Precision Magnetic Bearing with Nanometer Rotational Accuracy

具有纳米级旋转精度的精密磁力轴承

• 批准号: 11555049
• 负责人: SHINSHI Tadahiko
• 金额: $ 4.35万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B).
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11555049/
• 关键词: Magnetic Bearing; Rotational accuracy; Precision Positioning; Repetitive Control; Runout; 位置決め精度; 真円度; ナノメートル

The aim of the research is to realize a radial magnetic bearing with the rotational accuracy of several nanometers. In this research, a partial bias current method for driving electromagnets is introduced not only to achieve the high rotational accuracy of the spindle, but also to reduce the heat generation of the electromagnets. Furthermore, an angle domain repetitive controller is applied to eliminate the repeatable runouts caused by the unbalance of the spindle. The experimental results show that the partial bias current method has the merits of fine positioning capability, low heat generation of electromagnets and low rotational resistance. The repetitive controller can cancel the unbalance force and achieve the rotational accuracy of 15.1nm at 1500min^<-1>.

该研究的目的是通过几种纳米的旋转精度实现径向磁性轴承。在这项研究中，引入了一种驱动电磁体的部分偏置电流方法，这不仅是为了达到主轴的高旋转精度，还降低了电磁体的热量产生。此外，应用角度域重复控制器以消除由主轴的不平衡引起的可重复跳动。实验结果表明，部分偏置电流方法具有良好的定位能力，低热量的电磁体和低旋转电阻。重复控制器可以取消不平衡力，并在1500分钟^<-1>时达到15.1nm的旋转精度。

项目成果

T.Shinshi, A.Shimokohbe, K.Sato, C.Iijim and Z.Xiaoyou: "Precision Radial Magnetic Bearing"ASPE 15^<th> Annual Meeting, Arizona, U.S.A.. 240-243 (2000)

T.Shinshi、A.Shimokohbe、K.Sato、C.Iijim 和 Z.Xiaoyou：“精密径向磁力轴承”ASPE 15^<th> 年会，亚利桑那州，美国。240-243 (2000)

進士忠彦, 下河辺明ほか: "精密磁気軸受の研究(第1報)-2自由度制御型磁気軸受の試作と位置決め性能の評価-"2001年度精密工学会春季大会学術講演会講演集. (発表予定). (2001)

Tadahiko Shinji、Akira Shimokawabe等人：《精密磁力轴承的研究（第1部分）——二自由度控制磁力轴承的原型制作和定位性能的评价——》2001年精密工程学会春季论文集会议学术会议。（演讲）（计划）（2001 年）。

T. Shinshi, A. Shimokohbe et al.: "Precision Radial Magnetic Bearing"ASPE 15^<th> Annual Meeting, Arizona, U.S.A. 240-243 (2000)

T. Shinshi、A. Shimokohbe 等人：“精密径向磁力轴承”ASPE 15^<th> 年会，亚利桑那州，美国 240-243 (2000)

X.Zhang, T.Shinshi, L.Li, K.Choi and A.Shimokohbe: "Precision Control of Radial Magnetic Bearing"Proc.of 10^<th> ICPE, Yokohama, Japan. (to be presented). (2001)

X.Zhang、T.Shinshi、L.Li、K.Choi 和 A.Shimokohbe：“径向磁力轴承的精确控制”Proc.of 10^<th> ICPE，日本横滨。

進士忠彦, 下河辺明ほか: "精密磁気軸受の研究(第2報)-2自由度制御型磁気軸受の回転精度-"2001年度精密工学会春季大会学術講演会講演集. (発表予定). (2001)

Tadahiko Shinji、Akira Shimokawabe 等：《精密磁力轴承的研究（第 2 次报告）——二自由度控制磁力轴承的旋转精度——》日本精密工程学会 2001 年春季会议论文集（待刊）提出）。2001）。