[发明专利]磁性轴承及使用该磁性轴承的压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及利用电磁力对转轴进行非接触支承的磁性轴承及使用该磁性轴承的压缩机。

背景技术

在所谓涡轮压缩机那样具有高速旋转的驱动轴的装置中，较多地使用磁性轴承。在磁性轴承中，从容易设计位置控制系统的观点出发，使电磁铁产生电磁力的控制电流与电磁铁的合成电磁力处于线性关系是较为理想的。作为用于进行线性化的一般方法，存在预先使偏置电流（固定值）流动至电磁铁的各线圈，使控制电流与偏置电流（根据驱动轴的位置而变化）重合后的电流流动的方法（例如参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平10－141373号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，当采用上述线性化方法时，在各电磁铁的线圈中流动着电流而使各电磁铁相互拉伸，从而白白地消耗电力。

本发明着眼于上述问题而作，其目的在于提供一种能保持控制电流与合成电磁力的线形性并能降低电磁铁的线圈所消耗的电力的磁性轴承。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明一实施方式的磁性轴承的特征是，包括：定子21，该定子21具有多个电磁铁24，并朝负载Ld变化的驱动轴13施加上述多个电磁铁24的合成电磁力F；以及控制部30，该控制部30控制第一线圈电流IU与第二线圈电流IL的电流差以进行上述驱动轴13的位置控制，并调节上述第二线圈电流IL，以使上述第二线圈电流IL的平均值降低，其中，上述第一线圈电流IU在产生与上述负载Ld相反方向上的电磁力的电磁铁24的线圈23中流动，上述第二线圈电流IL在产生与上述负载Ld相同方向的电磁力的电磁铁24的线圈23中流动。

在该结构中，对设于定子21的电磁铁24的电流进行控制以进行驱动轴13的位置控制。另外，对第二线圈电流IL（后述下侧线圈电流IL）进行调节，以使该第二线圈电流的平均值降低，该第二线圈电流在产生与负载Ld相同方向上的电磁力的电磁铁24的线圈23中流动。此时，在本发明中还进行位置控制，因此，与第二线圈电流IL的调节一致地也调节第一线圈电流IU，以使第一线圈电流IU与第二线圈电流IL之差变为进行位置控制所需的值。这样，通过调节第二线圈电流IL，第二线圈电流IL降低（例如接近零），并且第一线圈电流IU的平均值也降低。

发明效果

根据本发明，能降低在与负载Ld的方向相同的方向上产生电磁力的线圈23的电流，因此，能降低磁性轴承20的消耗电力。

附图说明

图1是表示实施方式一的涡轮压缩机的结构的示意图。

图2是实施方式一的磁性轴承的横剖图。

图3是实施方式一的磁性轴承的纵剖图。

图4是说明控制部的结构的框图。

图5是说明实施方式一的偏置电流调节的流程图。

图6是例示出上侧及下侧线圈电流的变化的时序图。

图7是例示出调节完反馈增益的情况下的上侧及下侧线圈电流的变化的时序图。

图8是说明实施方式一的变形例的偏置电流调节的流程图。

图9是实施方式二的磁性轴承的横剖图。

图10是实施方式二的磁性轴承的纵剖图。

图11是实施方式三的磁性轴承的横剖图。

图12是实施方式三的磁性轴承的纵剖图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明实施方式进行说明。另外，以下的实施方式是优选的例示，并不意味着限制本发明、其应用物或其用途范围。

《发明的实施方式一》

在本发明的实施方式一中，作为使用本发明的磁性轴承的例子，对涡轮压缩机1进行说明。本实施方式的涡轮压缩机1与使制冷剂循环而进行制冷循环运转动作的制冷剂回路（未图示）连接，以压缩制冷剂。

（整体结构）

图1是表示实施方式一的涡轮压缩机1的结构的示意图。如图1所示，涡轮压缩机1包括壳体2、叶轮9及电动机10。

壳体2形成为两端被关闭的圆筒状，且圆筒轴线朝向水平。壳体2内的空间被壁部3划分，该壁部3被配置成从图1的壳体2的右侧端部隔着规定的距离。比该壁部3更靠右侧的空间形成对叶轮9进行收容的叶轮室4，比该壁部3更靠左侧的空间形成对电动机10进行收容的电动机空间5。另外，在叶轮室4的外周侧形成有与该叶轮室4连通的压缩空间4a。