭╓下的方式夾住。是因?yàn)?，如通過數(shù)式10知曉的那樣，存在在分母具有電源 電壓Vd的項(xiàng)，因此，防止進(jìn)行振蕩而變得不能控制。
[007引在運(yùn)樣的結(jié)構(gòu)中，WDSP15的軟件來控制磁力軸承。用AD轉(zhuǎn)換器17對電源電壓Vd進(jìn)行模擬/數(shù)字變換并導(dǎo)入到DSP15中。然后，如數(shù)式10那樣運(yùn)算與電源電壓Vd對應(yīng) 的PWM控制脈沖寬度，驅(qū)動(dòng)電磁鐵111。
[0074] 例如，在電源電壓Vd由于電動(dòng)機(jī)121的制動(dòng)工作而變?yōu)?. 2倍的情況下，當(dāng)不考 慮電源電壓Vd來進(jìn)行控制時(shí)，為相同的脈沖寬度且電流增加到1.2倍。然后，存在控制環(huán) 路的增益上升而磁力軸承控制變得不穩(wěn)定的可能性。
[0075] 然而，當(dāng)用數(shù)式10來進(jìn)行控制時(shí)，能夠使脈沖寬度的變化減小電壓上升的量，磁 力軸承控制穩(wěn)定。目P，根據(jù)電源電壓來變更電磁鐵放大器控制特性，由此，能夠確保穩(wěn)定性。 [007引根據(jù)W上，能夠省略DC/DC轉(zhuǎn)換器，也W高電壓的狀態(tài)對電磁鐵功率放大器7進(jìn)行 驅(qū)動(dòng)。因此，謀求電路的低成本化、小型化。此外，能夠減少電路的故障率。進(jìn)而，能夠使控 制裝置和真空累整體型的制品的尺寸小型化，因此，在設(shè)置空間少的地方也能夠采用真空 累。
[0077] 再有，假設(shè)用DSP15的軟件來構(gòu)成本實(shí)施方式而進(jìn)行了說明，但是，也可W通過電 子電路來構(gòu)成。
[0078] 接著，對省略DC/DC轉(zhuǎn)換器5并且WAC/DC主電源3的高電壓作為電源電壓Vd的 情況下的向上側(cè)徑向傳感器10化、下側(cè)徑向傳感器10化、軸向傳感器109b的影響進(jìn)行考 察。
[0079] 例如W載波頻率為25曲Z來對運(yùn)些移位傳感器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在此，在移位傳感器的 移位信號提取時(shí)，為了高精度地提取移位傳感器的移位信號，采用對該移位信號W使載波 頻率與頻率相等的矩形波的同步檢波脈沖來進(jìn)行調(diào)制的同步檢波方式。
[0080] 然而，在利用該同步檢波方式的情況下，即使基波W外，3倍波、5倍波…也具有靈 敏度。另一方面，在2倍波、4倍波…方面反而不具有靈敏度。本實(shí)施方式的電源電壓Vd為 高電壓，因此，設(shè)想由于PWM控制造成的噪聲的產(chǎn)生也相應(yīng)地比W往大。
[0081] 因此，通過使電磁鐵111的開關(guān)頻率同步為移位傳感器的載波頻率的2倍，從而抑 制混入到移位傳感器的噪聲。根據(jù)W上，即使在省略DC/DC轉(zhuǎn)換器5并且電源電壓Vd為高 電壓的情況下，也能夠進(jìn)行穩(wěn)定的磁力軸承控制。
[0082] 接著，對省略DC/DC轉(zhuǎn)換器5并且WAC/DC主電源3的高電壓作為電源電壓Vd的 情況下的向電磁鐵電流IL的電流檢測的影響進(jìn)行考察。如圖2所示，在晶體管132的接地 側(cè)配置有電流檢測電路139,由此，即使在本實(shí)施方式的電源電壓Vd為高電壓的情況下，也 能夠在電磁鐵電流IL的電流檢測時(shí)難W受到電磁鐵111的電壓擺動(dòng)的影響。此外，根據(jù)該 配置，不對電流檢測電路139施加高電壓，在電流檢測電路139中不需要高電壓對策。關(guān) 于由施加于電磁鐵111的電壓擺動(dòng)造成的噪聲，由于所檢測的電磁鐵的電流為周期性的波 形，所W，為了測量正確的電流值，不能使用噪聲濾波器(例如，低通濾波器)。然而，通過在 晶體管132的接地側(cè)配置電流檢測電路139,從而即使不使用噪聲濾波器也能夠減少噪聲 的影響。因此，W低成本得到噪聲少的電磁鐵電流IL。
[008引此外，此時(shí)電源電壓Vd為高電壓，因此，變?yōu)槿缦聽顟B(tài)：噪聲重疊于勵(lì)磁電路110 的電源電壓Vd側(cè)的接地21，并且，噪聲也重疊于控制電路137側(cè)的接地23,在接地間容易 產(chǎn)生電位。
[0084] 因此，不是如W往的具有DC/DC轉(zhuǎn)換器5時(shí)那樣將從電流檢測電路139提取的電 壓直接輸入到A/D轉(zhuǎn)換器中，而是如觀察圖2的磁力軸承勵(lì)磁電路中的電流檢測接口部分 而知曉的那樣暫且通過差分放大器27取得從電流檢測電路139提取的電壓與接地21的電 壓之差。
[00財(cái)由此，即使在電源電壓Vd為高電壓的情況下，也在不被噪聲影響的情況下得到精 度高的電磁鐵電流IL。此外，在上述說明中，通過差分放大器27取得從電流檢測電路139 提取的電壓與接地21的電壓之差，但是，也可W取得與-電源的電壓之差。
[0086] 再有，本發(fā)明只要不偏離本發(fā)明的精神就能夠進(jìn)行各種的改變，上述的實(shí)施方式 和各變形例能夠進(jìn)行各種組合。
[0087] 附圖標(biāo)記的說明 1輸入電源3主電源5DC/DC轉(zhuǎn)換器7電磁鐵功率放大器9電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路11 小型輔助電源15DSP17A/D轉(zhuǎn)換器21、23接地27差分放大器103旋轉(zhuǎn)體105a上 側(cè)徑向電磁鐵10化上側(cè)徑向傳感器107a下側(cè)徑向電磁鐵10化下側(cè)徑向傳感器109a軸向電磁鐵109b軸向傳感器110勵(lì)磁電路111電磁鐵121電動(dòng)機(jī)131、132晶體管 133電源135、136二極管137控制電路139電流檢測電路。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種磁力軸承裝置，其特征在于，具備：旋轉(zhuǎn)體；位置檢測單元，對該旋轉(zhuǎn)體的半徑 方向位置或軸向位置進(jìn)行檢測；磁力軸承單元，通過電磁鐵來控制該半徑方向位置或該軸 向位置；勵(lì)磁電路，包含使所述電磁鐵與電源之間斷開接通的開關(guān)元件；電磁鐵電流檢測 單元，檢測在所述電磁鐵中流動(dòng)的電流；電源電壓檢測單元，檢測所述電源的電壓；以及脈 沖寬度運(yùn)算單元，按照每個(gè)定時(shí)運(yùn)算對所述開關(guān)元件進(jìn)行脈沖控制的脈沖寬度，所述脈沖 寬度基于由所述電源電壓檢測單元所檢測的所述電壓和由所述電磁鐵電流檢測單元所檢 測的所述電流來運(yùn)算。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁力軸承裝置，其特征在于，基于由所述電磁鐵電流檢測單 元所檢測的所述電流的電流值與電流指令值的電流誤差來進(jìn)行第一校正運(yùn)算，基于當(dāng)前的 所述脈沖寬度來進(jìn)行第二校正運(yùn)算，基于由所述電磁鐵的電阻的量造成的電壓降來進(jìn)行第 三校正運(yùn)算，該第三校正運(yùn)算和所述第二校正運(yùn)算所包含的直流的量的誤差通過積分來校 正運(yùn)算。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的磁力軸承裝置，其特征在于，使對所述勵(lì)磁電路 的所述開關(guān)元件進(jìn)行斷開接通的開關(guān)頻率為所述位置檢測單元的載波頻率的偶數(shù)倍。4. 一種磁力軸承裝置，其特征在于，具備：旋轉(zhuǎn)體；位置檢測單元，對該旋轉(zhuǎn)體的半徑 方向位置或軸向位置進(jìn)行檢測；磁力軸承單元，通過電磁鐵來控制該半徑方向位置或該軸 向位置；勵(lì)磁電路，包含使所述電磁鐵與電源之間斷開接通的開關(guān)元件；以及電磁鐵電流 檢測單元，檢測在所述電磁鐵中流動(dòng)的電流，所述電磁鐵電流檢測單元被配置在所述開關(guān) 元件的接地側(cè)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的磁力軸承裝置，其特征在于，所述電磁鐵電流檢測單 元至少由電阻元件和差動(dòng)放大器構(gòu)成，將通過由在所述電磁鐵中流動(dòng)的電流造成的所述電 阻元件的電壓降而產(chǎn)生的所述電阻元件兩端的電壓輸入到所述差動(dòng)放大器中，基于該差動(dòng) 放大器的輸出電壓來檢測在所述電磁鐵中流動(dòng)的電流。6. -種真空栗，其特征在于，具備根據(jù)權(quán)利要求1~5的任一項(xiàng)所述的磁力軸承裝置。
【專利摘要】【課題】提供一種通過省略為了得到磁力軸承的控制電源電壓而使用的DC/DC轉(zhuǎn)換器來謀求電路的低成本化、小型化的磁力軸承裝置和具備該磁力軸承裝置的真空泵?！窘鉀Q方案】具備：位置檢測單元，對旋轉(zhuǎn)體的半徑方向位置和軸向位置進(jìn)行檢測；磁力軸承單元，基于由位置檢測單元檢測的半徑方向位置和軸向位置并且通過電磁鐵來控制半徑方向位置和軸向位置；勵(lì)磁電路，包含使電磁鐵與電源之間斷開接通的開關(guān)元件；電磁鐵電流檢測單元，對在電磁鐵中流動(dòng)的電流進(jìn)行信號檢測；電源電壓檢測單元，對電源的電壓進(jìn)行信號檢測；以及脈沖寬度運(yùn)算單元，按照每個(gè)定時(shí)運(yùn)算對開關(guān)元件進(jìn)行脈沖控制的脈沖寬度，脈沖寬度基于由電源電壓檢測單元檢測的電源的電壓和由電磁鐵電流檢測單元檢測的電流來運(yùn)算。
【IPC分類】H02K7/09, F16C32/04
【公開號】CN105121875
【申請?zhí)枴緾N201480020398
【發(fā)明人】川島敏明
【申請人】埃地沃茲日本有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2014年3月7日
【公告號】WO2014171222A1