JPH0345145A - 回転電機の軸捩り振動計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は回転電機の軸捩り振動計測装置に関する。

（従来の技術） 最近、タービン発電機等の軸捩り振動に於てタービンの
羽根の曲げ振動と連成する発電周波数の２倍付近に存在
する高次モードの固有振動と負荷の不平衡によって生じ
る発電周波数の２倍周波のトルク脈動との共振現象に起
因すると考えられる重大事故が発生している。そのため
発電周波数の２倍付近の固有振動数を把握し、近すぎる
場合にはこの発電周波数の２倍から離す対策を講じる必
要がある。これまで軸捩り振動の計測装置としては、軸
長手方向２ケ所に歯車と電磁ピックアップを対向して取
付け、得られる歯車のｌ歯毎に交番する信号の位相差か
ら捩れ角を求めて行なうものがあった。

（発明が解決しようとする課題） この装置は軸捩り変位が比較的大きい低次の固有モード
の捩り振動は計測できるが、変位量が比較的小さい高次
の固有モードの振動は計測できない、軸表面に歪ゲージ
を貼り付けＦＭテレメートリシステムを用いて計測する
方法も同様である。

特にタービン発電機を損傷する危険があり、固有周波数
を大きく励起することは控えなければならないことから
微小振動を測定できる検出感度の高い捩り振動の計測装
置が望ましい。

このように従来の軸捩り振動計測装置は高次モードの捩
り振動計測に対しては検出感度が不充分であった。

本発明はこのような事情に対して行なわれたものであり
、検出感度の高く信頼性の高い回転電機の軸捩り振動計
測装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の回転電機の軸捩り振動
計測装置は１回転型機の回転部に設けられ回転方向に検
出方向を合わせかつ回転軸対象位置に取付けた一対の圧
電型の加速度センサと、このセンサの検出信号を送信す
る発信機と、この発信機を駆動する電源と、前記発信機
に接続されたアンテナと、静止部に設けられ前記検出信
号を受信する受信アンテナと、この受信アンテナに接続
された分配器と、この分配器に接続され前記センサから
得られた各振動波形を取り出す受信機と、前記振動波形
を周波数分析し各振動周波数成分毎の位相を求め同位相
か逆位相かを判定し予め指定した位相に該当する振動成
分を抽出し且つ回転電機の回転周波数成分の振動レベル
が所定のレベル範囲内にあるか否かを判定する機能を有
する信号処理装置とを備えた構成とする。

（作用） 本発明は上記のように構成されており、圧電型の加速度
センサで検出された回転軸の接線方向の振動加速度信号
は電源で駆動された発信機で発信アンテナから電波に乗
せられ発信され、静止側に設けた受信アンテナで受信さ
れ、分配器で各々受信機に分配されそれぞれの加速度セ
ンサに対応した加速度信号に復調される。そして信号処
理装置で周波数分析され且つ両加速度センサの信号の位
相も求め、もし前記センサの極性がいずれも同一回転方
向に向いて取り付けられている場合には同相成分を、逆
方向に向いて取り付けられている場合には逆相成分を捩
り振動成分と判定し抽出することができる。又１回転型
機の回転周波数成分のレベルを所定のレベルと比較しシ
ステムの正常動作の判定も行うことができる。

（実施例） 本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

図において、ｌａおよび１ｂは歪ゲージタイプに比較し
て加速度の検出感度が高く且つ構造的も強固であり、回
転遠心力に対して安定な圧電型の加速度センサであり、
加速度信号を変調し電波として発信する発信機２ａ、　
２ｂと、これらの駆動用バッテリー３ａ、　３ｂとを備
えタービン発電機のカップリング９のボルト（図示せず
）の頭部に検出方向が同一回転方向になるようにして軸
対象位置にモールディングされ埋め込まれている。

発信アンテナ４ａ、　４ｂはタービン発電機軸表面に接
着剤付きガラスひも等で飛散しないよう固着され発信機
に接続されている。そして受信アンテナ５は前記発信ア
ンテナ４ａ、　４ｂの近傍に軸を周回して固定されてい
る。受信アンテナ５は平均に電波を各受信器に供給する
分配器６を介して受信機７ａ。

７ｂに接続されている。そ、して受信器７ａ、　７ｂの
出力は、周波数分析して信号間の位相を求め所定の位相
成分の周波数を抽出する機能とタービン発電機の回転周
波数成分のレベルを所定のレベルと比較し良否の判定機
能を有する信号処理装置８に導かれている。

このように構成された軸捩り振動計測装置が装着された
タービン発電機が回転して捩り振動が幾分生じている時
、圧電型の加速度センサｌａ、　ｌｂで検出された振動
加速度信号はバッテリー３ａ、　３ｂで駆動されている
発電機２ａ、　２ｂで電波に乗せられて発信アンテナ４
ａ、　４ｂで発信される。この信号は受信アンテナ５で
静止側で受信され分配器６で受信機７ａ、　７ｂに平等
に供給され元の加速度波形に復調される。この加速度波
形は信号処理装置８で周波数分析され両センサからの信
号の位相が求められる。この加速度信号には捩り振動成
分の他に横振動成分や回転に伴う成分も含まれる。信号
処理装置８は同位相成分を捩り振動成分であると判定し
その成分を抽出すると同時に、回転に伴う成分すなわち
１回転に約±１Ｇのレベルを所定のレベルと比較して回
転部のシステムが正常動作していることも判定できる。

また従来の歯車方式では検出感度は歯車のピッチと位相
差検出部の応答性で決まり感度は最高でもフルスケール
で捩れ角が約０．２５°であり、加速度センサを直径１
，５ｍの位置のカップリングボルトに取り付けた場合１
００Ｈｚで±０．２５°捩り振動が生じたとすればこの
陣の加速度値は約±１３０Ｇ　となり１回転部の正常性
を確認するためにフルスケールを±ＩＧまであげること
ができるから１００倍以上検出感度を高めることができ
る。

本実施例においては発信機駆動のためにバッテリーを採
用しているため、このバッテリーと加速度センサを一体
モールドして行なうことが可能であり、システムが簡素
化できる。

他の実施例として上記実施例では発信機駆動用電源にバ
ッテリーを用いたが、長時間計測用としては誘導電源装
置を用いて連続的に静止部から電力を供給して行うよう
にしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によればセンサの構造が強固
で検出感度の高い圧電式の加速度センサ２個を用いて系
統で静止部に加速度信号を送るようにしたので高感度で
、高信頼性を有しまた１回転の間に生じる約±ＩＧの信
号レベルをチエツクすることにより回転部のシステムの
動作確認もできる回転電機の軸捩り振動計測装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す構成図である。 ｌａ、　ｌｂ・・・圧電型加速度センサ２ａ、　２ｂ・
・・発信機　　　　　３ａ、　３ｂ・・・バッテリー４
ａ。 ４ｂ・・・発信アンテナ ５・・・受信アンテナ ６・・・分配器 ７ａ。 ７ｂ・・・受信機 ８・・・信号処理装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転電機の回転部に設けられ、回転方向に検出方向を合
   わせかつ回転軸対象位置に取付けた一対の圧電型の加速
   度センサと、このセンサの検出信号を送信する発信機と
   、この発信機を駆動する電源と、前記発信機に接続され
   たアンテナと、静止部に設けられ前記検出信号を受信す
   る受信アンテナと、この受信アンテナに接続された分配
   器と、この分配器に接続され前記センサから得られた各
   振動波形を取り出す受信機と、前記振動波形を周波数分
   析し各振動周波数成分毎の位相を求め同位相か逆位相か
   を判定し予め指定した位相に該当する振動成分を抽出し
   且つ回転電機の回転周波数成分の振動レベルが所定のレ
   ベル範囲内にあるか否かを判定する機能を有する信号処
   理装置とを備えたことを特徴とする回転電機の軸捩り振
   動計測装置。