磁気軸受は回転軸(ロータ)を電磁石の吸引力を利用して軸受の中で浮上させることにより、非接触で摩耗に無いスムーズな回転を得ることが出来ます。この磁気軸受では渦電流式変位センサによって回転軸の浮上位置を測定し、回転状態の監視と同時に回転軸の中心が軸受内の中心と一致し、過大な軸振動、スラスト方向への異常荷重による接触が発生しないように電磁石への電流が制御されています。 この磁気軸受を利用した回転機械は、振動が少なく高速回転が可能であり、産業用の遠心圧縮機、遠心分離機などに使用されています。 また、潤滑油を必要としないため、真空や極低温環境などの特殊環境で使用されるポンプなどの回転機械に適し、クリーンな環境下で小型化も可能であり医療分野への応用も進んでいます。

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渦電流式変位センサの外観

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▲渦電流式変位センサ(VCシリーズ)

渦電流式変位センサの特長

  • 非接触高分解能測定
    静止状態から高速で回転する軸の挙動を高分解能で測定します。
    周波数応答:DC~20 kHz(-3 dB)
  • 耐環境性
    センサ部は低温から高温環境まで使用でき、温度変化にも安定した測定ができます。
    (-10 ~ +130 ℃ *対応実績:+200 ℃、-253 ℃ )
  • センサは磁気軸受内の磁界の影響を受けません
  • センサの接近設置対応
    複数のセンサを近接して設置する場合、センサから発する磁束の影響を受け、
    測定に悪影響を及ぼす場合がありますが、予め影響を無くす近接設置対応も可能です。

回転軸(ロータ)の振動、変位と渦電流式変位センサの出力

1 ㎜用センサの場合

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▲回転軸(ロータ)の振動・変位と渦電流式変位センサの出力(ギャップ対出力信号のイメージ)

センサセレクションガイド

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変位センサのカスタマイズ例

機器組み込み用小型変位センサ

L型変位センサ

VCシリーズ 渦電流式変位センサの構成

記号 名称 機能/仕様
センサ センサ先端内部のコイルから高周波磁界を発生し、渦電流の測定原理により、ターゲット(被測定物)との距離を非接触で検出するセンサです。測定原理上、水、油、ほこりなど非導電体の影響を受けない耐環境性の高いセンサです。

世界トップクラス*1のセンサ温度特性(±0.015% of F.S./℃典型値)
装置の温度上昇や周囲温度の変化にも安定した信頼性の高い変位測定が可能です。

(*1:2023年6月 新川電機調べ)

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延長ケーブル センサとVC型変換器を結ぶ専用同軸ケーブルで、センサから変換器までの距離を3 mまたは5 mに整合します。
中継コネクタ センサと延長ケーブルを接続するコネクタ。防滴仕様の中継コネクタも選択可能です。
VC型変換器 センサと延長ケーブルを介して接続され、安定した高周波発振回路とセンサコイルを一辺とした交流ブリッジ回路、リニアライザ回路を内蔵し、センサとターゲットの距離に対し直線化されたアナログ信号(0 ~ 5 VDC)を出力します。

センサおよびターゲットの外部磁界による影響

下図はVCシリーズ変位計のセンサおよびターゲットが外部磁界によってどのような影響を受けるかを示したグラフです。ターゲットに非磁性体(アルミ)、磁性体(鉄)を使い、磁界の方向X・Yによって測定しました。ターゲットが非磁性体であれば磁界の方向がX・Yいずれの方向でも全く影響を受けません。ターゲットが磁性体の場合、磁界の方向がX方向であれば影響を受けませんが、Y方向の場合、磁界が0.05 T程度より影響を受けます。

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