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ギャップ磁束による磁気軸受のセンサレス制御

使用间隙磁通量的磁力轴承无传感器控制

基本信息

批准号：
09750160
负责人：
進士忠彦
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

電磁石のギャップ磁束密度と電流を用いて変位を推定し,それをフィードバック信号とした1自由度非接触位置決め機構の精度の検討を行った.以下に結論を示す.(1) 電磁石の先端にホール素子を取り付けた1自由度制御型の位置決め機構を試作した.(2) 上記機構にて,高精度センサを用いた位置決め制御時に得られる磁束密度と電流値からリアルタイムで変位を推定し,高精度変位センサから得られる変位と比較した.その結果,推定変位分解能80nm,直線範囲±0.15mm以上,周波数応答特性の誤差は,0〜100Hzの範囲で,ゲインで3dB,位相で50°以内であった.(3) 推定分解能は,磁束計測時に電気回路に混入する電源ノイズ(50Hzノイズ),また,推定変位の100Hz以上の周波数帯域に見られるゲイン・位相の推定誤差は,電流センサと磁束密度センサの周波数応答特性の違いに依存していることを確認した.(4) 推定変位をフィードバック信号として位置決め制御を行い,位置決め分解能100nm,0.1mmのステップ応答の実現,温度変化に対する浮上安定性3.0mm/℃を確認した.今回の実験で検証された変位推定精度ならびに位置決め精度は,高精度静電容量型変位計を用いる場合と比較して不十分である.更なる位置決め精度向上のためには,磁束密度の高精度計測方法の検討,100Hz近傍の周波数領域から見られる推定変位誤差の修正方法の検討が必要である.

The magnets are sensitive to the density of the magnetic beam. The current is presumed to be sensitive to the temperature, and the signal is less than 1 degree of freedom. The accuracy of the non-contact position machine is accurate. The following results show that. (1) the front end of the magnet is used to control the position of the machine with a degree of freedom of 1 degree of freedom. (2) in the upper machine, the position of the high-precision machine is determined by the position determination system, and the position of the magnet is inferred, and the position of the high-precision position is obtained. The simulation results show that the potential decomposition energy is 80nm, the straight line range is above ±0.15mm, the cycle number response characteristic is poor, the 0~100Hz range is low, the temperature is 3dB, and the phase temperature is within 50 °. (3) the putative decomposition energy is calculated, and the magnetic beam time cycle circuit is mixed with the 50Hz generator. Presumed that the cycle number is above the 100Hz, the phase error is presumed, the current density is different, the wavenumber response is dependent, the signal signal is sensitive, and the position resolution can be 100 nm, 0.1 mm, and can be detected. The temperature changes and the temperature rises to a stable 3.0mm/ ℃ to confirm the temperature. This time, the accuracy of position estimation, the accuracy of position, the accuracy of high precision static capacity, the accuracy of position estimation, and the accuracy of high precision static capacity measurement. The precision of position is improved, the method of high precision calculation of beam density is accurate, and the correction method of position error is deduced in the field of cycle number of 100Hz.