JPH04370301A - 翼振動の監視及び制御装置 - Google Patents
翼振動の監視及び制御装置Info
- Publication number
- JPH04370301A JPH04370301A JP14839591A JP14839591A JPH04370301A JP H04370301 A JPH04370301 A JP H04370301A JP 14839591 A JP14839591 A JP 14839591A JP 14839591 A JP14839591 A JP 14839591A JP H04370301 A JPH04370301 A JP H04370301A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- blade
- axial
- thrust bearing
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、蒸気タービンやガスタ
ービン等の軸流流体機械装置に係り、特に、動翼の振動
を監視，検出し、検出信号に基づいて翼振動を減少させ
るよう制御する装置に関する。
ービン等の軸流流体機械装置に係り、特に、動翼の振動
を監視，検出し、検出信号に基づいて翼振動を減少させ
るよう制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に軸流流体機械の翼は、翼の形状及
び翼と翼を連結する構造により種々の固有振動数と固有
モードを持っており、それらはまた、種々の励振力によ
って励振され、ある場合には共振して破壊に至る危険性
もある。
び翼と翼を連結する構造により種々の固有振動数と固有
モードを持っており、それらはまた、種々の励振力によ
って励振され、ある場合には共振して破壊に至る危険性
もある。
【０００３】さて、このような翼の振動を流体機械の運
転中に監視または検出する方法としては多くの方法が知
られており、例えば、翼にひずみゲージ等の振動検出手
段を取付け、電気信号に変換されたものをスリップリン
グ、あるいは、テレメータ等により回転体外部に取出す
方法、あるいは、静止体側に回転中の翼に対向してセン
サを取付け振動を検出する方法などがある。
転中に監視または検出する方法としては多くの方法が知
られており、例えば、翼にひずみゲージ等の振動検出手
段を取付け、電気信号に変換されたものをスリップリン
グ、あるいは、テレメータ等により回転体外部に取出す
方法、あるいは、静止体側に回転中の翼に対向してセン
サを取付け振動を検出する方法などがある。
【０００４】一方、翼の振動を減じるための一般的な方
法は、翼に作用する励振力を何らかの方法によって小さ
くするか、あるいは翼構造に機械的な振動減衰機能を付
加して振動応答を小さくすることであり、後者について
は多くの振動減衰付加方法及び構造が提案されている。
法は、翼に作用する励振力を何らかの方法によって小さ
くするか、あるいは翼構造に機械的な振動減衰機能を付
加して振動応答を小さくすることであり、後者について
は多くの振動減衰付加方法及び構造が提案されている。
【０００５】また、翼振動を引き起こす励振力とは別に
、振動する翼に他の適当な励振力を直接的に作用させ、
二つの励振力が互いに打消しあう方向に作用させること
により翼振動を減少させる方法として、例えば、電歪素
子を翼に取付け翼振動の励振あるいは抑制を行う方法が
知られている。
、振動する翼に他の適当な励振力を直接的に作用させ、
二つの励振力が互いに打消しあう方向に作用させること
により翼振動を減少させる方法として、例えば、電歪素
子を翼に取付け翼振動の励振あるいは抑制を行う方法が
知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術では、翼の振動を検出する手段を翼に直接的に取付
けるかあるいは翼の近傍に設置する必要があり、取付け
あるいは設置作業が繁雑であるだけでなく、回転中の翼
に作用する遠心力、翼の周囲の作動流体などにより振動
を検出する手段の耐久性，信頼性が損なわれると言う問
題があった。また、翼に機械的な振動減衰機能を付加す
る場合、翼構造を何らかの形で変化させる場合が多く、
そのために既存の翼であっても、改めて振動特性を検討
しなおす必要がでてくるなど不都合を生じていた。
技術では、翼の振動を検出する手段を翼に直接的に取付
けるかあるいは翼の近傍に設置する必要があり、取付け
あるいは設置作業が繁雑であるだけでなく、回転中の翼
に作用する遠心力、翼の周囲の作動流体などにより振動
を検出する手段の耐久性，信頼性が損なわれると言う問
題があった。また、翼に機械的な振動減衰機能を付加す
る場合、翼構造を何らかの形で変化させる場合が多く、
そのために既存の翼であっても、改めて振動特性を検討
しなおす必要がでてくるなど不都合を生じていた。
【０００７】本発明の目的は、翼振動の検出と低減を簡
便に行える手段を提供することにある。
便に行える手段を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】一般に翼の固有振動モー
ドには種々のものがあるが、その中の特定のモードにつ
いては翼だけでなく、軸受部の軸方向振動として検出可
能なものがあり、その検出信号に基づき、スラスト軸受
を介して軸方向振動を抑制する作用を生じさせることに
より、特定のモードの翼振動を低減させる。
ドには種々のものがあるが、その中の特定のモードにつ
いては翼だけでなく、軸受部の軸方向振動として検出可
能なものがあり、その検出信号に基づき、スラスト軸受
を介して軸方向振動を抑制する作用を生じさせることに
より、特定のモードの翼振動を低減させる。
【０００９】
【作用】翼の種々の固有振動モードのうち、図２に示す
ように翼車の全周の翼がすべてほぼ同位相，同振幅で振
動するモードがある。この振動モードは別名アンブレラ
モードとよばれることもあり、全周の翼がそれを植込ん
だディスクと連成振動する場合、全周の翼が連結部材で
切れ目なく連結された翼構造の場合、あるいは全周の翼
が軸のねじり振動と連成する場合など同様の基本的な曲
げ振動モードをもっていることはよく知られている。一
方、一般に翼の曲げ振動モード形は、図３に示すように
、円周方向と軸方向の振動成分を持つ場合が多い。アン
ブレラモードにおいて、軸方向振動に注目すると、全周
のすべての翼がほぼ同位相，同振幅で振動するから、全
周のすべての翼の振動に応じた動的な慣性力が軸方向に
作用することになり、これによりロータ系の軸方向振動
が引き起こされることになる。従って、この軸方向振動
を何らかの方法で検出し、その信号に基づき、スラスト
軸受を介して軸方向振動を抑制する動的な力を加えるこ
とにより、アンブレラモードの翼振動を低減させる作用
を生じさせる。
ように翼車の全周の翼がすべてほぼ同位相，同振幅で振
動するモードがある。この振動モードは別名アンブレラ
モードとよばれることもあり、全周の翼がそれを植込ん
だディスクと連成振動する場合、全周の翼が連結部材で
切れ目なく連結された翼構造の場合、あるいは全周の翼
が軸のねじり振動と連成する場合など同様の基本的な曲
げ振動モードをもっていることはよく知られている。一
方、一般に翼の曲げ振動モード形は、図３に示すように
、円周方向と軸方向の振動成分を持つ場合が多い。アン
ブレラモードにおいて、軸方向振動に注目すると、全周
のすべての翼がほぼ同位相，同振幅で振動するから、全
周のすべての翼の振動に応じた動的な慣性力が軸方向に
作用することになり、これによりロータ系の軸方向振動
が引き起こされることになる。従って、この軸方向振動
を何らかの方法で検出し、その信号に基づき、スラスト
軸受を介して軸方向振動を抑制する動的な力を加えるこ
とにより、アンブレラモードの翼振動を低減させる作用
を生じさせる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面によって説明
する。図１は本発明の翼振動の検出及び制御のための手
段を示すブロック図である。翼１はディスク２に取付け
られ、これら翼，ディスクを含むロータ３はジャーナル
軸受け４，５及びスラスト軸受け６によって支えられて
いる。ここで、スラスト軸受け６は電磁軸受けであって
、スラスト円板７が電磁石８により非接触で支えられて
いる。また、スラスト軸受け部には、ロータ３の軸方向
振動を検出するための振動センサ９が取付けられている
。振動センサ９からの検出信号は、信号判別器１０に導
かれ、信号判別器１０からの信号により電磁石８の磁力
、すなわち、スラスト力の制御を行える制御器１１が設
けられている。さて、全周のすべての翼１がほぼ同位相
，同振幅で振動すると、スラスト軸受け部に取付けられ
た振動センサ９により、ロータの軸方向振動として検出
されることになる。ただし、振動センサ９は、ロータの
通常の軸方向振動も同時に検出するので、振動センサ９
からの検出信号は、信号判別器１０に導かれ、翼の振動
に起因するものか、ロータの通常の軸方向振動か判別さ
れる。すなわち、上述の翼が同位相，同振幅で振動する
モードの固有振動数は、あらかじめ計算あるいは測定な
どによって知ることができるので、信号判別器１０にお
いて振動センサ９からの検出信号を周波数分析する機能
を持たせることにより、翼の振動に起因するものか、ロ
ータの通常の軸方向振動かを判別することができる。 また、信号判別器１０に、全周の翼が同位相，同振幅で
振動する固有モードの振動数成分のみを通過させるフィ
ルタ機能を備え、信号判別器１０からの出力信号を電磁
石のスラスト力制御器１１の入力信号として用いること
もできる。スラスト力制御器１１では、信号判別器１０
からの信号に基づき翼が同位相，同振幅で振動する振動
が発生していると判断された場合は、翼振動を抑制する
ように電磁石８の磁力、すなわち、スラスト力を変化さ
せる制御電流を発生させる。なお、翼振動を抑制するた
めのスラスト力の周波数は、全周の翼が同位相，同振幅
で振動する固有モードの振動数と同じでなければならな
いが、スラスト軸受けを電磁軸受としたことにより、翼
の振動数と同じ周波数を持つ交番制御電流を加えること
により容易に制御することが可能となっている。
する。図１は本発明の翼振動の検出及び制御のための手
段を示すブロック図である。翼１はディスク２に取付け
られ、これら翼，ディスクを含むロータ３はジャーナル
軸受け４，５及びスラスト軸受け６によって支えられて
いる。ここで、スラスト軸受け６は電磁軸受けであって
、スラスト円板７が電磁石８により非接触で支えられて
いる。また、スラスト軸受け部には、ロータ３の軸方向
振動を検出するための振動センサ９が取付けられている
。振動センサ９からの検出信号は、信号判別器１０に導
かれ、信号判別器１０からの信号により電磁石８の磁力
、すなわち、スラスト力の制御を行える制御器１１が設
けられている。さて、全周のすべての翼１がほぼ同位相
，同振幅で振動すると、スラスト軸受け部に取付けられ
た振動センサ９により、ロータの軸方向振動として検出
されることになる。ただし、振動センサ９は、ロータの
通常の軸方向振動も同時に検出するので、振動センサ９
からの検出信号は、信号判別器１０に導かれ、翼の振動
に起因するものか、ロータの通常の軸方向振動か判別さ
れる。すなわち、上述の翼が同位相，同振幅で振動する
モードの固有振動数は、あらかじめ計算あるいは測定な
どによって知ることができるので、信号判別器１０にお
いて振動センサ９からの検出信号を周波数分析する機能
を持たせることにより、翼の振動に起因するものか、ロ
ータの通常の軸方向振動かを判別することができる。 また、信号判別器１０に、全周の翼が同位相，同振幅で
振動する固有モードの振動数成分のみを通過させるフィ
ルタ機能を備え、信号判別器１０からの出力信号を電磁
石のスラスト力制御器１１の入力信号として用いること
もできる。スラスト力制御器１１では、信号判別器１０
からの信号に基づき翼が同位相，同振幅で振動する振動
が発生していると判断された場合は、翼振動を抑制する
ように電磁石８の磁力、すなわち、スラスト力を変化さ
せる制御電流を発生させる。なお、翼振動を抑制するた
めのスラスト力の周波数は、全周の翼が同位相，同振幅
で振動する固有モードの振動数と同じでなければならな
いが、スラスト軸受けを電磁軸受としたことにより、翼
の振動数と同じ周波数を持つ交番制御電流を加えること
により容易に制御することが可能となっている。
【００１１】
【発明の効果】本発明よれば翼車の全周の翼がすべてほ
ぼ同位相，同振幅で振動する固有モードの振動が発生し
た時、スラスト軸受部で振動を検出し、抑制する手段を
提供することができる。
ぼ同位相，同振幅で振動する固有モードの振動が発生し
た時、スラスト軸受部で振動を検出し、抑制する手段を
提供することができる。
【図１】本発明の翼の振動検出及び制御手段の一実施例
を示すブロック図。
を示すブロック図。
【図２】翼車の全周の翼の振動モードを示す側面図。
【図３】一本の翼の振動モード成分を示す平面図。
１…翼、２…ディスク、３…ロータ、４，５…ジャーナ
ル軸受、６…スラスト軸受、７…スラスト円板、８…電
磁石、９…振動センサ、１０…信号判別器、１１…制御
器。
ル軸受、６…スラスト軸受、７…スラスト円板、８…電
磁石、９…振動センサ、１０…信号判別器、１１…制御
器。
Claims (3)
- 【請求項１】タービン翼及びロータ及び軸受からなるも
のにおいて、前記タービン翼の振動を前記軸受の軸方向
振動として検出し、前記軸方向振動を減じるよう制御手
段を働かせることにより、前記タービン翼の振動を減じ
るようにしたことを特徴とする翼振動の監視及び制御装
置。 - 【請求項２】タービン翼及びロータ及び電磁スラスト軸
受からなるものにおいて、前記タービン翼の振動をスラ
スト軸受部の軸方向振動として検出し、前記軸方向振動
を減じるように電磁スラスト軸受部の電気信号を制御し
、これにより翼の振動を減じるようにしたことを特徴と
する翼振動の監視及び制御装置。 - 【請求項３】電磁スラスト軸受部の軸方向振動検出セン
サによって軸方向振動を検出し、前記軸方向振動がター
ビン翼の振動に起因するかしないかを判定する手段を設
け、その判定結果に基づき前記電磁スラスト軸受部の電
気信号を制御することにより、翼の振動を減じるように
したことを特徴とする翼振動の監視及び制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14839591A JPH04370301A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 翼振動の監視及び制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14839591A JPH04370301A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 翼振動の監視及び制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04370301A true JPH04370301A (ja) | 1992-12-22 |
Family
ID=15451823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14839591A Pending JPH04370301A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 翼振動の監視及び制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04370301A (ja) |
-
1991
- 1991-06-20 JP JP14839591A patent/JPH04370301A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102308117B (zh) | 消除扭转振动的减振系统和方法 | |
| EP1967934B1 (en) | Thrust metering system | |
| CN113272573A (zh) | 自适应调谐吸振器 | |
| JPS63254219A (ja) | 流体軸受を有する回転機械振動の電磁的減少装置 | |
| JPH04351348A (ja) | ロータのバランス修正方法 | |
| KR101314468B1 (ko) | 공기베어링의 강성 및 감쇠계수 측정장치 | |
| Saket et al. | Force-based feedforward control of persistent synchronous rotor/touchdown bearing contact in active magnetic bearing systems | |
| CN105651473A (zh) | 用于自动确定物体的动态刚度的方法 | |
| JPH04370301A (ja) | 翼振動の監視及び制御装置 | |
| KR101713892B1 (ko) | 축방향 베어링의 동특성 측정장치 및 측정방법 | |
| Nordmann et al. | Fault diagnosis in a centrifugal pump using active magnetic bearings | |
| US5397949A (en) | Vibration cancellation apparatus with line frequency components | |
| JP2003098031A (ja) | 加振装置 | |
| JPH05187442A (ja) | 能動形アクチュエータを搭載した回転機械 | |
| JP2002071532A (ja) | 機械要素の反力測定装置 | |
| JP6960342B2 (ja) | 加振装置及びこの加振装置を備えた振動試験装置 | |
| Bradfield et al. | Performance of an electromagnetic bearing for the vibration control of a supercritical shaft | |
| Lee | Mechatronics in rotating machinery | |
| JP3029969B2 (ja) | 回転翼の制振装置 | |
| JP3849031B2 (ja) | 振動装置およびこれを備えた装置 | |
| JP2979542B2 (ja) | 振動モータの駆動制御装置 | |
| Arihara et al. | The Experimental Rotordynamic Stability Evaluation Method Using Magnetic Excitation System for an Integrally Geared Compressor | |
| Provenza et al. | Control of fan blade vibrations using piezoelectrics and bi-directional telemetry | |
| KR102705906B1 (ko) | 능동 자성 베어링에 의한 회전기의 진동 제어 장치 | |
| JPH08320020A (ja) | 磁気軸受装置 |