Die Erfindung betrifft eine radiale, aktive magnetische Lagervorrichtung gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb derselben gemäss dem Oberbegiff von Anspruch 9.

Auε der EP 0 612 928 ist ein radiales, aktives magnetisches Lager zum berührungslosen Lagern eines rotierbaren Körpers bekannt. Ein derartiges magnetisches Lager umfasst jeweils drei in Umfangsrichtung um je 120 Grad versetzt angeordnete Elektromagnete, wobei jedes der drei Elektromagnete von einem separaten Verstärker mit elektrischer Energie versorgt wird. Ein Nachteil dieses bekannten magnetischen Lagers ist darin zu sehen, dass drei separate Leistungsverεtärker notwendig sind, die zudem besonders angepasst ausgestaltet und daher relativ teuer sind.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine wirtschaftlich vorteilhaftere, aktive magnetische Lagervorrichtung vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird gelöst gemäss den Merkmalen von Anspruch 1. Die Unteransprüche 2 biε 8 beziehen sich auf

weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Verfahren gemäsε den Merkmalen von Anspruch 9.

Ein radiales, aktives magnetisches Lager verwendet die sogenannte Maxwell-Kraft, um ein rotierbares Teil berührungslos in der Schwebe zu halten. Diese Maxwell- Kraft ist der Grund für die Anziehungskraft magnetisch leitfähiger Körper, die sich in einem Magnetfeld befinden.

Die Aufgabe, ein wirtschaftlich vorteilhafteres, radiales, aktives, auf der Maxwell-Kraft basierendes magnetisches Lager vorzuschlagen wird insbesondere dadurch gelöst, dass im Lager zumindest drei Elektromagnete verteilt angeordnet sind, und dass ein Drehstromsteller vorgesehen ist zur Ansteuerung der Spulen der Elektromagnete.

Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass als Drehstromsteller ein konventioneller, dreiphasiger Drehstromsteller bzw. ein dreiphasiger Umrichter verwendbar ist. Bei diesen Drehstromstellern handelt es sich um ein Standardprodukt zur Ansteuerung elektrischer Maschinen, weshalb ein derartiger Drehεtromsteller sehr kostengünstig erhältlich ist.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass ein konventioneller, dreiphasiger Drehstromεteller. meiεtens einen integrierten Microcontroller aufweist, welcher für Regelaufgaben verwendbar ist. Zur Verwendung des Drehstromstellerε alε AnSteuervorrichtung für ein aktives magnetisches Lager bedarf es eines entsprechend angepassten Regelverfahrens, das üblicherweise in Form von Programmzeilen (Software) im Microcontroller des Drehstromstellerε abgelegt werden kann. Somit kann die an

sich aufwendige Signalverarbeitung weitgehend vom im Drehstromsteller integrierten Microcontroller durchgeführt werden, was Kosten für eine zusätzliche SignalVerarbeitungsvorrichtung erspart.

Das erfindungsgemässe aktive, magnetische Lager kann als ein Innenläufer, d.h. mit einem innenliegenden Rotor, oder als ein Aussenläufer, d.h. mit einem die Elektromagnete aussen umgebenden Rotor, ausgestaltet sein. Das aktive, magnetische Lager erfordert eine Vormagnetisierung, welche durch ein Permanentmagnet oder durch eine Spule mit einem Gleichstromanteil erzeugbar ist.

Die Erfindung wird mit mehreren Ausführungεbeispielen im Detail beschrieben. Es zeigen:

Fig. la eine Seitenanεicht eines magnetischen Lagers mit drei Elektromagneten;

Fig. lb eine elektrische Schaltung mit dreiphasigem Drehstromsteller zur Ansteuerung deε drei Elektromagnete umfassenden magnetischen Lagers;

Fig. lc eine Seitenanεicht eines magnetischen Lagers mit sechs Elektromagneten;

Fig. ld eine elektrische Schaltung mit dreiphasigem Drehstromsteller zur Ansteuerung des sechs Elektromagnete umfasεenden magnetischen Lagers;

Fig. 2a eine Seitenansicht eines magnetischen Lagers mit vier Elektromagneten;

Fig. 2b eine elektrische Schaltung mit dreiphasigem Drehstromsteller zur Ansteuerung des vier Elektromagnete umfassenden Lagers;

Fig. 3 eine im Drehstromsteller angeordnete Regelvorrichtung zur Ansteuerung des magnetischen Lagers;

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines magnetischen Lagers mit vier Spulen;

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines magnetischen Lagers mit vier Spulen;

Fig. 6 ein magnetisches Lager mit drei als

Drehstromwicklung ausgestalteten Spulen;

Fig. 6a einen Querschnitt durch ein Lager gemäss Fig. 6;

Fig. 7a ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel eines magnetischen Lagers;

Fig. 7b eine elektrische Schaltung zur Ansteuerung deε magnetiεchen Lagerε gemäεs Fig. 7a;

Fig. 8a,8b Auεführungsbeispiele einer zuεätzlich in axialer Richtung ansteuerbaren

Lagervorrichtung;

Fig. 8c eine elektrische Schaltung zur Ansteuerung der magnetischen Lagervorrichtung gemäss Fig. 8a.

Fig. la zeigt in einer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines radialen, aktiven magnetischen Lagers. Der als Welle ausgeεtaltete Rotor l wird durch

drei diskret und u-förmig ausgestaltete, in Umfangsrichtung um je 120° versetzt angeordnete Elektromagnete 2u,2v,2w berührungslos in der Schwebe gehalten. Jeder Elektromagnet 2u,2v,2w weiεt eine Spule Lu,Lv,Lw auf zur Erzeugung eines zeitlich variablen, magnetischen Flusεeε φl, φ2, φ3. Jede Spule Lu,Lv,Lw ist über elektrische Verbindungsleitungen 3u,3v,3w mit einem nicht dargestellten Drehstromsteller 10 verbunden. Das magnetische Lager erfordert eine Vormagnetiεierung, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch drei mit einem Gleichstrom durchflossene Spulen 4u, 4v, 4w erzeugt wird. An jedem Spulenkern 2u, 2v, 2w ist eine gleichsinnig gewickelte Spule 4u, 4v, 4w angeordnet. Die Spulen 4u, 4v, 4w sind über einen elektrischen Leiter 5 in einer Serieschaltung miteinander verbunden und sind daher von einem gemeinsamen Gleichstrom io durchflössen. Weiter ist die horizontale X-Richtung und die vertikale Y-Richtung des Lagers dargestellt, sowie die auf die Welle 1 wirkenden Kräfte Fx und Fy. Die einzelnen Elektromagnete 2u,2v,2w sind mit einer Verlaufsrichtung u,v,w, um je 120° in Umfangsrichtung der Welle 1 versetzt angeordnet.

Fig. lb zeigt die elektrische Verbindung eines dreiphasigen Drehstromstellerε 10 mit den Spulen Lu,Lv,Lw deε radialen, aktiven, magnetischen Lagers gemäεε Fig. la. Der Drehstromsteller 10 wird mit einer Zwischenkreisspannung Uz betrieben und weist einen Kondensator Cz auf. Der Drehstromsteller 10 umfasεt ein , Leiεtungsteil 10a sowie eine nicht dargestellte Signalverarbeitungεvorrichtung 10b, welche einen

MikrocontroUer umfasεt. Die drei Spulen Lu,Lv,Lw εind in einer Sternschaltung miteinander verbunden, wobei die drei Phasenströme iu, iv, iw über die elektrischen Leiter 3u, 3v, 3w vom Leitungsteil 10a des Drehstromεtellerε 10 den Spulen Lu, Lv, Lw zugeführt εind. Die drei Spulen

Lu,Lv,Lw könnten auch in einer Dreieckschaltung mit dem Drehstromsteller 10 verbunden sein. Der Leistungsteil 10a weist drei Brückenzweige auf, welche mit je einem elektrischen Leiter 3u, 3v, 3w verbunden sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die drei eine

Vormagnetisierung bewirkenden Spulen 4u, 4v, 4w über den elektrischen Leiter 5 in einer Serieschaltung an die Zwischenkreisspannung Uz angelegt, sodass alle Spulen 4u, 4v, 4w von einem gemeinsamen Strom io durchflössen sind.

Der Zusammenhang zwischen den auf den Rotor 1 wirkenden Kräften Fx und Fy und den an den Spulen Lu, Lv, Lw anliegenden Strömen iu, iv, iw gestaltet sich wie folgt:

k bedeutet in den folgenden Gleichungen eine Proportionalitätskonstante.

Für die Kraft Fx gilt:

F _x = 2{i _u + i ₀ )k cos(30°) - (i _v + i ₀ )k cos(30°) - (i _v + i„) k cos(30°) zusammengefasst: F _x = k Vr*( i _u - H i _v - fc i _w ) (I)

Für die Kraft Fy gilt:

F _y = (i _v + i ₀ )k + (i _v + i ₀ )k sin(30°) + (iu + io)k sin(30°) - (ic + io)k - (ic + io)k sin(30°) - (ia + io)k sin(30°) zusammengefasst: F _y = k VT (VT/2 i _v - V3V2 i _w ) (II)

Für einen dreiphasigen Drehstromsteller 10 gilt immer die Nebenbedingung, dass die Summe aller Ströme gleich Null ist. Daher gilt die zusätzliche Bedingung:

i _u + i _v + i _w = 0 (III)

Somit ergibt sich bei der Verwendung eines dreiphasigen Drehstromstellerε (Gleichung III) zur Ansteuerung eineε aktiven, magnetischen Lagers der folgende Zusammenhang zwischen den Strömen iu, iv, iw der einzelnen Spulen Lu, Lv, Lw und der auf die Welle 1 wirkenden Kraft Fx, Fy:

Auε der Gleichung IV ist ersichtlich, dass bei der Verwendung eines konventionellen, dreiphasigen

Drehstromstellers die auf die Welle 1 wirkende Kraft Fx und Fy steuerbar ist. Die beiden Kraftkomponenten Fx, Fy stehen orthogonal zueinander, sodass mit diesen beiden Komponenten Fx, Fy eine in beliebiger, radialer Richtung auf die Welle 1 wirkende Kraft erzeugbar ist. Somit wird im magnetischen Lager durch die Überlagerung einer Gleichstromdurchflutung mit einer Drehstromdurchflutung eine Gesamtdurchflutung erzeugt, welche erlaubt eine in beliebiger, radialer Richtung wirkende Kraft zu erzeugen. Dabei ist immer die Nebenbedingung erfüllt, dass die

Summe der Ströme iu, iv, iw gleich Null ist, sodaεs ein dreiphasiger Drehstomsteller verwendbar ist.

Der Vormagnetisierungsstrom io kürzt sich heraus aus den Gleichungen I bis IV und ist daher bei der Regelung der Ströme iu, iv, iw nicht weiter zu berücksichtigen. Der

Vormagnetisierungεström io wird vorteilhafterweise derart gewählt, dass dieser Strom io etwa die Hälfte der Sättigungsflussdichte der Spulenkerne 2u, 2v, 2w erzeugt.

Fig. 3 zeigt einen dreiphasigen Drehstromsteller 10, welcher ein dreiphasiges Leistungsteil 10a umfasst, sowie weitere einen Regelkreis bildende elektronische Komponenten 10b. Der Drehstromεteller 10 umfasst

insbesondere einen programmierbaren Mikroprozesεor, welcher die jeweils erforderliche Regelung durch eine entsprechende Software zu programmieren erlaubt.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Drehstromstellers 10 weist eine Reglerstruktur zur

Ansteuerung des in den Figuren la und lb dargestellten, aktiven magnetischen Lagers 6 auf. Von untergeordneter Bedeutung und daher nicht dargestellt ist der Vormagnetisierungsstrom io. Die drei Spulen Lu, Lv, Lw des magnetischen Lagers 6 werden vom Leistungsteil 10a mit den Strömen iu, iv, iw versorg-. Zwei am magnetischen Lager 6 angeordnete Lagesensoren 15a, 15b erfassen die jeweilige Lage des Rotor 1 in X- und Y-Richtung und erzeugen ein entsprechendes Lagesignal Xist, Yist, welches einer Vergleichsvorrichtung zugeführt wird. Diese VergleichsVorrichtung ermittelt die Abweichtung zwischen einem vorgegebenen Sollwert Xsoll, Ysoll und dem gemessenen Istwert Xist, Yist, und führt das Differenzsignal einem als PID-Regler ausgestalteten Lageregler 14a, 14b zu. Die beiden Lageregler 14a, 14b berechnen die in X- und Y-Richtung erforderliche Kraftkomponente Fsollx, Fsolly, die auf den Rotor 1 zu bewirken ist, um den Istwert Xist, Yist mit dem vorgegebenen Sollwert Xsoll, Ysoll in Übereinstimmung zu bringen. Die Kraftkomponenten Fsollx, Fsolly werden einer 2/3-Phasen-Transformationsvorrichtung 13 zugeführt, welche, unter Verwendung der Gleichung IV, die erforderlichen Stromsollwerte isollu, isollv berechnet. Dem Leistungsteil 10a sind nur zwei Stromsollwerte vorzugeben, da der dritte Stromwert durch die Bedingung, dass die Summe aller Ströme gleich Null ist, bereits bestimmt ist. Stromsensoren 16a, 16b überwachen die aktuellen Stromwerte iistu, iistv, welche mit den Sollwerten isollu, isollv verglichen werden und die Differenzwerte den als PI-Reglern ausgebildeten

Stromreglern 12a, 12b zugeführt werden, welche daraufhin über Stromsteiler die Ströme iu, iv bewirken. Somit ist ein aktives, magnetisches Lager auf einfache und kostengünεtige Weiεe mit einem dreiphaεigen Drehεtromsteller 10 betreibbar.

Fig. lc zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles eines radialen, aktiven magnetischen Lagers, welches, ansonst ähnlich zur Ausführung gemäss Fig. la, in Umfangsrichtung sechs, um je 60° versetzt angeordnete Elektromagnete aufweist. Wie aus der elektrischen Schaltung gemäss Fig. ld ersichtlich, sind die Spulen Lul, Lu2 in Serie geschaltet und sind vom gleichen Strom iu durchflosεen. Das gleiche gilt für die in Serie geschalteten Spulen Lwl, Lw2 und die Spulen Lvl, Lv2, welche je vom gemeinsamem Strom iv oder iw durchflössen sind. Zur Vormagnetisierung sind die Spulen 4vl, 4w2, 4ul, 4v2, 4wl und 4u2 über einen gemeinsamen elektrischen Leiter 5 in Serie geschaltet an der Zwischenkreisεpannung Uz angeεchloεsen, und somit von einem gemeinsamen Strom io durchflosεen. In den einzelnen, diskret und u-förmig ausgestalteten Elektromagneten wird ein entsprechender, zeitlich variabler, magnetischer Flusε φl, φ2, φ3, φ4, φ5, φ6 erzeugt.

In Fig. 2a ist in einer Seitenansicht ein weiteres

Ausführungεbeiεpiel eineε magnetiεchen Lagerε 6 mit vier u-förmig und diεkret auεgestalteten, in Umfangsrichtung um gegenseitig 90° versetzt angeordneten Elektromagneten 2a,2b,2c,2d dargestellt. Jedes Elektromagnet weist eine Spule Ll, L2, L3, L4 mit elektrischem Leiter 3a, 3b, 3c, 3d auf, welche, wie in Fig. 2b dargestellt, mit dem dreiphaεigen Drehεtromεteller 10 verbunden sind. Dabei sind die beiden Spulen Ll und L3 in Serie geschaltet und werden vom gemeinsamen Strom ix durchflosεen. Die beiden

Spulen L2 und L4 sind ebenfalls in Serie geschaltet und werden vom gemeinsamen Strom iy durchflössen. Der dritte Zweig des Drehstromstellers 10 ist vom Summenstrom ix+iy durchflössen. Diese Anordnung ermöglicht die Ansteuerung von vier Elektromagneten mit einem dreiphasigen

Drehstromsteller 10, wobei zu beachten ist, dass der Summenstrom ix+iy den maximal zulässigen Strom des Drehstromstellers 10 nicht überschreitet. Die Anordnung gemäss Fig. 2a, 2b ist ebenfalls mit der im Drehstromsteller 10 integrierten RegelVorrichtung 10b betreibbar, wobei die 2/3-Phasen-Transformation 13 entsprechend den vier vorhandenen Elektromagneten angepasst ausgestaltet ist, um die Sollwerte für die Ströme ix und iy zu berechnen. Im Ausfuhrungsbeispiel gemäsε Fig. 2b erfolgt die Speisung der Spulen 4a, 4b, 4c, 4d zur Erzeugung einer Vormagnetisierung nicht über die Zwischenkreisspannung Uz des Drehstromstellers 10, sondern über eine zusätzliche, nicht dargestellte Anspeisevorrichtung.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausfuhrungsbeispiels eines magnetischen Lagers mit zwei axial beabstaήdet angeordneten aktiven magnetischen Lagern 6a, 6b, welche beide von je einem dreiphasigen Drehstromsteller 10 angesteuert sind. Im Gegensatz zu den biεher dargestellten Ausführungsformen weist das Lager 6a nicht einzeln angeordnete Elektromagnete auf. Das Lager 6a weist einen durchgehenden, ringförmigen Körper 24 auf, mit vier in radialer Richtung verlaufenden Spulenkörpern, auf welchen die Spulen Ll, L2, L3, L4 angeordnet sind. So fliesst beispielsweise der durch die Spule Ll erzeugte magnetische Fluεs φl über den ringförmigen ausgebildeten Stator 24 und durch die Spule L3 hindurch, und über den Luftspalt 20 und den Rotor 1 wieder zurück zur Spule Ll. Die beiden Lager 6a, 6b sind über das metallische Gehäuse 21 magnetisch aneinander gekoppelt unter Ausbildung eines

Unipolarlagers. Im Gehäuse 21 iεt ein den Rotor 1 in Umfangsrichtung umgebender Permanentmagnet 40 angeordnet, welcher eine konεtante Gleichεtromdurchflutung φo bzw. einen Unipolarfluss erzeugt, welcher über daε Lager 6b, den Rotor l, daε Lager 6a und daε Gehäuse 21 verläuft. Das Gehäuse 21 weist ein vorεtehendes Teil 23 zum Halten der Lagesensoren 15a, 15b auf. Die Spulen L1,L2,L3,L4 jedes Lagers 6a, 6b lassen sich wie in der durch Fig. 2b dargestellten Anordnung mit einem drehsphasigen Drehstromsteller 10 verbinden. Die zwei erforderlichen Drehstromsteller 10 werden von einer übergeordneten Ansteuervorrichtung angesteuert, um das gesamte, in Fig. 4 dargestellte Unipolarlager zu betreiben.

Fig. 5 zeigt ein zum Ausführungsbeiεpiel gemäss Fig. 4 sehr ähnlich ausgestaltetes Unipolarlager umfassend zwei radiale, aktive magnetische Lager 6a, 6b. Anstelle des Permanentmagneten 40 sind in Fig. 5 zwei mit einem Gleichstrom io betriebene Elektromagnete 4 angeordnet, welche über magnetiεch leitende Stege 21 an die ringförmig verlaufenden Körper 24 gekoppelt εind, sodass wiederum eine konstante Gleichstromdurchflutung φo bzw. ein Unipolarfluss entsteht.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Unipolarlager mit zwei in axialer Richtung zur Welle 1 beabstandet angeordneten radialen, aktiven magnetischen Lagern 6a, 6b. Beide Lager 6a, 6b sind als Drehfeldmaschinenεtatoren 26 ausgestaltet und weisen entsprechend über den Umfang verteilt angeordnete Dreiphasenwicklungen Lu, Lv, Lw auf. Die konεtante Gleichstromdurchflutung φo wird über eine die Welle 1 in Umfangsrichtung umgebende Gleichεtromεpule 4 erzeugt, welche über Flussleitringe 25 an die Drehfeldmaschinenstatoren 26 angekoppelt ist. Die Dreiphasenwicklungen Lu,Lv,Lw erzeugen in den Lagern 6a, 6b einen magentischen Flusε φ. Die Lage des Rotors 1 wird

mit Sensoren 15a, 15b gemessen. Die drei Spulen Lu,Lv,Lw jedes Lagers 6a, 6b sind in geleicher Weise wie in Fig. lb dargestellt, mit je einem dreiphasigen Drehstromsteller 10 verbunden. Eine übergeordnete Ansteuervorrichtung regel beide Drehstromsteller 10 sowie den in der Spule 4 fliessenden Gleichstrom io.

Fig. 6a zeigt einen vereinfachten Querschnitt durch den Drehfeldmaschinenstator 26 gemäss Fig. 6. Der Drehfeldmaschinenstator 26 weist drei in axialer Richtung verlaufende Spulen Lu,Lv,Lw auf, die in Umfangsrichtung des Drehfeldmaschinenstators 26 versetzt angeordnet sind. Diese Spulen Lu,Lv,Lw sind nur symbolisch dargestellt und weisen ülicherweise eine Vielzahl von einzelnen elektrischen Leitern auf, die zudem in Umfangsrichtung deε Drehfeldmaεchinenstators 26 verteilt angeordnet sind. Die Spulen Lu,Lv,Lw sind derart im

Drehfeldmaschinenstator 26 angeordnet und werden derart vom dreiphasigen Drehstromsteller 10 angesteuert, dass ein zweipoliges, in radialer Richtung verlaufendes magnetisches Feld 101 im Drehfeldmaschinenstator 26 erzeugt wird, das in Richtung ω um den Mittelpunkt 100 deε Rotors 1 drehbar ist. Die Spulen Lu,Lv,Lw sind derart ansteuerbar, dasε entweder ein εich drehendes magnetisches Feld 101 erzeugt wird, oder, bei einer Ansteuerfrequenz von Null, ein εtehendes, magnetischeε Feld 101 erzeugt wird, wobei der Betrag und die Ausrichtung des stehenden Feldes 101 durch die Ansteuerung der Spulen Lu,Lv,Lw frei vorgebbar ist. Somit ist mit Hilfe deε dreiphasigen Drehstromstellerε 10 ein in einer vorgebbaren Richtung verlaufendeε und einen vorgebbaren Betrag aufweisendes magnetischeε Feld 101 im Drehfeldmaschinenstator 26 oder auch in einem der übrigen, im vorliegenden Dokument dargestellen magnetiεchen Lager 6 erzeugbar.

Fig. 7a zeigt ein weiteres Auεführungεbeiεpiel einer radialen, aktiven magnetiεchen Lagervorrichtung 6. Der Rotor 1 iεt durch εechε diεkret ausgestaltete, in Umfangsrichtung um je 60° versetzt angeordnete Elektromagnete mit Spulen Lul,Lu2,Lvl,Lv2,Lwl,Lw2 berührungslos in der Schwebe gehalten. Jedes zahnförmige Elektromagnet weist zudem eine Spule 4ul,4u2,4vl,4v2,4wl,4w2 auf, welche über einen elektrischen Leiter 5 in Serie geschalten sind und, von einer Gleichspannungsquelle Uo gespeist, mit einem

Gleichstrom io durchflössen sind. Dieser Gleichstrom io bewirkt im Lager 6 eine Vormagnetisierung. Fig. 7b zeigt die elektrische Verbindung der Spulen Lul,Lu2,Lvl,Lv2,Lwl,Lw2 mit dem Leistungsteil 10a deε Drehstromstellerε 10. In radialer Richtung gegenüber liegende Spulen Lul,Lu2;Lvl,Lv2;Lwl,Lw2 sind in Serie geεchaltet, wobei dieεe Serieεchaltungen in einer Sternschaltung am Sternpunkt P miteinander verbunden sind. Diese Serieschaltungen können auch in einer Dreieckschaltung miteinander verbunden sein.

Die in den Figuren 4 bis 6 dargestellten Unipolarlager lasεen sich auch mit nur einem einzigen Drehstromsteller 10 betreiben. Diese Ausführungsform wird mit Hilfe des Lagers gemäss Fig. 4 im Detail beschrieben. Die Spule L3 des Lagers 6a sowie die Spule L3 deε Lagerε 6b sind gegenläufig gewickelt jeweils auf den ringförmigen Körpern 24 anzuordnen. Diese beiden Spulen L3 sind in Serie geschaltet und werden somit vom gleiche Strom durchflössen. Die weiteren Spulen L1,L2 und L4 sind gleichartig wie die Spule L3 angeordnet, indem die im Lager 6a angeordneten Spulen L1,L2,L4 gegenläufig gewickelt sind zu den im Lager 6b angeordneten Spulen L1,L2,L4. Die beiden Spulen Ll sowie die beiden Spulen L2 sowie die beiden Spulen L4 εind jeweilε in Serie geεchaltet. Diese Anordung ist mit dem Drehstromsteller

10 in einer in Fig. 2b dargestellten Weise verbindbar, wobei die in Fig. 2b mit L1,L2,L3,L4 dargestellten Spulen jeweils der Serieschaltung zweier Spulen L1,L2,L3,L4 gemäss Fig. 4 entsprichen. Somit ist ein wie in den Figuren 4, 5 und 6 dargestelltes Unipolarlager mit einem einzigen Drehstromsteller 10 betreibbar. Die zwischen den beiden Lagern 6a, 6b angeordnete Welle 1 kann auch sehr kurz ausgestaltet sein, sodass die beiden Lager 6a, 6b mit nur sehr geringem Abstand nebeneinander angeordnet sind.

Die Figuren 8a und 8b zeigen ein axiales, magnetisches Lager 20, welches ein Bestandteil der radialen aktiven magnetischen Lagervorrichtung bilden kann. Die vom radialen magnetischen Lager 6 gehaltene Welle 1 mündet an deren einem Ende in das axiale Lager 20. Die Welle 1 weist ein scheibenförmiges Teil la auf, welches zwischen zwei Elektromagneten 19a, 19b liegend angeordnet ist. Die Elektromagnete 19a, 19b sind kreisförmig ausgeεtaltet und radial beabstandet zur Welle 1 angeordnet. Entsprechend dem in den Spulen L1,L2,L3 fliessenden Strom wird eine auf das scheibenförmige Teil la wirkende, in axialer Richtung verlaufende magnetiεche Kraft erzeugt. Somit ist die Lage der Welle 1 in axialer Richtung durch das axiale Lager 20 ansteuerbar. Im Ausführungsbeispiel gemäεε Fig. 8b weiεt jedes Elektromagnet 19a, 19b eine Spule Ll, L2 auf, die in Umfangsrichtung der Welle 1 gewickelt sind. Die Spulen L1,L2 werden, wie in Fig. 8c dargestellt, von einem dreiphasigen Drehstromsteller 10,10a angesteuert, wobei der Spule Ll über die Zuleitung 3a ein Strom io+iz zufliesst, wogegen der Spule L2 über die Zuleitung 3b ein Strom io-iz zufliesst. Der Strom iz wird durch den Drehstromεteller 10, 10a moduliert und kann positive oder negative Werte annehmen, sodasε die Welle 1 durch die vom axialen Lager 90 bewirkten Kräfte beidseitig in axialer Richtung verschiebbar ist. Im Ausführungεbeiεpiel gemäεs

Fig. 8a weist der Elektromagnet 19a zwei Spulen L1,L5 auf, welche in Umfangsrichtung der Welle 1 verlaufend gewickelt sind. Die Spule L5 ist über die Zuleitung 5 von einem konstanten Strom io durchflussen, wogegen die Spule Ll über die Zuleitung 3a von einem variablen Strom ix durchflössen ist. Der Elektromagnet 19b weiεt ebenfallε zwei Spulen L3,L5 auf, wobie die Spule L6 in Serie zur Spule L5 geschaltet ist und daher ebenfalls vom konstanten Strom io durchflössen ist. Die Spule L3 ist in Serie zur Spule Ll geschaltet und daher ebenfalls vom variablen Strom ix durchflössen. Ein Vorteil der Anordnung gemäss Fig. 8a ist darin zu sehen, dass durch die gewählte Anordnung der Spulen L1,L3,L5,L6 mit einem einzigen Drehstromsteller 10 zwei axiale Lager 20 unabhängig voneinander betreibbar sind. Wird das axiale Lager 20 mit einer elektrischen Schaltung gemäss Fig. 2b angesteuert, so werden die Spulen L1,L3, wie in Fig. 2b dargestellt, vom Strom ix in Serie durchflössen. Der Strom ix ist durch den Drehstromsteller 10 vorgebbar, sodaεs daε axiale Lager 20 ansteuerbar ist. Im zweiten Strompfad iy des Drehstromεtellerε 10, mit Zuleitung 3d und Ableitung 3b, kann ein zweites, identisch der Ausführung gemäsε Fig. 8a auεgestaltetes, axialeε Lager 20 betrieben werden. Der Strom iy ist durch den Drehstromsteller 10 vorgebbar. Die Ströme ix und iy sind unabhängig voneinander vorgebbar, εodass mit einem einzigen Drehstromsteller 10 zwei axiale Lager 20 unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Diese zwei axialen Lager 20 können an zwei unterschiedlchen Wellen 1 angeordnet sind. Somit iεt mit einem einzigen

Drehstromsteller 10 die axiale Lage von zwei Wellen 1 unabhängig voneinander ansteuerbar.