1.本公开涉及一种电动机系统及包括该电动机系统的涡轮压缩机。
背景技术：
2.在专利文献1中，两个
推力磁轴承部夹着电动机在驱动轴的轴向上并排布置。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本公开专利公报特开2019－173823号公报
技术实现要素：
6.－发明要解决的技术问题－
7.通常，对于驱动轴的位置的控制是通过控制彼此相向地支承驱动轴的一对磁轴承部的磁力而进行的。例如，对于驱动轴的轴向位置的控制是通过控制各推力磁轴承部的磁力而进行的。
8.不过，根据运转条件、设备布局、构成部件的布置等，有时控制驱动轴的位置会变得很困难。例如，在如专利文献1那样两个推力磁轴承部彼此分开的结构中，有时控制驱动轴的轴向位置会变得很困难。该技术问题也同样会发生在两个径向磁轴承部上。
9.本公开的目的在于：提供一种电动机系统，其能够利用彼此相向地支承驱动轴的一对磁轴承部来适当地控制驱动轴的位置。
10.－用以解决技术问题的技术方案－
11.本公开的第一方面以一种电动机系统10为对象。
所述电动机系统10包括驱动轴19、第一磁轴承部40a、50a和第二磁轴承部40b、50b、电动机20以及
间隙检测部70，所述第一磁轴承部40a、50a和第二磁轴承部40b、50b彼此相向地支承所述驱动轴19，所述电动机20使所述驱动轴19旋转，所述间隙检测部70对所述驱动轴19的位置进行检测，当所述驱动轴19旋转时，在所述驱动轴19上沿第一方向x1施加有平均比第二方向x2上大的外力f0，所述第一方向x1是从所述第二磁轴承部40b、50b侧朝向所述第一磁轴承部40a、50a侧的方向，所述第二方向x2是从所述第一磁轴承部40a、50a侧朝向所述第二磁轴承部40b、50b侧的方向，所述第一磁轴承部40a、50a沿所述第一方向x1对所述驱动轴19施加磁力f1，所述第二磁轴承部40b、50b沿所述第二方向x2对所述驱动轴19施加磁力f2，所述第二磁轴承部40b、50b对所述驱动轴19所能够施加的磁力f2的大小大于所述第一磁轴承部40a、50a对所述驱动轴19所能够施加的磁力f1的大小，所述间隙检测部70布置在与所述第一磁轴承部40a、50a相比靠近所述第二磁轴承部40b、50b的位置。
12.在第一方面中，能够提供一种电动机系统10，其能够利用彼此相向地支承驱动轴19的一对磁轴承部40a、40b、50a、50b来适当地控制驱动轴19的位置。
13.另外，能够使间隙检测部70的间隙长度δ3、δ6尽量接近第二磁轴承部40b、50b的间隙长度δ2、δ5。因此，在对第二磁轴承部40b、50b的间隙长度δ2、δ5进行调节时，能够尽量不
使用修正值和估算法则等，而是基本直接使用间隙检测部70的间隙长度δ3、δ6。另外，不需要准备多个间隙检测部70，因此能够使控制系统简化。
14.本公开的第二方面在第一方面的电动机系统10的基础上，所述第一磁轴承部40a、50a和所述第二磁轴承部40b、50b是在所述驱动轴19的轴向上排列的第一推力磁轴承部50a和第二推力磁轴承部50b，所述电动机20布置在所述第一推力磁轴承部50a和所述第二推力磁轴承部50b之间，所述间隙检测部70对所述驱动轴19的轴向位置进行检测，所述第一方向x1是从所述驱动轴19的一端19a朝向另一端19b的方向，所述第二方向x2是从所述驱动轴19的另一端19b朝向一端19a的方向。
15.在第二方面中，能够提供一种即使在两个推力磁轴承部50a、50b彼此分开布置的情况下也能够控制驱动轴19的轴向位置的电动机系统10。
16.本公开的第三方面在第二方面的电动机系统10的基础上，在所述第一推力磁轴承部50a的间隙长度δ1的变动量与所述第二推力磁轴承部50b的间隙长度δ2的变动量彼此不同的情况下，所述第二推力磁轴承部50b的间隙长度δ2的变动量比所述第一推力磁轴承部50a的间隙长度δ1的变动量小。
17.在第三方面中，能够对第二推力磁轴承部50b的间隙长度δ2进行微调。
18.本公开的第四方面在第三方面的电动机系统10的基础上，还包括控制部91，所述控制部91至少对所述第二推力磁轴承部50b的磁力f2进行控制，使得所述第二推力磁轴承部50b的间隙长度δ2的变动量比所述第一推力磁轴承部50a的间隙长度δ1的变动量小。
19.在第四方面中，即使不控制第一推力磁轴承部50a的磁力f1，通过控制第二推力磁轴承部50b的磁力f2，也能够使第二推力磁轴承部50b的间隙长度δ2的变动量变小。
20.本公开的第五方面在第四方面的电动机系统10的基础上，所述控制部91进行控制，以使得在任意时刻所述第二推力磁轴承部50b的磁力f2的振幅a2都比所述第一推力磁轴承部50a的磁力f1的振幅a1大。
21.在第五方面中，利用第二推力磁轴承部50b，能够在任意时刻使因外力f0而具有沿第一方向x1移动的趋势的驱动轴19沿第二方向x2移动。因此，即使不控制第一推力磁轴承部50a的磁力f1，也能够利用第二推力磁轴承部50b对驱动轴19的轴向位置进行微调。
22.本公开的第六方面在第四方面或第五方面的电动机系统10的基础上，所述控制部91根据所述间隙检测部70的间隙长度δ3来控制所述第二推力磁轴承部50b的磁力f2，使得所述驱动轴19位于规定的轴向位置。
23.在第六方面中，即使不控制第一推力磁轴承部50a的磁力f1，也能够利用第二推力磁轴承部50b使驱动轴19位于规定的轴向位置。
24.本公开的第七方面在第四方面到第六方面中任一方面的电动机系统10的基础上，所述控制部91根据所述间隙检测部70的间隙长度δ3调节流向所述第二推力磁轴承部50b的电流i2的大小，从而来控制所述第二推力磁轴承部50b的磁力f2。
25.在第七方面中，即使不调节流向第一推力磁轴承部50a的电流i1的大小，也能够控制驱动轴19的轴向位置。
26.本公开的第八方面在第六方面或第七方面的电动机系统10的基础上，所述控制部91控制所述第一推力磁轴承部50a的磁力f1，以便对所述驱动轴19施加恒定的磁力f1。
27.在第八方面中，不论间隙检测部70的间隙长度δ3如何，都使第一推力磁轴承部50a
的磁力f1保持恒定，从而能够使根据间隙检测部70的间隙长度δ3进行控制的对象仅为第二推力磁轴承部50b。
28.本公开的第九方面在第四方面到第八方面中任一方面的电动机系统10的基础上，所述控制部91进行控制，以使得当所述驱动轴19旋转时所述第一推力磁轴承部50a的磁力f1的大小小于当所述驱动轴19不旋转时所述第一推力磁轴承部50a的磁力f1的大小。
29.当驱动轴19旋转时，驱动轴19具有沿第一方向x1移动的趋势，因此，由第一推力磁轴承部50a产生的第一方向x1上的磁力f1可以较小。在第九方面中，能够尽量减小当驱动轴19旋转时第一推力磁轴承部50a施加于驱动轴19上的无用的磁力f1。
30.本公开的第十方面在第九方面的电动机系统10的基础上，当所述驱动轴19旋转时，所述控制部91使所述第一推力磁轴承部50a的磁力f1的大小为零。
31.在第十方面中，能够完全消除第一推力磁轴承部50a施加于驱动轴19上的无用的磁力f1。
32.本公开的第十一方面在第二方面到第七方面中任一方面的电动机系统10的基础上，所述第一推力磁轴承部50a对所述驱动轴19施加仅由永磁铁100产生的磁力f1。
33.在第十一方面中，能够简化第一推力磁轴承部50a的结构。
34.本公开的第十二方面在第二方面到第十一方面中任一方面的电动机系统10的基础上，所述第一推力磁轴承部50a不根据所述第一推力磁轴承部50a的间隙长度δ1、所述第二推力磁轴承部50b的间隙长度δ2以及所述间隙检测部70的间隙长度δ3中的任一者，而对所述驱动轴19施加磁力f1。
35.在第十二方面中，由于不需要将间隙长度δ1、δ2、δ3的值反馈给第一推力磁轴承部50a，因此控制第一推力磁轴承部50a的磁力f1变得简单。
36.本公开的第十三方面以一种涡轮压缩机1为对象。所述涡轮压缩机1包括第二方面到第十二方面中任一方面的电动机系统10、以及设置在所述驱动轴19上的叶轮30。
37.在第十三方面中，能够提供一种即使在两个推力磁轴承部50a、50b彼此分开布置的情况下也能够控制驱动轴19的轴向位置的涡轮压缩机1。
38.本公开的第十四方面在第十三方面的涡轮压缩机1的基础上，所述第一推力磁轴承部50a布置在比所述电动机20靠所述第一方向x1侧的位置，所述第二推力磁轴承部50b布置在比所述电动机20靠所述第二方向x2侧的位置，所述间隙检测部70布置在比所述电动机20靠所述第二方向x2侧的位置，所述叶轮30布置在比所述第一推力磁轴承部50a靠所述第一方向x1侧的位置。
39.假设间隙检测部70和叶轮30相对于电动机20布置在轴向相同的一侧，则驱动轴19会变长与设置间隙检测部70的空间相应的量。在该情况下，由于悬浮体(包含驱动轴19的旋转体)变长，所以共振频率变低，有时会给磁悬浮控制带来负面影响。在第十四方面中，间隙检测部70和叶轮30夹着电动机20在轴向上彼此分开布置，从而能够抑制悬浮体变长。因此，能够抑制对于磁悬浮控制的负面影响。
40.本公开的第十五方面在第一方面的电动机系统10的基础上，所述第一磁轴承部40a、50a和所述第二磁轴承部40b、50b是在所述驱动轴19的径向上排列的第一径向磁轴承部40a和第二径向磁轴承部40b，所述间隙检测部70对所述驱动轴19的径向位置进行检测。
41.在第十五方面中，能够提供一种电动机系统10，该电动机系统10能够利用在径向
上夹着悬浮体(包含驱动轴19的旋转体)而彼此相向的一对径向磁轴承部40a、40b来适当地控制驱动轴19的径向位置。
42.本公开的第十六方面在第十五方面的电动机系统10的基础上，在所述第一径向磁轴承部40a的间隙长度δ4的变动量与所述第二径向磁轴承部40b的间隙长度δ5的变动量彼此不同的情况下，所述第二径向磁轴承部40b的间隙长度δ5的变动量比所述第一径向磁轴承部40a的间隙长度δ4的变动量小。
43.在第十六方面中，能够对第二径向磁轴承部40b的间隙长度δ5进行微调。
44.本公开的第十七方面在第十六方面的电动机系统10的基础上，还包括控制部91，所述控制部91至少对所述第二径向磁轴承部40b的磁力f2进行控制，使得所述第二径向磁轴承部40b的间隙长度δ5的变动量比所述第一径向磁轴承部40a的间隙长度δ4的变动量小。
45.在第十七方面中，即使不控制第一径向磁轴承部40a的磁力f1，通过控制第二径向磁轴承部40b的磁力f2，也能够使第二径向磁轴承部40b的间隙长度δ5的变动量变小。
46.本公开的第十八方面在第十七方面的电动机系统10的基础上，所述控制部91进行控制，以使得在任意时刻所述第二径向磁轴承部40b的磁力f2的振幅a2都比所述第一径向磁轴承部40a的磁力f1的振幅a1大。
47.在第十八方面中，利用第二径向磁轴承部40b，能够在任意时刻使因外力f0而具有沿第一方向x1移动的趋势的驱动轴19沿第二方向x2移动。因此，即使不控制第一径向磁轴承部40a的磁力f1，也能够利用第二径向磁轴承部40b对驱动轴19的径向位置进行微调。
48.本公开的第十九方面在第十七方面或第十八方面的电动机系统10的基础上，所述控制部91根据所述间隙检测部70的间隙长度δ6来控制所述第二径向磁轴承部40b的磁力f2，使得所述驱动轴19位于规定的径向位置。
49.在第十九方面中，即使不控制第一径向磁轴承部40a的磁力f1，也能够利用第二径向磁轴承部40b使驱动轴19位于规定的径向位置。
50.本公开的第二十方面在第十七方面到第十九方面中任一方面的电动机系统10的基础上，所述控制部91根据所述间隙检测部70的间隙长度δ6调节流向所述第二径向磁轴承部40b的电流i2的大小，从而来控制所述第二径向磁轴承部40b的磁力f2。
51.在第二十方面中，即使不调节流向第一径向磁轴承部40a的电流i1的大小，也能够控制驱动轴19的径向位置。
52.本公开的第二十一方面在第十九方面或第二十方面的电动机系统10的基础上，所述控制部91控制所述第一径向磁轴承部40a的磁力f1，以便对所述驱动轴19施加恒定的磁力f1。
53.在第二十一方面中，不论间隙检测部70的间隙长度δ6如何，都使第一径向磁轴承部40a的磁力f1保持恒定，从而能够使根据间隙检测部70的间隙长度δ6进行控制的对象仅为第二径向磁轴承部40b。
54.本公开的第二十二方面在第十七方面到第二十一方面中任一方面的电动机系统10的基础上，所述控制部91进行控制，以使得当所述驱动轴19旋转时所述第一径向磁轴承部40a的磁力f1的大小小于当所述驱动轴19不旋转时所述第一径向磁轴承部40a的磁力f1的大小。
55.当驱动轴19旋转时，驱动轴19具有沿第一方向x1移动的趋势，因此，由第一径向磁
轴承部40a产生的第一方向x1上的磁力f1可以较小。在第二十二方面中，能够尽量减小当驱动轴19旋转时第一径向磁轴承部40a施加于驱动轴19上的无用的磁力f1。
56.本公开的第二十三方面在第二十二方面的电动机系统10的基础上，当所述驱动轴19旋转时，所述控制部91使所述第一径向磁轴承部40a的磁力f1的大小为零。
57.在第二十三方面中，能够完全消除第一径向磁轴承部40a施加于驱动轴19上的无用的磁力f1。
58.本公开的第二十四方面在第十五方面到第二十方面中任一方面的电动机系统10的基础上，所述第一径向磁轴承部40a对所述驱动轴19施加仅由永磁铁100产生的磁力f1。
59.在第二十四方面中，能够简化第一径向磁轴承部40a的结构。
60.本公开的第二十五方面在第十五方面到第二十四方面中任一方面的电动机系统10的基础上，所述第一径向磁轴承部40a不根据所述第一径向磁轴承部40a的间隙长度δ4、所述第二径向磁轴承部40b的间隙长度δ5以及所述间隙检测部70的间隙长度δ6中的任一者，而对所述驱动轴19施加磁力f1。
61.在第二十五方面中，由于不需要将间隙长度δ4、δ5、δ6的值反馈给第一径向磁轴承部40a，因此控制第一径向磁轴承部40a的磁力f1变得简单。
62.本公开的第二十六方面以一种涡轮压缩机1为对象。所述涡轮压缩机1包括第十五方面到第二十五方面中任一方面的电动机系统10、以及设置在所述驱动轴19上的叶轮30。
63.在第二十六方面中，能够提供一种涡轮压缩机1，该涡轮压缩机1能够利用在径向上夹着悬浮体(包含驱动轴19的旋转体)而彼此相向的一对径向磁轴承部40a、40b来适当地控制驱动轴19的径向位置。
附图说明
64.图1是示出本公开的第一实施方式所涉及的涡轮压缩机1的结构示例的图；
65.图2是示出第一推力磁轴承部50a的电磁力f1和第二推力磁轴承部50b的电磁力f2随时间产生变化的曲线图；
66.图3是示出在第一推力磁轴承部50a中电磁力f1与电流值i1之间的关系的曲线图；
67.图4是当使第一推力磁轴承部50a的电磁力f1的大小为零时的相当于图1的图；
68.图5是示出第一实施方式的变形例1的推力磁轴承50的结构的图；
69.图6是示出第二实施方式中的径向磁轴承40的结构的图。
具体实施方式
70.(第一实施方式)
71.对本公开的第一实施方式进行说明。需要说明的是，在图1中，将右侧(叶轮30侧)称为“前侧”，将左侧称为“后侧”。
72.涡轮压缩机1适用于空调机等制冷装置。制冷装置包括供制冷剂循环的制冷剂回路。涡轮压缩机1对制冷剂回路中的制冷剂进行压缩。在制冷剂回路中，通过制冷剂循环来进行蒸汽压缩式制冷循环。
73.－涡轮压缩机的结构－
74.图1示出本实施方式所涉及的涡轮压缩机1的结构示例。涡轮压缩机1包括电动机
系统10、机壳11和叶轮30。
75.电动机系统10包括驱动轴19、电动机20、径向磁轴承40、推力磁轴承50、间隙检测部70、触底轴承81、控制部91和电源部92。
76.机壳11形成为两端封闭的圆筒状，且布置成圆筒轴线沿水平方向延伸。机壳11内的空间被壁部14分隔开。比壁部14靠后侧的空间是用于收纳驱动轴19、电动机20、径向磁轴承40、推力磁轴承50和间隙检测部70的驱动机构空间15。比壁部14靠前侧的空间是用于收纳叶轮30的叶轮空间16。
77.〈驱动轴〉
78.驱动轴19以其轴心o延伸的方向为水平方向的方式被收纳在驱动机构空间15中。需要说明的是，在以下的说明中，“轴向”是指驱动轴19的轴心o延伸的方向。在轴向上，“一侧”是指后侧(图1中的左侧)。在轴向上，“另一侧”是指前侧(图1中的右侧)。“径向”是指与轴向正交的方向。“外周侧”是指更远离驱动轴19的轴心o的一侧。“内周侧”是指更接近驱动轴19的轴心o的一侧。“周向”是指以驱动轴19的轴心o为基准的周向。
79.〈电动机〉
80.电动机20具有转子22和定子23。转子22以与驱动轴19一体旋转的方式固定在驱动轴19上。定子23固定在机壳11的内周面上。转子22的外周面与定子23的内周面之间留出规定距离而彼此相向。电动机20例如是永磁同步电机。电动机20使驱动轴19旋转。
81.〈叶轮〉
82.叶轮30由多个叶片形成为外形呈近似圆锥形状。叶轮30设置在驱动轴19上。具体而言，叶轮30以与驱动轴19一体旋转的方式固定在驱动轴19的另一端部(前端部)。叶轮30被收纳在叶轮空间16中。叶轮空间16与吸气管12以及排气管13连接。在叶轮空间16的外周部形成有压缩空间17。吸气管12设置为将气体从外部引入叶轮空间16中。排气管13设置为将在叶轮空间16中被压缩而变为高压后的气体送回外部。
83.＜径向磁轴承＞
84.电动机系统10包括两个径向磁轴承40、40。径向磁轴承40、40作为电磁铁，通过在径向上对驱动轴19施加电磁力，从而以非接触的方式对驱动轴19进行支承。两个径向磁轴承40、40在驱动轴19的轴向上并排布置。另外，两个径向磁轴承40、40夹着电动机20而彼此分开地布置。径向磁轴承40具有转子41和定子42。转子41以与驱动轴19一体旋转的方式固定在驱动轴19上。定子42与转子41之间保持规定距离地布置。定子42固定在机壳11的内周面上。
85.〈推力磁轴承〉
86.电动机系统10包括推力磁轴承50。推力磁轴承50具有第一推力磁轴承部50a和第二推力磁轴承部50b。第一推力磁轴承部50a和第二推力磁轴承部50b彼此相向。第一推力磁轴承部50a和第二推力磁轴承部50b作为电磁铁，通过沿轴向对驱动轴19施加电磁力f1、f2，从而以非接触的方式对驱动轴19进行支承，并以非接触的方式控制驱动轴19的轴向位置。
87.第一推力磁轴承部50a沿第一方向x1对驱动轴19施加电磁力f1。第一方向x1是从驱动轴19的一端(后端)19a朝向另一端(前端)19b的方向。
88.第二推力磁轴承部50b沿第二方向x2对驱动轴19施加电磁力f2。第二方向x2是从驱动轴19的另一端(前端)19b朝向一端(后端)19a的方向。
89.第一推力磁轴承部50a和第二推力磁轴承部50b在驱动轴19的轴向上并排布置。第一推力磁轴承部50a和第二推力磁轴承部50b夹着电动机20而彼此分开地布置。换句话说，电动机20布置在第一推力磁轴承部50a和第二推力磁轴承部50b之间。
90.第一推力磁轴承部50a布置在比电动机20靠第一方向x1侧(轴向另一侧(前侧))的位置。具体而言，第一推力磁轴承部50a在轴向上布置在叶轮30与前侧的径向磁轴承40之间。换句话说，叶轮30布置在比第一推力磁轴承部50a靠第一方向x1侧(前侧)的位置。
91.第二推力磁轴承部50b布置在比电动机20靠第二方向x2侧(轴向一侧(后侧))的位置。具体而言，第二推力磁轴承部50b布置在比后侧的径向磁轴承40靠第二方向x2侧(后侧)的位置。
92.各推力磁轴承部50a、50b具有转子51和定子52。转子51以与驱动轴19一体旋转的方式固定在驱动轴19上。定子52与转子51之间留出规定距离地布置好。定子52固定在机壳11的内周面上。定子52布置在比转子51靠轴向外侧的位置。具体而言，在第一推力磁轴承部50a，定子52布置在比转子51靠第一方向x1侧(前侧)的位置。在第二推力磁轴承部50b，定子52布置在比转子51靠第二方向x2侧(后侧)的位置。
93.在图1中，符号δ1表示第一推力磁轴承部50a的定子52与转子51之间的间隙(gap)(以下称为“第一间隙长度δ1”)。符号δ2表示第二推力磁轴承部50b的定子52与转子51之间的间隙(gap)(以下称为“第二间隙长度δ2”)。
94.图2示出第一推力磁轴承部50a的电磁力f1和第二推力磁轴承部50b的电磁力f2随时间产生变化的情况。如图2所示，第二推力磁轴承部50b对驱动轴19所能施加的电磁力f2的大小大于第一推力磁轴承部50a对驱动轴19所能施加的电磁力f1的大小。电磁力f1、f2的大小例如通过电磁力f1、f2的最大值、平均值等来评价。
95.〈间隙检测部〉
96.间隙检测部70布置在比电动机20靠第二方向x2侧(后侧)的位置。具体而言，间隙检测部70布置在比第二推力磁轴承部50b靠第二方向x2侧(后侧)的位置。换句话说，间隙检测部70布置在与第一推力磁轴承部50a相比靠近第二推力磁轴承部50b的位置。间隙检测部70固定在机壳11的内壁部上。间隙检测部70例如是间隙传感器。
97.在比第二推力磁轴承部50b靠第二方向x2侧(后侧)的位置布置有靶71。靶71以与驱动轴19一体旋转的方式固定在驱动轴19上。间隙检测部70通过检测间隙检测部70与靶71之间的间隙(以下称为“第三间隙长度δ3”)来检测驱动轴19的轴向位置。
98.〈控制部〉
99.控制部91对驱动轴19的位置进行控制。具体而言，控制部91通过控制两个径向磁轴承40、40的电磁力来控制驱动轴19的径向位置。控制部91通过控制推力磁轴承50的电磁力来控制驱动轴19的轴向位置，更具体而言，控制部91通过控制第一推力磁轴承部50a和第二推力磁轴承部50b的电磁力f1、f2来控制驱动轴19的轴向位置。控制部91例如由微型计算机(未图示)和程序构成。程序使微型计算机工作。控制部91的详细结构将在下文中叙述。
100.〈电源部〉
101.电源部92根据来自控制部91的指令信号，向径向磁轴承40和推力磁轴承50分别供给电力(电流)。电源部92例如由脉宽调制(pulse width modulation)放大器构成。
102.〈其他〉
103.图1中的符号80是非磁性环。非磁性环80布置在径向磁轴承40的转子41与推力磁轴承50的转子51之间。图1中的符号81是触底轴承。触底轴承81防止径向磁轴承40的定子42与转子41之间接触、以及推力磁轴承50的定子52与转子51之间接触。
104.－涡轮压缩机的运转动作－
105.对涡轮压缩机1的运转动作进行说明。当向电动机20供给电力时，电动机20的转子22进行旋转。由此，驱动轴19和叶轮30进行旋转。叶轮30旋转，而使得气体从吸气管12被吸入到叶轮空间16中并被压缩。被压缩而成为高压后的气体通过排气管13被从叶轮空间16向外部排出。
106.当涡轮压缩机1运转时，换句话说，当驱动轴19旋转时，特别是当最大负荷时，在驱动轴19上沿第一方向x1施加有平均比第二方向x2上大的外力f0。当驱动轴19旋转时，驱动轴19有向第一方向x1移动的趋势。需要说明的是，即使暂时性地沿第二方向x2对驱动轴19施加比第一方向x1上大的外力也无妨。
107.当驱动轴19旋转时，施加于驱动轴19上的外力主要由制冷剂的流体力与重力的合力构成。当驱动轴19旋转时，流体力主要向轴向上的叶轮30侧(前侧)施加以及沿径向施加。在本实施方式中，驱动轴19布置为沿水平方向延伸，因此，当驱动轴19旋转时，沿轴向施加于驱动轴19上的外力与向叶轮30侧(前侧)施加的流体力大致一致。
[0108]“最大负荷时”是指施加于驱动轴19上的流体力的大小为最大时。“最大负荷时”并不一定是指驱动轴19的转速为最大时。
[0109]
－各间隙长度的相互关系－
[0110]
如果驱动轴19沿第一方向x1移动，则第三间隙长度δ3和第二间隙长度δ2变大。如果驱动轴19沿第一方向x1移动，则第一间隙长度δ1变小。如果驱动轴19沿第二方向x2移动，则第三间隙长度δ3和第二间隙长度δ2变小。如果驱动轴19沿第二方向x2移动，则第一间隙长度δ1变大。
[0111]
在理想状态下，第一推力磁轴承部50a的间隙长度δ1与第二推力磁轴承部50b的间隙长度δ2之和不发生变动。换句话说，第一推力磁轴承部50a的间隙长度δ1的变动量与第二推力磁轴承部50b的间隙长度δ2的变动量彼此相等。因此，在理想状态下，如果控制了推力磁轴承部50a、50b的间隙长度δ1、δ2中的一者，则必然也会控制推力磁轴承部50a、50b的间隙长度δ1、δ2中的另一者。
[0112]
然而，根据温度条件或运转条件等，有时第一推力磁轴承部50a的间隙长度δ1与第二推力磁轴承部50b的间隙长度δ2之和会发生变动。换句话说，存在第一推力磁轴承部50a的间隙长度δ1的变动量与第二推力磁轴承部50b的间隙长度δ2的变动量彼此不同的情况。在该情况下，即使控制推力磁轴承部50a、50b的间隙长度δ1、δ2中的一者，也无法控制推力磁轴承部50a、50b的间隙长度δ1、δ2中的另一者。
[0113]
需要说明的是，作为衡量变动量的尺度，可以列举出目标值与最大值/最小值之差、中位值与最大值/最小值之差、平均值与最大值/最小值之差、以及最小值与最大值之差等。作为在两个间隙长度δ1、δ2之间产生差异的原因的具体例，例如能够列举出由于温度变化而引起的热膨胀、喘振现象等。
[0114]
在本实施方式中，着眼于当涡轮压缩机1的驱动轴19旋转时，在驱动轴19上沿第一方向x1施加有平均比第二方向x2上大的外力f0这一点，通过专门控制第二推力磁轴承部
50b的电磁力f2来控制驱动轴19的轴向位置。具体而言，使第二推力磁轴承部50b的第二间隙长度δ2的变动量比第一推力磁轴承部50a的第一间隙长度δ1的变动量小。
[0115]
为了使第二间隙长度δ2的变动量变小，需要准确地控制第二推力磁轴承部50b的电磁力f2。在本实施方式中，通过将间隙检测部70布置在与第一推力磁轴承部50a相比靠近第二推力磁轴承部50b的位置，来尽量减小第三间隙长度δ3的变动量与第二间隙长度δ2的变动量的差异。因此，在控制第二推力磁轴承部50b的第二间隙长度δ2时，不需要使用与热膨胀相关的修正值和估算法则等，而是基本能够直接使用间隙检测部70的第三间隙长度δ3。
[0116]
需要说明的是，如以下说明的那样，想要准确地控制第一推力磁轴承部50a的电磁力f1是很困难的。图3示出第一推力磁轴承部50a的输出电磁力f1与输入电流值i1之间的关系。如图3所示，热膨胀时的输出电磁力f1的大小与非热膨胀时的输出电磁力f1的大小彼此不同。这是因为，由于电磁力f1能够用以第一间隙长度δ1为参数的函数表达，所以当第一间隙长度δ1因热膨胀而变动时，即使输入电流值i1相同，输出电磁力f1的大小也会产生变动。也就是说，为了准确地控制第一推力磁轴承部50a的电磁力f1，就必须准确地检测第一间隙长度δ1。
[0117]
然而，第一推力磁轴承部50a越远离间隙检测部70，第三间隙长度δ3的变动量与第一间隙长度δ1的变动量之间就越容易产生差异。因此，虽然第一间隙长度δ1是决定电磁力f1的大小的重要参数，但很难根据第三间隙长度δ3直接对其进行检测。
[0118]
－推力磁轴承的控制方式－
[0119]
控制部91对第一推力磁轴承部50a的电磁力f1和第二推力磁轴承部50b的电磁力f2进行控制。具体而言，如图1、图2所示，控制部91向电源部92输入指令信号l1。电源部92根据指令信号l1，使电流i1流向第一推力磁轴承部50a。控制部91向电源部92输入指令信号l2。电源部92根据指令信号l2，使电流i2流向第二推力磁轴承部50b。
[0120]
控制部91控制第一推力磁轴承部50a的电磁力f1和第二推力磁轴承部50b的电磁力f2，使得第二推力磁轴承部50b的第二间隙长度δ2的变动量比第一推力磁轴承部50a的第一间隙长度δ1的变动量小。需要说明的是，控制部91也可以不控制第一推力磁轴承部50a的电磁力f1，而是仅控制第二推力磁轴承部50b的电磁力f2。换句话说，控制部91至少控制第二推力磁轴承部50b的电磁力f2即可。
[0121]
如图2所示，控制部91进行控制，以使得在任意时刻第二推力磁轴承部50b的电磁力f2的振幅a2都比第一推力磁轴承部50a的电磁力f1的振幅a1大。换句话说，第二推力磁轴承部50b的电磁力f2的振幅a2是能够在任意时刻变化的变量。
[0122]
控制部91根据间隙检测部70的第三间隙长度δ3来控制第二推力磁轴承部50b的电磁力f2，使得驱动轴19位于规定的轴向位置。
[0123]
控制部91根据间隙检测部70的第三间隙长度δ3调节流向第二推力磁轴承部50b的电流i2的大小，从而来控制第二推力磁轴承部50b的电磁力f2。
[0124]
如图2所示，控制部91控制第一推力磁轴承部50a的电磁力f1，使得恒定的电磁力f1施加于驱动轴19。该恒定的电磁力f1可以是比零大的常数(参照图2的实线)。该恒定的电磁力f1也可以是零。该恒定的电磁力f1也可以用具有恒定的振幅a1的正弦波来表示(参照图2的双点划线)。在该情况下，第一推力磁轴承部50a的电磁力f1的振幅a1是不随时间变化
的恒定常数。
[0125]
此处，当涡轮压缩机1运转时(驱动轴19旋转时)，在驱动轴19上沿第一方向x1施加有比第二方向x2上大的外力f0。因而，利用第一推力磁轴承部50a对驱动轴19施加第一方向x1上的电磁力f1的必要性本来就很低。
[0126]
因此，控制部91进行控制，以使得当驱动轴19旋转时第一推力磁轴承部50a的电磁力f1的大小小于当驱动轴19不旋转时第一推力磁轴承部50a的电磁力f1的大小。
[0127]
如图4所示，当驱动轴19旋转时，控制部91也可以使第一推力磁轴承部50a的电磁力f1的大小为零。作为使电磁力f1的大小为零的方法，例如有不使电流i1流向第一推力磁轴承部50a的方法(参照图4)。
[0128]
－第一实施方式的效果－
[0129]
能够提供一种即使在两个推力磁轴承部50a、50b彼此分开布置的情况下也能够控制驱动轴19的轴向位置的电动机系统10。
[0130]
能够使间隙检测部70的第三间隙长度δ3尽量接近第二推力磁轴承部50b的第二间隙长度δ2。因此，在对变动量小而需要微调的第二推力磁轴承部50b的第二间隙长度δ2进行调节时，能够尽量不使用修正值和估算法则等，而是基本直接使用间隙检测部70的第三间隙长度δ3。另外，不需要准备多个间隙检测部70，因此能够使控制系统简化。
[0131]
能够对第二推力磁轴承部50b的第二间隙长度δ2进行微调。
[0132]
即使不控制第一推力磁轴承部50a的电磁力f1，通过控制第二推力磁轴承部50b的电磁力f2，也能够使第二推力磁轴承部50b的第二间隙长度δ2的变动量变小。
[0133]
利用第二推力磁轴承部50b，能够在任意时刻使因外力f0而具有沿第一方向x1移动的趋势的驱动轴19沿第二方向x2移动。因此，即使不控制第一推力磁轴承部50a的电磁力f1，也能够利用第二推力磁轴承部50b对驱动轴19的轴向位置进行微调。另外，通过使第二推力磁轴承部50b的电磁力f2的振幅a2比第一推力磁轴承部50a的电磁力f1的振幅a1更大幅度地产生变化(更大幅度地振动)，从而难以受到热膨胀的影响，能够防止控制性能劣化。
[0134]
即使不控制第一推力磁轴承部50a的电磁力f1，也能够利用第二推力磁轴承部50b使驱动轴19位于规定的轴向位置。
[0135]
即使不调节流向第一推力磁轴承部50a的电流i1的大小，也能够控制驱动轴19的轴向位置。
[0136]
不论间隙检测部70的第三间隙长度δ3如何，都使第一推力磁轴承部50a的电磁力f1保持恒定，从而能够使根据间隙检测部70的第三间隙长度δ3进行控制的对象仅为第二推力磁轴承部50b。
[0137]
当驱动轴19旋转时，驱动轴19具有沿第一方向x1移动的趋势，因此，由第一推力磁轴承部50a产生的第一方向x1上的电磁力f1可以较小。在本实施方式中，能够尽量减小当驱动轴19旋转时第一推力磁轴承部50a施加于驱动轴19上的无用的电磁力f1。
[0138]
通过使第一推力磁轴承部50a的电磁力f1的大小为零，从而能够完全消除第一推力磁轴承部50a施加于驱动轴19上的无用的电磁力f1。
[0139]
能够提供一种即使在两个推力磁轴承部50a、50b彼此分开布置的情况下也能够控制驱动轴19的轴向位置的涡轮压缩机1。
[0140]
假设间隙检测部70和叶轮30相对于电动机20布置在轴向相同的一侧，则驱动轴19
会变长与设置间隙检测部70的空间相应的量。在该情况下，由于悬浮体(包含驱动轴19的旋转体)变长，所以共振频率变低，有时会给磁悬浮控制带来负面影响。在本实施方式中，间隙检测部70和叶轮30夹着电动机20在轴向上彼此分开布置，从而能够抑制悬浮体变长。因此，能够抑制对于磁悬浮控制的负面影响。
[0141]
(第一实施方式的变形例1)
[0142]
图5示出第一实施方式的变形例1中的推力磁轴承50的结构。在本变形例中，第一推力磁轴承部50a不具有线圈，在驱动轴19上施加仅由永磁铁100产生的磁力f1。永磁铁100由支承部101支承住。
[0143]
在该情况下，第二推力磁轴承部50b作为电磁铁，对驱动轴19施加电磁力f2。第二推力磁轴承部50b具有线圈102。线圈102被铁芯等磁性材料103卷绕。控制部91向电源部92输入指令信号l2。电源部92根据指令信号l2使电流i2流向第二推力磁轴承部50b的线圈102。控制部91不对第一推力磁轴承部50a的磁力f1进行控制。
[0144]
第二推力磁轴承部50b除了具有线圈102，还可以具有永磁铁100，未图示。
[0145]
－第一实施方式的变形例1的效果－
[0146]
能够简化第一推力磁轴承部50a的结构。
[0147]
(第一实施方式的变形例2)
[0148]
在本变形例中，第一推力磁轴承部50a不根据第一推力磁轴承部50a的第一间隙长度δ1、第二推力磁轴承部50b的第二间隙长度δ2以及间隙检测部70的第三间隙长度δ3中的任何一者，而对驱动轴19施加磁力f1，未图示。
[0149]
作为施加磁力f1的方法，例如有：以不根据间隙长度δ1、δ2、δ3而施加磁力f1的方式，利用控制部91控制第一推力磁轴承部50a的方法；不使用控制部91，而将第一推力磁轴承部50a的线圈102与直流母线(dc母线)直接连接来施加恒定的电压的方法等。
[0150]
作为磁力f1的大小，例如可以考虑大于零的常数、零、具有恒定振幅的正弦波、由规定算法构成的变量等。
[0151]
－第一实施方式的变形例2的效果－
[0152]
由于不需要将间隙长度δ1、δ2、δ3的值反馈给第一推力磁轴承部50a，因此控制第一推力磁轴承部50a的磁力f1变得简单。
[0153]
(第一实施方式的其他变形例)
[0154]
在本实施方式中，在各推力磁轴承部50a、50b，转子51布置在轴向内侧而定子52布置在轴向外侧，但并不限定于此。例如也可以是，在推力磁轴承部50a、50b，转子51布置在轴向外侧而定子52布置在轴向内侧。在该情况下，第一推力磁轴承部50a布置在比电动机20靠第二方向x2侧(后侧)的位置，并沿第一方向x1施加磁力f1。第二推力磁轴承部50b布置在比电动机20靠第一方向x1侧(前侧)的位置，并沿第二方向x2施加磁力f2。
[0155]
在本实施方式中，驱动轴19布置为沿水平方向延伸，但并不限定于此。例如，驱动轴19也可以布置为沿铅直方向延伸且叶轮30侧位于铅直方向的上侧。在该情况下，当驱动轴19旋转时，沿轴向施加于驱动轴19上的外力是向叶轮30侧(铅直方向上侧)施加的流体力与向叶轮30侧的相反侧(铅直方向下侧)施加的重力的合力。因此，也有可能是，平均较大的外力f0并不是朝着叶轮30侧(铅直方向上侧)施加于驱动轴19上，而是朝着叶轮30侧的相反侧(铅直方向下侧)施加于驱动轴19上。
[0156]
(第二实施方式)
[0157]
图6示出第二实施方式中的径向磁轴承40的结构。在本实施方式中，至少一个径向磁轴承40具有第一径向磁轴承部40a和第二径向磁轴承部40b。
[0158]
第一径向磁轴承部40a和第二径向磁轴承部40b在驱动轴19的径向上排列且彼此相向。第一径向磁轴承部40a和第二径向磁轴承部40b通过沿径向对驱动轴19施加磁力f1、f2，从而以非接触的方式支承驱动轴19，并以非接触的方式控制驱动轴19的径向位置。
[0159]
当驱动轴19旋转时，在驱动轴19上沿第一方向x1施加有平均比第二方向x2上大的外力f0，该第一方向x1是从第二径向磁轴承部40b侧朝向第一径向磁轴承部40a侧的方向，该第二方向x2是从第一径向磁轴承部40a侧朝向第二径向磁轴承部40b侧的方向。
[0160]
第一径向磁轴承部40a沿第一方向x1对驱动轴19施加磁力f1。第二径向磁轴承部40b沿第二方向x2对驱动轴19施加磁力f2。第二径向磁轴承部40b对驱动轴19所能够施加的磁力f2的大小大于第一径向磁轴承部40a对驱动轴19所能够施加的磁力f1的大小。
[0161]
间隙检测部70对驱动轴19的径向位置进行检测。间隙检测部70布置在与第一径向磁轴承部40a相比靠近第二径向磁轴承部40b的位置。
[0162]
在图6中，符号δ4表示第一径向磁轴承部40a的定子42与转子41之间的间隙长度δ4。符号δ5表示第二径向磁轴承部40b的定子42与转子41之间的间隙长度δ5。符号δ6表示间隙检测部70与转子41之间的间隙长度δ6。需要说明的是，间隙长度δ6也可以是间隙检测部70与靶(未图示)之间的间隙，该靶以与悬浮体(包含驱动轴19的旋转体)一体旋转的方式固定在悬浮体上。
[0163]
电动机系统10也可以构成为：在第一径向磁轴承部40a的间隙长度δ4的变动量与第二径向磁轴承部40b的间隙长度δ5的变动量彼此不同的情况下，第二径向磁轴承部40b的间隙长度δ5的变动量比第一径向磁轴承部40a的间隙长度δ4的变动量小。
[0164]
电动机系统10也可以还包括控制部91，该控制部91至少对第二径向磁轴承部40b的磁力f2进行控制，使得第二径向磁轴承部40b的间隙长度δ5的变动量比第一径向磁轴承部40a的间隙长度δ4的变动量小。
[0165]
也可以是，控制部91进行控制，以使得在任意时刻第二径向磁轴承部40b的磁力f2的振幅a2都比第一径向磁轴承部40a的磁力f1的振幅a1大。
[0166]
也可以是，控制部91根据间隙检测部70的间隙长度δ6来控制第二径向磁轴承部40b的磁力f2，使得驱动轴19位于规定的径向位置。
[0167]
也可以是，控制部91根据间隙检测部70的间隙长度δ6调节流向第二径向磁轴承部40b的电流i2的大小，由此来控制第二径向磁轴承部40b的磁力f2。
[0168]
也可以是，控制部91控制第一径向磁轴承部40a的磁力f1，以便对驱动轴19施加恒定的磁力f1。
[0169]
也可以是，控制部91进行控制，以使得当驱动轴19旋转时第一径向磁轴承部40a的磁力f1的大小小于当驱动轴19不旋转时第一径向磁轴承部40a的磁力f1的大小。
[0170]
也可以是，控制部91在驱动轴19旋转时使第一径向磁轴承部40a的磁力f1的大小为零。
[0171]
也可以是，如图6所示的那样，第一径向磁轴承部40a不具有线圈，对驱动轴19仅施加由永磁铁100产生的磁力f1。另外，也可以是，第一径向磁轴承部40a作为具有线圈的电磁
铁，对驱动轴19施加电磁力f1。
[0172]
也可以是，第一径向磁轴承部40a不根据第一径向磁轴承部40a的间隙长度δ4、第二径向磁轴承部40b的间隙长度δ5以及间隙检测部70的间隙长度δ6中的任一者，而对驱动轴19施加磁力f1。
[0173]
当驱动轴19旋转时，在径向上对驱动轴19施加的外力是施加于驱动轴19上的流体力与重力的合力。优选的是，根据平均较大的外力f0施加于驱动轴19的第一方向x1，适当地在第一方向x1侧布置第一径向磁轴承部40a，并在第一方向x1侧的相反侧即第二方向x2侧布置第二径向磁轴承部40b。
[0174]
例如，在驱动轴19布置为沿水平方向延伸的情况下，就沿径向施加于驱动轴19上的外力而言，多数情况下重力比流体力更处于支配地位。在该情况下，平均较大的外力f0施加于驱动轴19的第一方向x1是铅直向下的方向。因此，在该情况下优选的是，将第一径向磁轴承部40a布置在相对于驱动轴19靠铅直方向下侧的位置，且将第二径向磁轴承部40b布置在相对于驱动轴19靠铅直方向上侧的位置。
[0175]
在本实施方式中，第一径向磁轴承部40a与第二径向磁轴承部40b以180
°
间隔各布置了一个(共计两个)，但并不限定于此，例如也可以以90
°
间隔各布置两个(共计四个)。
[0176]
和第一径向磁轴承部40a及第二径向磁轴承部40b相关的其他结构与第一推力磁轴承部50a和第二推力磁轴承部50b的情况相同，因此省略详细的说明。
[0177]
－第二实施方式的效果－
[0178]
能够提供一种电动机系统10，该电动机系统10能够利用在径向上夹着悬浮体(包含驱动轴19的旋转体)而彼此相向的一对径向磁轴承部40a、40b来适当地控制驱动轴19的径向位置。
[0179]
当利用径向磁轴承部40a、40b来控制驱动轴19的径向位置时，能够得到与利用推力磁轴承部50a、50b来控制驱动轴19的轴向位置的情况相同的效果。
[0180]
(其他实施方式)
[0181]
电动机系统10也可以适用于例如泵等其他旋转机械。
[0182]
以上对实施方式和变形例进行了说明，但应理解的是可以在不脱离权利要求书的主旨以及范围的情况下，对其方式和具体情况进行各种改变。只要不影响本公开的对象的功能，则也可以对以上的实施方式和变形例进行适当的组合或替换。
[0183]
－符号说明－
[0184]
x1
ꢀꢀꢀꢀ
第一方向
[0185]
x2
ꢀꢀꢀꢀ
第二方向
[0186]
δ1
ꢀꢀꢀꢀ
第一间隙长度
[0187]
δ2
ꢀꢀꢀꢀ
第二间隙长度
[0188]
δ3
ꢀꢀꢀꢀ
第三间隙长度
[0189]
δ4
ꢀꢀꢀꢀ
间隙长度
[0190]
δ5
ꢀꢀꢀꢀ
间隙长度
[0191]
δ6
ꢀꢀꢀꢀ
间隙长度
[0192]
f0
ꢀꢀꢀꢀ
外力
[0193]
f1
ꢀꢀꢀꢀ
电磁力(磁力)
[0194]
f2
ꢀꢀꢀꢀ
电磁力(磁力)
[0195]
a1
ꢀꢀꢀꢀ
振幅
[0196]
a2
ꢀꢀꢀꢀ
振幅
[0197]
i1
ꢀꢀꢀꢀ
电流
[0198]
i2
ꢀꢀꢀꢀ
电流
[0199]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
涡轮压缩机
[0200]
10
ꢀꢀꢀꢀ
电动机系统
[0201]
19
ꢀꢀꢀꢀ
驱动轴
[0202]
19a
ꢀꢀꢀ
一端
[0203]
19b
ꢀꢀꢀ
另一端
[0204]
20
ꢀꢀꢀꢀ
电动机
[0205]
30
ꢀꢀꢀꢀ
叶轮
[0206]
40
ꢀꢀꢀꢀ
径向磁轴承
[0207]
40a
ꢀꢀꢀ
第一径向磁轴承部
[0208]
40b
ꢀꢀꢀ
第二径向磁轴承部
[0209]
50
ꢀꢀꢀꢀ
推力磁轴承
[0210]
50a
ꢀꢀꢀ
第一推力磁轴承部
[0211]
50b
ꢀꢀꢀ
第二推力磁轴承部
[0212]
70
ꢀꢀꢀꢀ
间隙检测部
[0213]
71
ꢀꢀꢀꢀ
靶
[0214]
91
ꢀꢀꢀꢀ
控制部
[0215]
100
ꢀꢀꢀ
永磁铁
技术特征：
1.一种电动机系统(10)，其特征在于：所述电动机系统(10)包括驱动轴(19)、第一磁轴承部(40a、50a)和第二磁轴承部(40b、50b)、电动机(20)以及间隙检测部(70)，所述第一磁轴承部(40a、50a)和所述第二磁轴承部(40b、50b)彼此相向地支承所述驱动轴(19)，所述电动机(20)使所述驱动轴(19)旋转，所述间隙检测部(70)对所述驱动轴(19)的位置进行检测，当所述驱动轴(19)旋转时，在所述驱动轴(19)上沿第一方向(x1)施加有平均比第二方向(x2)上大的外力(f0)，所述第一方向(x1)是从所述第二磁轴承部(40b、50b)侧朝向所述第一磁轴承部(40a、50a)侧的方向，所述第二方向(x2)是从所述第一磁轴承部(40a、50a)侧朝向所述第二磁轴承部(40b、50b)侧的方向，所述第一磁轴承部(40a、50a)沿所述第一方向(x1)对所述驱动轴(19)施加磁力(f1)，所述第二磁轴承部(40b、50b)沿所述第二方向(x2)对所述驱动轴(19)施加磁力(f2)，所述第二磁轴承部(40b、50b)对所述驱动轴(19)所能够施加的磁力(f2)的大小大于所述第一磁轴承部(40a、50a)对所述驱动轴(19)所能够施加的磁力(f1)的大小，所述间隙检测部(70)布置在与所述第一磁轴承部(40a、50a)相比靠近所述第二磁轴承部(40b、50b)的位置。2.根据权利要求1所述的电动机系统(10)，其特征在于：所述第一磁轴承部(40a、50a)和所述第二磁轴承部(40b、50b)是在所述驱动轴(19)的轴向上排列的第一推力磁轴承部(50a)和第二推力磁轴承部(50b)，所述电动机(20)布置在所述第一推力磁轴承部(50a)和所述第二推力磁轴承部(50b)之间，所述间隙检测部(70)对所述驱动轴(19)的轴向位置进行检测，所述第一方向(x1)是从所述驱动轴(19)的一端(19a)朝向另一端(19b)的方向，所述第二方向(x2)是从所述驱动轴(19)的另一端(19b)朝向一端(19a)的方向。3.根据权利要求2所述的电动机系统(10)，其特征在于：在所述第一推力磁轴承部(50a)的间隙长度(δ1)的变动量与所述第二推力磁轴承部(50b)的间隙长度(δ2)的变动量彼此不同的情况下，所述第二推力磁轴承部(50b)的间隙长度(δ2)的变动量比所述第一推力磁轴承部(50a)的间隙长度(δ1)的变动量小。4.根据权利要求3所述的电动机系统(10)，其特征在于：所述电动机系统(10)还包括控制部(91)，所述控制部(91)至少对所述第二推力磁轴承部(50b)的磁力(f2)进行控制，使得所述第二推力磁轴承部(50b)的间隙长度(δ2)的变动量比所述第一推力磁轴承部(50a)的间隙长度(δ1)的变动量小。5.根据权利要求4所述的电动机系统(10)，其特征在于：所述控制部(91)进行控制，以使得在任意时刻所述第二推力磁轴承部(50b)的磁力(f2)的振幅(a2)都比所述第一推力磁轴承部(50a)的磁力(f1)的振幅(a1)大。6.根据权利要求4或5所述的电动机系统(10)，其特征在于：所述控制部(91)根据所述间隙检测部(70)的间隙长度(δ3)来控制所述第二推力磁轴承部(50b)的磁力(f2)，使得所述驱动轴(19)位于规定的轴向位置。
7.根据权利要求4到6中任一项权利要求所述的电动机系统(10)，其特征在于：所述控制部(91)根据所述间隙检测部(70)的间隙长度(δ3)调节流向所述第二推力磁轴承部(50b)的电流(i2)的大小，从而来控制所述第二推力磁轴承部(50b)的磁力(f2)。8.根据权利要求6或7所述的电动机系统(10)，其特征在于：所述控制部(91)控制所述第一推力磁轴承部(50a)的磁力(f1)，以便对所述驱动轴(19)施加恒定的磁力(f1)。9.根据权利要求4到8中任一项权利要求所述的电动机系统(10)，其特征在于：所述控制部(91)进行控制，以使得当所述驱动轴(19)旋转时所述第一推力磁轴承部(50a)的磁力(f1)的大小小于当所述驱动轴(19)不旋转时所述第一推力磁轴承部(50a)的磁力(f1)的大小。10.根据权利要求9所述的电动机系统(10)，其特征在于：当所述驱动轴(19)旋转时，所述控制部(91)使所述第一推力磁轴承部(50a)的磁力(f1)的大小为零。11.根据权利要求2到7中任一项权利要求所述的电动机系统(10)，其特征在于：所述第一推力磁轴承部(50a)对所述驱动轴(19)施加仅由永磁铁(100)产生的磁力(f1)。12.根据权利要求2到11中任一项权利要求所述的电动机系统(10)，其特征在于：所述第一推力磁轴承部(50a)不根据所述第一推力磁轴承部(50a)的间隙长度(δ1)、所述第二推力磁轴承部(50b)的间隙长度(δ2)以及所述间隙检测部(70)的间隙长度(δ3)中的任一者，而对所述驱动轴(19)施加磁力(f1)。13.一种涡轮压缩机(1)，其特征在于：所述涡轮压缩机(1)包括权利要求2到12中任一项权利要求所述的电动机系统(10)、以及设置在所述驱动轴(19)上的叶轮(30)。14.根据权利要求13所述的涡轮压缩机(1)，其特征在于：所述第一推力磁轴承部(50a)布置在比所述电动机(20)靠所述第一方向(x1)侧的位置，所述第二推力磁轴承部(50b)布置在比所述电动机(20)靠所述第二方向(x2)侧的位置，所述间隙检测部(70)布置在比所述电动机(20)靠所述第二方向(x2)侧的位置，所述叶轮(30)布置在比所述第一推力磁轴承部(50a)靠所述第一方向(x1)侧的位置。15.根据权利要求1所述的电动机系统(10)，其特征在于：所述第一磁轴承部(40a、50a)和所述第二磁轴承部(40b、50b)是在所述驱动轴(19)的径向上排列的第一径向磁轴承部(40a)和第二径向磁轴承部(40b)，所述间隙检测部(70)对所述驱动轴(19)的径向位置进行检测。16.根据权利要求15所述的电动机系统(10)，其特征在于：在所述第一径向磁轴承部(40a)的间隙长度(δ4)的变动量与所述第二径向磁轴承部(40b)的间隙长度(δ5)的变动量彼此不同的情况下，所述第二径向磁轴承部(40b)的间隙长度(δ5)的变动量比所述第一径向磁轴承部(40a)的间隙长度(δ4)的变动量小。17.根据权利要求16所述的电动机系统(10)，其特征在于：
所述电动机系统(10)还包括控制部(91)，所述控制部(91)至少对所述第二径向磁轴承部(40b)的磁力(f2)进行控制，使得所述第二径向磁轴承部(40b)的间隙长度(δ5)的变动量比所述第一径向磁轴承部(40a)的间隙长度(δ4)的变动量小。18.根据权利要求17所述的电动机系统(10)，其特征在于：所述控制部(91)进行控制，以使得在任意时刻所述第二径向磁轴承部(40b)的磁力(f2)的振幅(a2)都比所述第一径向磁轴承部(40a)的磁力(f1)的振幅(a1)大。19.根据权利要求17或18所述的电动机系统(10)，其特征在于：所述控制部(91)根据所述间隙检测部(70)的间隙长度(δ6)来控制所述第二径向磁轴承部(40b)的磁力(f2)，使得所述驱动轴(19)位于规定的径向位置。20.根据权利要求17到19中任一项权利要求所述的电动机系统(10)，其特征在于：所述控制部(91)根据所述间隙检测部(70)的间隙长度(δ6)调节流向所述第二径向磁轴承部(40b)的电流(i2)的大小，从而来控制所述第二径向磁轴承部(40b)的磁力(f2)。21.根据权利要求19或20所述的电动机系统(10)，其特征在于：所述控制部(91)控制所述第一径向磁轴承部(40a)的磁力(f1)，以便对所述驱动轴(19)施加恒定的磁力(f1)。22.根据权利要求17到21中任一项权利要求所述的电动机系统(10)，其特征在于：所述控制部(91)进行控制，以使得当所述驱动轴(19)旋转时所述第一径向磁轴承部(40a)的磁力(f1)的大小小于当所述驱动轴(19)不旋转时所述第一径向磁轴承部(40a)的磁力(f1)的大小。23.根据权利要求22所述的电动机系统(10)，其特征在于：当所述驱动轴(19)旋转时，所述控制部(91)使所述第一径向磁轴承部(40a)的磁力(f1)的大小为零。24.根据权利要求15到20中任一项权利要求所述的电动机系统(10)，其特征在于：所述第一径向磁轴承部(40a)对所述驱动轴(19)施加仅由永磁铁(100)产生的磁力(f1)。25.根据权利要求15到24中任一项权利要求所述的电动机系统(10)，其特征在于：所述第一径向磁轴承部(40a)不根据所述第一径向磁轴承部(40a)的间隙长度(δ4)、所述第二径向磁轴承部(40b)的间隙长度(δ5)以及所述间隙检测部(70)的间隙长度(δ6)中的任一者，而对所述驱动轴(19)施加磁力(f1)。26.一种涡轮压缩机(1)，其特征在于：所述涡轮压缩机(1)包括权利要求15到25中任一项权利要求所述的电动机系统(10)、以及设置在所述驱动轴(19)上的叶轮(30)。
技术总结
电动机系统(10)包括第一推力磁轴承部(50A)和第二推力磁轴承部(50B)、布置在两个轴承部之间的电动机(20)、以及检测驱动轴(19)的轴向位置的检测部(70)。在驱动轴上沿第一方向(X1)施加有比第二方向(X2)上大的外力(F0)。第一轴承部沿第一方向对驱动轴施加电磁力(F1)。第二轴承部沿第二方向对驱动轴施加电磁力(F2)。第二轴承部的电磁力比第一轴承部的电磁力大。检测部布置在与第一轴承部相比靠近第二轴承部的位置。轴承部的位置。轴承部的位置。
技术研发人员：
阪胁笃
受保护的技术使用者：
大金工业株式会社
技术研发日：
2021.03.17
技术公布日：
2022/11/25
