JPH06307919A - Run out measuring equipment for rotary part - Google Patents

Run out measuring equipment for rotary part

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Publication number
JPH06307919A
JPH06307919A JP9431193A JP9431193A JPH06307919A JP H06307919 A JPH06307919 A JP H06307919A JP 9431193 A JP9431193 A JP 9431193A JP 9431193 A JP9431193 A JP 9431193A JP H06307919 A JPH06307919 A JP H06307919A
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JP
Japan
Prior art keywords
coil
coils
rotating shaft
shaft
detection
Prior art date
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Pending
Application number
JP9431193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirokiyo Inaba
裕磨 稲葉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Engineering Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Engineering Corp filed Critical Toshiba Engineering Corp
Priority to JP9431193A priority Critical patent/JPH06307919A/en
Publication of JPH06307919A publication Critical patent/JPH06307919A/en
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  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an equipment for measuring the vibration or the run out of rotary shaft directly. CONSTITUTION:The run out measuring equipment for rotary part comprises an exciting coil 9b and a detection coil 9a, wherein the detection coil 9a comprises a pair of coils spaced apart from each other and connected such that the currents flow in the opposite directions. The pair of coils are disposed oppositely through the axes of rotary shafts 9e, 4 to be measured. A plurality of the detection coils 9a are secured oppositely at predetermined positions in stationary part while surrounding the rotary shafts 9e, 4 and a plurality of exciting coils 9b are disposed oppositely to the detection coils 9a around the rotary shafts 9e, 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、発電機等の回
転機器における回転軸の振動や軸振れ等の異常を監視す
るために用いる測定装置であって、回転軸の振動や軸振
れを直接、測定できるようにした回転部振れ測定装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring device used for monitoring abnormalities such as vibration and shaft runout of a rotating shaft in rotating equipment such as a generator. The present invention relates to a rotating part shake measuring device which can be directly measured.

【0002】[0002]

【従来の技術】発電機や電動機等の回転機においては、
その回転部は静止部の軸受部分で支持され、回転駆動さ
れるが、その使用条件並びに環境条件により振動・軸振
れを増大させ、回転部と静止部の接触による破損、軸受
部の焼損など、回転機として重大な事故に至らしめるケ
ースがある。
2. Description of the Related Art In rotating machines such as generators and electric motors,
The rotating part is supported by the bearing part of the stationary part and is driven to rotate, but vibration and shaft run-out are increased depending on the usage conditions and environmental conditions, damage due to contact between the rotating part and the stationary part, burning of the bearing part, etc. There are cases in which a rotating machine may lead to a serious accident.

【0003】そこで、回転部と静止部で組立て上、精度
を要求される回転機に関しては、従来、その接触防止の
ため、警報装置を設けて、振動・軸振れ等の接触の危険
を事前に検出し、停止させる手法をとっている。
Therefore, as for a rotating machine, which is required to be assembled with a rotating part and a stationary part with high accuracy, an alarm device is conventionally provided in order to prevent the contact, and there is a risk of contact such as vibration and shaft run-out in advance. It uses a method of detecting and stopping.

【0004】しかしながら、この警報装置としては、通
例は軸受温度の上昇等のような二次的な方法で振動・軸
振れ等の接触の危険を検知する方式が主であり、この場
合、危険を早期に検知して回転機を運転停止させると云
ったことはできない。そこで、近年では、振動自体を検
知する方式も徐々にではあるが採用されつつあるが、こ
れであっても、回転軸の振動を直接、測定しているもの
ではなく、軸受台の振動を測定する間接的な方式であ
る。
However, as the alarm device, usually, a method of detecting a contact risk such as vibration or shaft runout by a secondary method such as an increase in bearing temperature is usually used. It cannot be said that the early detection is performed to stop the operation of the rotating machine. Therefore, in recent years, the method of detecting the vibration itself has been gradually adopted, but even with this method, the vibration of the rotating shaft is not directly measured but the vibration of the bearing base is measured. It is an indirect method.

【0005】軸受台の振動を測定することにより、回転
軸の振動を監視する方式は、伝わる振動の大きさが回転
軸の振動と密接に係わりを持つことから、信頼性は高い
方ではあるが、回転軸の振動が小さいうちは検知できな
い。
The method of monitoring the vibration of the rotating shaft by measuring the vibration of the bearing base is highly reliable because the magnitude of the transmitted vibration is closely related to the vibration of the rotating shaft. , It cannot be detected while the vibration of the rotating shaft is small.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】発電機や電動機等の回
転機においては、その回転部は静止部の軸受部分で支持
され、回転駆動されるが、その使用条件並びに環境条件
により振動・軸振れを増大させ、回転部と静止部の接触
による破損、軸受部の焼損など、回転機として重大な事
故に至らしめるケースがあることから、このような回転
機に関しては、従来、その接触防止のため、警報装置を
設けて、振動・軸振れ等の接触の危険を事前に検出し、
停止させるようにしている。
In a rotating machine such as a generator or an electric motor, the rotating part is supported by a bearing part of a stationary part and is driven to rotate. However, vibration and shaft run-out are caused by its use condition and environmental condition. However, there are cases in which the rotating part and stationary part may come into contact with each other, and the bearing part may be burned out, leading to a serious accident as a rotating machine. By installing an alarm device to detect the danger of contact such as vibration and shaft shake in advance,
I'm trying to stop it.

【0007】しかしながら、この警報装置は軸受温度や
軸受台の振動を測定する間接的な検出方式により回転軸
の振動を検知して警報を出すものであり、直接的に回転
軸の振動を検知して警報を出すものではない。そのた
め、警報を出す基準も曖昧なものとなり易く、精度良く
警報を出すのが難しい。
However, this alarm device detects the vibration of the rotating shaft by an indirect detection method of measuring the bearing temperature and the vibration of the bearing base and issues an alarm, and directly detects the vibration of the rotating shaft. Does not give an alarm. Therefore, the criteria for issuing an alarm tend to be ambiguous, and it is difficult to issue an alarm accurately.

【0008】すなわち、警報装置による危険の検知は、
軸振動が大きくなる等、軸損傷の危険と云った状況に陥
った場合に、それを防止すべく運転停止をする等の処置
をとるために行っており、回転軸が僅かに振動している
ような状態で警報を出すと、安定した運転が実施できな
くなり、また、逆にある程度大きな振動となってから警
報を出すようにすると、時すでに遅く、危険を回避でき
ないと云った問題が生じる。
That is, the detection of danger by the alarm device is
When a situation in which there is a danger of shaft damage, such as an increase in shaft vibration, is taken to take measures such as stopping the operation to prevent it, the rotating shaft is slightly vibrating. If an alarm is issued in such a state, stable operation cannot be performed, and conversely, if an alarm is issued after a certain amount of vibration occurs, it is already too late and the danger cannot be avoided.

【0009】従って、適切な段階で警報を出すようにす
るには、回転軸の振れの大きさを直接的に測定できるよ
うな装置の開発が必要である。そこで、本発明の目的と
するところは、回転軸の振動や軸振れを直接的に計測で
きるようにした回転部振れ測定装置を提供することにあ
る。
Therefore, in order to issue an alarm at an appropriate stage, it is necessary to develop a device capable of directly measuring the magnitude of the shake of the rotary shaft. Therefore, an object of the present invention is to provide a rotating portion shake measuring apparatus capable of directly measuring the vibration and shaft shake of a rotating shaft.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。すなわち、励磁コイ
ル(超導電コイル)と、検出コイル(案内コイル)とを
用い、検出コイルは離間して配置されるコイル1対を互
いに逆向きに電流が流れるように結線して構成し、この
検出コイルは上記1対のコイルを互いに測定対象となる
回転軸の軸線を介して対向する位置となるよう配置する
と共に、この検出コイルを上記回転軸を囲んで対向離間
するように静止部分の定位置に複数固定し、上記励磁コ
イルは回転軸の周囲に上記検出コイルと対向させて複数
設けて構成する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, an exciting coil (superconducting coil) and a detecting coil (guide coil) are used, and the detecting coil is constructed by connecting a pair of coils arranged apart from each other so that currents flow in directions opposite to each other. The detection coil is arranged such that the pair of coils are opposed to each other via the axis of the rotation shaft to be measured, and the detection coil is fixed in a stationary portion so as to be opposed to and spaced from the rotation shaft. A plurality of exciting coils are fixed at positions, and a plurality of the exciting coils are provided around the rotating shaft so as to face the detecting coils.

【0011】[0011]

【作用】本発明はヌルフラックスの原理を応用するもの
で、その原理は、超導電コイルと、案内コイルとを用
い、案内コイルは離間して配置されるコイル1対を互い
に逆向きに電流が流れるように結線して構成し、超導電
コイルが案内コイルを形成するコイル1対の間を通過す
るとき、定位置であれば対を成すコイルには互いに同一
の大きさで逆向きの電流が誘導されるので、互いに打ち
消し合い、電磁的な作用はないが、超導電コイルが案内
コイルを形成するコイル1対の間をいずれかに偏って通
過するときは、距離的に近い方のコイルに大きな誘導電
流が生じ、電磁的な反発力を発生し、遠い方ではこの誘
導電流が逆向きに流れるので吸引力を発生して案内コイ
ルと超導電コイルの位置関係を正常な位置に戻そうとす
る作用が働くと云ったものである。
The present invention applies the principle of null flux. The principle is that a superconducting coil and a guide coil are used. When the superconducting coil is configured to be connected so as to flow, and the superconducting coil passes between a pair of coils that form a guide coil, if the coils are in a fixed position, the paired coils will have the same magnitude but opposite currents. Since they are induced, they cancel each other out and have no electromagnetic effect. However, when the superconducting coil passes between the pair of coils forming the guide coil in an unbalanced manner, the coil closer to the distance is selected. A large induced current is generated and an electromagnetic repulsive force is generated.At a distant place, this induced current flows in the opposite direction, so an attractive force is generated and the positional relationship between the guide coil and the superconducting coil is returned to the normal position. It is said that the action to do works It is intended.

【0012】本発明は上記の構成としてヌルフラックス
の原理を活用するものであり、検出コイル(案内コイ
ル)は離間して配置されるコイル1対を互いに逆向きに
電流が流れるように結線して構成し、この検出コイルは
上記1対のコイルを互いに回転軸の軸線を介して対向す
る位置となるよう配置すると共に、この検出コイルを回
転軸を囲んで対向離間するように静止部分の定位置に複
数固定し、励磁コイル(超電導コイル)は回転軸の周囲
に上記検出コイルと対向させて複数設けて構成したこと
から、励磁コイルに検出コイルが近付くと、検出コイル
に誘導電流が生じ、この誘導電流は励磁コイルとの距離
に対応するものとなる。
The present invention utilizes the principle of null flux as the above-mentioned configuration, and the detection coil (guide coil) is formed by connecting a pair of coils arranged apart from each other so that currents flow in opposite directions. The detection coil is arranged such that the pair of coils face each other via the axis of the rotation shaft, and the fixed position of the stationary portion is set so that the detection coil surrounds the rotation shaft and is spaced apart from each other. Since a plurality of exciting coils (superconducting coils) are provided around the rotating shaft so as to face the above-mentioned detecting coil, when the detecting coil approaches the exciting coil, an induced current is generated in the detecting coil. The induced current corresponds to the distance from the exciting coil.

【0013】従って、回転軸が定位置より偏心している
場合、当該検出コイルを構成する対を成すコイルのう
ち、励磁コイルに近接した方の側の誘導電流が大とな
り、他方の側は励磁コイルから離れて誘導電流が小とな
り、その差の電流が検出コイルに流れることになるの
で、回転軸の振動や振れに対応した検出信号が得られる
ようになり、回転軸の振動や振れを直接的に測定できる
ようになる。
Therefore, when the rotary shaft is eccentric from the fixed position, of the coils forming the detection coil, the induced current is large on the side closer to the exciting coil and the exciting coil on the other side. Since the induced current becomes small and the current of the difference flows into the detection coil, it becomes possible to obtain the detection signal corresponding to the vibration and shake of the rotating shaft, and to directly detect the vibration and shake of the rotating shaft. You will be able to measure.

【0014】そして、上述の作用はヌルフラックの原理
を利用しており、回転軸の振れ量に対応した検出信号を
得る構成であるから、回転軸の振動や振れを直接的に高
精度で検出できることから、回転部の異常監視を高精度
に行うことができるようになる。
Further, the above-mentioned operation utilizes the null-flack principle, and since the detection signal corresponding to the amount of shake of the rotary shaft is obtained, the vibration and shake of the rotary shaft can be directly detected with high accuracy. Therefore, the abnormality of the rotating portion can be monitored with high accuracy.

【0015】また、本発明は、ヌルフラックスの原理に
より回転軸の振れ量に対応した復元力が作用されること
から、回転軸が定位置より外れないように、規制される
ようにもなり、回転機等において、振動や振れにより回
転軸が定位置から外れるのを抑制できるようになって、
安定した運転が可能になる。
Further, according to the present invention, since the restoring force corresponding to the shake amount of the rotating shaft is applied by the principle of null flux, the rotating shaft is regulated so as not to be displaced from the fixed position. In rotating machines, etc., it has become possible to suppress the rotation axis from moving out of its normal position due to vibration and shake,
Stable operation becomes possible.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。図1は本発明を発電機に適用した場合
の実施例を示す全体的な構成図である。図1において、
1は発電機であり、2は固定子、3は回転子、4は発電
機1の回転軸である。回転軸4は発電機1内に設けられ
た軸受5a,5bにより軸の両側近傍を回転自在に支持
されている。6は水車であり、7は水車6の回転軸であ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment when the present invention is applied to a generator. In FIG.
Reference numeral 1 is a generator, 2 is a stator, 3 is a rotor, and 4 is a rotating shaft of the generator 1. The rotating shaft 4 is rotatably supported by bearings 5a and 5b provided in the generator 1 near both sides of the shaft. Reference numeral 6 is a water wheel, and 7 is a rotating shaft of the water wheel 6.

【0017】水車6の回転軸7は発電機1の回転軸4に
連結されており、水車6の回転軸7の回転により、発電
機1の回転軸4が回転駆動されて発電機1の運転がなさ
れる。8は水車6の回転軸7を支持する軸受である。
The rotating shaft 7 of the water turbine 6 is connected to the rotating shaft 4 of the generator 1. The rotation of the rotating shaft 7 of the water turbine 6 rotationally drives the rotating shaft 4 of the generator 1 to drive the generator 1. Is done. Reference numeral 8 is a bearing that supports the rotating shaft 7 of the water turbine 6.

【0018】本発明による回転機では、発電機1にその
回転軸の振動や軸振れを測定するための、回転軸振れ測
定装置9が設けてある。この回転軸振れ測定装置9は図
2および図3に示す如きであり、発電機1の回転軸(主
軸)4の上部側に配されている。
In the rotating machine according to the present invention, the generator 1 is provided with a rotating shaft shake measuring device 9 for measuring the vibration and shaft shake of the rotating shaft. The rotary shaft deflection measuring device 9 is as shown in FIGS. 2 and 3, and is arranged on the upper side of the rotary shaft (main shaft) 4 of the generator 1.

【0019】回転軸振れ測定装置9は、検出コイル9a
と励磁コイル9b、および回転軸9e、コレクタリング
9cとからなり、回転軸9e側には上端に励磁コイル9
bを固定して配置し、回転軸9eの下端は発電機1の回
転軸(主軸)4上部に軸線を一致してしっかりと取り付
けられていて、回転軸(主軸)4と一体に回転される構
成となっている。筐体9dは発電機1のハウジング上に
取り付けられており、回転軸9eの上部を覆っている。
The rotary shaft shake measuring device 9 includes a detection coil 9a.
And an exciting coil 9b, and a rotating shaft 9e and a collector ring 9c. The exciting coil 9 is provided at the upper end on the rotating shaft 9e side.
b is fixed and arranged, and the lower end of the rotating shaft 9e is firmly attached to the upper part of the rotating shaft (spindle) 4 of the generator 1 with the axis aligned and is rotated integrally with the rotating shaft (spindle) 4. It is composed. The housing 9d is mounted on the housing of the generator 1 and covers the upper part of the rotating shaft 9e.

【0020】筐体9d内には、励磁コイル9bを囲むよ
うに、励磁コイル9bの対向位置に検出コイル9aを配
置して保持させてある。すなわち、回転部振れ測定装置
9は図3に示す如き構成であって、図3の(a)は正面
図であり、図3の(b)のB‐B断面図である。また、
図3の(b)は(a)のA‐A断面図である。図に示す
ように、回転部振れ測定装置9は回転軸9eの上端外周
に複数の励磁コイル9bを所定ピッチで固定して配置
し、これらの励磁コイル9bとは離間して、かつ、これ
らの励磁コイル9bを囲むように、複数の検出コイル9
aを所定ピッチで配置して筐体9d側に固定して取り付
けてある。そして、励磁コイル9bと検出コイル9aと
は互いに対向する位置にある。
In the housing 9d, a detection coil 9a is arranged and held at a position facing the exciting coil 9b so as to surround the exciting coil 9b. That is, the rotating part shake measuring device 9 has a structure as shown in FIG. 3, (a) of FIG. 3 is a front view, and (b) is a sectional view taken along line BB of (b) of FIG. Also,
3B is a sectional view taken along line AA of FIG. As shown in the drawing, the rotating-part shake measuring apparatus 9 has a plurality of exciting coils 9b fixedly arranged at a predetermined pitch on the outer circumference of the upper end of a rotating shaft 9e, separated from these exciting coils 9b, and A plurality of detection coils 9 are provided so as to surround the excitation coil 9b.
a is arranged at a predetermined pitch and is fixedly attached to the housing 9d side. The exciting coil 9b and the detecting coil 9a are located at positions facing each other.

【0021】本発明の回転軸振れ測定装置9はヌルフラ
ックスの原理を応用するが、その原理内容はつぎの通り
である。ヌルフラックスは、磁気浮上して非接触で走行
するリニアモータカーにおいて利用される車両の走行経
路偏心矯正のための技術であり、図4に示すように、車
上の誘導コイルC1と、所定ピッチで配置される地上の
軌道側案内コイルC2とからなる。
The rotating shaft shake measuring apparatus 9 of the present invention applies the principle of null flux, and the content of the principle is as follows. Null flux is a technique for correcting the eccentricity of the travel route of a vehicle, which is used in a linear motor car that is magnetically levitated and travels in a non-contact manner. As shown in FIG. It is composed of an orbital guide coil C2 on the ground.

【0022】車上の誘導コイルC1は、ループ状の閉じ
られたコイル(超電導コイル)を、その軸心方向を車両
の進行方向に対して横断する方向にして、車上に立てて
配置する構成である。そして、地上の軌道側案内コイル
C2は軌道に沿って所定間隔で多数配置されるが、車両
の進行方向に対して左右に対を成すようにループ状のコ
イルC2a,C2bを配置し、これらの対を成す左右の
両ループコイルC2a,C2bは互いに端部を接続して
互いのループに逆向きの電流が流れる構成としておく。
The induction coil C1 on the vehicle has a loop-shaped closed coil (superconducting coil) arranged vertically on the vehicle with its axial center crossing the direction of travel of the vehicle. Is. A large number of track-side guide coils C2 on the ground are arranged along the track at predetermined intervals, but loop-shaped coils C2a and C2b are arranged so as to form a pair on the left and right with respect to the traveling direction of the vehicle. The left and right loop coils C2a and C2b forming a pair are connected to each other at their end portions so that opposite currents flow in the respective loops.

【0023】地上の軌道側案内コイルC2はそのループ
が車上の誘導コイルC1と対向するように立てて配置し
てあり、左右一対の軌道側案内コイルC2の中央を車上
の誘導コイルC1が通過する構成としてある。左右一対
のループコイルC2a,C2bによる軌道側案内コイル
C2のうち、今、向かって右側のループコイルC2aを
山側、左側のループコイルC2bを海側とすると、進行
する車両が軌道側案内コイルC2の中央を走っている場
合は軌道側案内コイルC2に電流が誘導されず、力も損
失も発生しない。
The track guide coil C2 on the ground is arranged upright so that its loop faces the induction coil C1 on the vehicle. The center of the pair of left and right track guide coils C2 is connected to the guide coil C1 on the vehicle. It is configured to pass. If the right side loop coil C2a is the mountain side and the left side loop coil C2b is the sea side among the track side guide coils C2 formed by the pair of left and right loop coils C2a and C2b, the traveling vehicle is the track side guide coil C2. When running in the center, no current is induced in the guide coil C2 on the track side, and neither force nor loss occurs.

【0024】しかし、車両が中央らずれると、そのずれ
量に比例して電流が誘導され、ずれ量に比例した復元力
が発生する。すなわち、進行する車両が中心より海側に
偏ると海側のループコイルC2bに反発力を生ずるよう
な電流が流れ、この電流は山側では逆向きに流れるた
め、山側では吸引力を生ずる。従って、進行中の車両
が、本来の走行経路をその中心より山側、海側のいずれ
かの方向に偏って走行すると、そのずれ量に比例して復
元力が発生するので、車両は本来の走行位置に来るよう
に、電磁力により矯正されると云うものである。
However, when the vehicle deviates from the center, an electric current is induced in proportion to the deviation amount, and a restoring force proportional to the deviation amount is generated. That is, when the traveling vehicle is biased to the sea side from the center, a current that causes a repulsive force flows through the loop coil C2b on the sea side, and this current flows in the opposite direction on the mountain side, so that an attractive force is generated on the mountain side. Therefore, if a vehicle running on the original travel route deviates from the center to either the mountain side or the sea side, a restoring force is generated in proportion to the amount of deviation, and the vehicle travels in the original direction. It is said to be corrected by electromagnetic force so that it comes to the position.

【0025】本発明による回転軸振れ測定装置9の原理
的構成を図5に示す。回転軸振れ測定装置9は、ヌルフ
ラックス方式を用いており、回転軸9e側に取り付ける
のが、励磁コイル9bであり、筐体9d側に設けられる
のが検出コイル(静止側コイル)9aである。励磁コイ
ル9bはループ状であり直流電源より直流が印加されて
励磁される。励磁コイル9bのコイルの軸線は回転軸9
eに直交するように配される。
FIG. 5 shows the basic configuration of the rotating shaft shake measuring apparatus 9 according to the present invention. The rotating shaft shake measuring device 9 uses the null flux method, and the exciting coil 9b is attached to the rotating shaft 9e side, and the detection coil (stationary side coil) 9a is provided on the housing 9d side. . The exciting coil 9b has a loop shape and is excited by application of direct current from a direct current power source. The axis of the exciting coil 9b is the rotating shaft 9
It is arranged so as to be orthogonal to e.

【0026】また、検出コイル(静止側コイル)9aは
ループ状のコイルa-1,9a-2よりなり、これらを回転
軸9eの周面に沿って対向するようにして所定間隔で多
数配置されて構成されるが、回転軸9eの軸線を介して
対向するようにループ状のコイル9a-1,9a-2を配置
し、この対を成す両ループコイル9a-1,9a-2は互い
に端部を接続して互いのループに逆向きの電流が流れる
構成としておく。
The detection coil (stationary side coil) 9a is composed of loop coils a-1 and 9a-2, and a large number of these coils are arranged at predetermined intervals so as to face each other along the peripheral surface of the rotating shaft 9e. The loop coils 9a-1 and 9a-2 are arranged so as to face each other through the axis of the rotating shaft 9e, and both loop coils 9a-1 and 9a-2 forming this pair are end-to-end with each other. The parts are connected to each other so that opposite currents flow in the respective loops.

【0027】このような対を成すものが複数組、所定ピ
ッチで設けられる。各検出コイル(静止側コイル)9a
は、それぞれループ状のコイル9a-1,9a-2によって
誘起された電流を軸振れ測定信号として取り出す。そし
て、その各検出コイル9aの出力は図2および図6にも
示すように、増幅器AMPを介してそれぞれ別々に増幅
された後、各検出コイル位置毎の偏移信号として利用さ
れる。また、励磁コイル9bは直流電源DCPWSより
直流が印加されて励磁されるが、当該励磁コイル9bが
回転軸9e側に設けられていることから、回転軸9eに
はコレクタリング9cを設けて、このコレクタリング9
cにより、外部の直流電源DCPWSから各励磁コイル
9bに励磁電流を供給し、超電導コイルとして機能させ
るようにしている。
A plurality of pairs forming such a pair are provided at a predetermined pitch. Each detection coil (stationary coil) 9a
Takes out the currents induced by the loop-shaped coils 9a-1 and 9a-2, respectively, as shaft deflection measurement signals. Then, as shown in FIGS. 2 and 6, the output of each detection coil 9a is separately amplified through an amplifier AMP and then used as a shift signal for each detection coil position. Further, the exciting coil 9b is excited by applying a direct current from the DC power supply DCPWS, but since the exciting coil 9b is provided on the rotating shaft 9e side, the rotating shaft 9e is provided with a collector ring 9c. Collector ring 9
With c, an exciting current is supplied to each exciting coil 9b from an external DC power source DCPWS so as to function as a superconducting coil.

【0028】このような構成の本装置の作用を説明す
る。本装置は回転機の回転に際して、軸振れ等が発生し
て回転軸4が振れを生じると、回転軸振れ測定装置9に
よりその振れ量に対応した信号が得られることから、軸
振れをその大小に係わりなく、直接的に測定できること
になる。
The operation of the present apparatus having such a configuration will be described. In the present apparatus, when a shaft runout or the like occurs during rotation of the rotating machine and the rotary shaft 4 runs out, the rotary shaft runout measuring device 9 obtains a signal corresponding to the runout amount. It will be possible to measure directly regardless of.

【0029】すなわち、発電機1の回転軸(主軸)4は
軸線を一致させて回転軸9eが固定して取り付けられて
おり、この回転軸9eには励磁コイル9bが、また、こ
の励磁コイル9bを囲むようにして検出コイル(静止側
コイル)9aが配置されており、励磁コイル9bと検出
コイル(静止側コイル)9aとは同一の角度ピッチで配
置してあるので、各検出コイル(静止側コイル)9aの
ループコイル9a-1,9a-2は、回転軸の回転に伴っ
て、必ず、いずれかの検出コイル(静止側コイル)9a
に対して同一の対向角度を持ちながら移動してゆくこと
になり、電磁誘導を生じることになる。
That is, the rotating shaft (main shaft) 4 of the generator 1 is fixedly attached to the rotating shaft 9e with the axes aligned, and the exciting coil 9b and the exciting coil 9b are attached to the rotating shaft 9e. The detection coil (stationary coil) 9a is arranged so as to surround the coil. Since the exciting coil 9b and the detection coil (stationary coil) 9a are arranged at the same angular pitch, each detection coil (stationary coil) The loop coils 9a-1 and 9a-2 of 9a always include one of the detection coils (stationary coil) 9a as the rotary shaft rotates.
As a result, electromagnetic waves are generated while moving with the same facing angle.

【0030】そして、励磁コイル9bには同一方向に電
流を流しているものとすれば、回転軸(主軸)4が軸受
5a,5bに対してある一定の位置で回転している時
は、軸振れがないから各検出コイル(静止側コイル)9
aのループコイル9a-1,9a-2にはそれぞれ等しい逆
向きの電流が誘導されることになり、ループコイル9a
-1,9a-2はこの状態で互いに相手の電流を打ち消すよ
うになり、電流は流れない。
If current is applied to the exciting coil 9b in the same direction, when the rotating shaft (main shaft) 4 is rotating at a certain position with respect to the bearings 5a and 5b, the shaft is Each detection coil (stationary coil) 9 because there is no shake
The same reverse currents are induced in the loop coils 9a-1 and 9a-2 of a, respectively.
In this state, -1, 9a-2 cancel each other's current, and no current flows.

【0031】一方、回転軸(主軸)4が軸受5a,5b
に対して所定の位置より振れると、回転軸9eも一体的
に振れることから、各検出コイル(静止側コイル)9a
のループコイル9a-1,9a-2は対向する励磁コイル9
bとの距離がそれぞれ異なり、従って、各検出コイル9
aのループコイル9a-1,9a-2に誘起される電流は励
磁コイル9bとの距離に応じたものとなって、軸の振れ
量に比例した差電流が各検出コイル(静止側コイル)9
aにそれぞれ誘起されることになる。従って、これらの
各検出コイル9aの出力により、軸振れの方向や大きさ
等を測定することができるようになる。
On the other hand, the rotary shaft (spindle) 4 has bearings 5a and 5b.
When it swings from a predetermined position, the rotary shaft 9e also swings integrally, so that each detection coil (stationary coil) 9a
Loop coils 9a-1 and 9a-2 are opposite exciting coils 9
The distance from each of the detection coils 9 is different.
The current induced in the loop coils 9a-1 and 9a-2 of a depends on the distance from the exciting coil 9b, and a difference current proportional to the amount of deflection of the shaft causes a difference current in each detection coil (stationary coil) 9
a will be induced respectively. Therefore, it becomes possible to measure the direction and magnitude of the shaft runout by the output of each of the detection coils 9a.

【0032】また、軸振れにより各検出コイル9aのル
ープコイル9a-1,9a-2に生じる誘導電流の差分はル
ープコイル9a-1および9a-2にそれぞれ流れることに
なるが、ループコイル9a-1と9a-2とで向きは逆にな
ることから、励磁コイル9bに近付いた側では反発力と
して作用するものの、励磁コイル9bから離れる側では
吸引力として作用するために、回転軸9eにはヌルフラ
ックスの原理により定位置に復元させようとする力と作
用し、回転軸(主軸)4の振れを抑制しようとする作用
となる。そのため、振動や振れを低減する機能をも持ち
合わせることになる。
Further, the difference between the induced currents generated in the loop coils 9a-1 and 9a-2 of the respective detection coils 9a due to the shaft deflection will flow in the loop coils 9a-1 and 9a-2, respectively. Since the directions of 1 and 9a-2 are opposite, they act as a repulsive force on the side approaching the exciting coil 9b, but act as an attractive force on the side away from the exciting coil 9b, so It acts as a force to restore it to a fixed position by the principle of null flux, and acts to suppress the shake of the rotating shaft (spindle) 4. Therefore, it also has a function of reducing vibration and shake.

【0033】上記内容からつぎのような効果が得られ
る。 (1)回転軸の振れ量を方向および大きさを以て、直接
的に測定できるようになる。
The following effects can be obtained from the above contents. (1) It becomes possible to directly measure the shake amount of the rotating shaft in the direction and the size.

【0034】(2)ヌルフラックスの原理により、回転
軸の振れ量に応じた復元力が働き、これによって、回転
軸は軸受に対して一定の位置関係で回転動作を行うよう
に規制されるため、回転軸の異常振動や軸振れを抑え、
安定した運転が可能となる。
(2) Due to the principle of null flux, a restoring force acts according to the amount of deflection of the rotating shaft, and the rotating shaft is regulated so as to rotate in a fixed positional relationship with the bearing. , Suppress abnormal vibration and shaft runout of the rotating shaft,
Stable operation becomes possible.

【0035】(3)振れ量が大きくなればそれを抑制し
ようとする力はそれに比例して大きくなることから、回
転軸と静止部の接触事故が皆無となる。また、軸受に対
して、正常な位置に軸が来るように矯正されるので、軸
受負荷の軽減を図ことができ、機械的損失が少なくなる
ので機械効率の向上が図れるようになる。
(3) If the shake amount increases, the force for suppressing it increases in proportion to it, so that there is no contact accident between the rotating shaft and the stationary portion. Further, since the shaft is corrected so that the shaft comes to a normal position, the bearing load can be reduced and the mechanical loss is reduced, so that the mechanical efficiency can be improved.

【0036】(4)軸受の負荷が軽減されることから、
軸受部のメンテナンス周期を長くすることができ、保守
管理の費用を軽減できるようになる。なお、上述の実施
例では回転部振れ測定装置9は、発電機1の軸受位置近
傍に設けるようにすることもできる。
(4) Since the load on the bearing is reduced,
The maintenance cycle of the bearing can be lengthened, and the maintenance cost can be reduced. In addition, in the above-described embodiment, the rotating part shake measuring device 9 may be provided near the bearing position of the generator 1.

【0037】以上のように、本装置は励磁コイルと、検
出コイルとを用い、検出コイルは離間して配置されるコ
イル1対を互いに逆向きに電流が流れるように結線して
構成し、この検出コイルは上記1対のコイルを互いに測
定対象の回転軸の軸線を介して対向する位置となるよう
配置すると共に、この検出コイルを上記回転軸を囲んで
対向離間するように静止部分の定位置に複数固定し、上
記励磁コイルは上記回転軸の周囲に上記検出コイルと対
向させて複数設けて構成したものであり、励磁コイルに
検出コイルが近付くと、検出コイルに誘導電流が生じ
て、励磁コイルに対する検出コイルの接近距離が異なる
場合、検出コイルを構成する上記対を成すコイルに発生
する誘導電流の大きさが異なることから、距離の差に応
じた差電流となることを利用して振動や振れに対応した
検出信号を得るようにしたものである。
As described above, the present apparatus uses the exciting coil and the detecting coil, and the detecting coil is constructed by connecting a pair of coils arranged apart from each other so that currents flow in directions opposite to each other. The detection coils are arranged such that the pair of coils face each other via the axis of the rotary shaft to be measured, and a fixed position of the stationary portion is arranged so that the detection coils surround the rotary shaft and face each other. And a plurality of the exciting coils are provided around the rotary shaft so as to face the detecting coil, and when the detecting coil approaches the exciting coil, an induced current is generated in the detecting coil, and the exciting coil is excited. When the detection coil approaches different distances from the coil, the magnitude of the induced current generated in the above-mentioned pair of coils forming the detection coil is different, so that a difference current corresponding to the difference in distance is generated. It is obtained so as to obtain a detection signal corresponding to the vibration or shake utilized.

【0038】従って、回転機等において、軸の振動や振
れを直接的に測定することが可能である。また、これは
ヌルフラックスの原理を利用するものであるから、回転
軸の振れ量に対応した復元力が作用されることになり、
これによって、回転軸が定位置より外れないように、規
制される働きもあることから、軸の振動や振れにより回
転軸が定位置から外れるのを防止できるようにもなっ
て、安定した運転が可能になる他、軸振れ等により回転
部と静止部の接触事故が抑制されて軸受の損傷を防止で
きる等の利点が得られる。なお、本発明は上記し、か
つ、図面に示す実施例に限定することなく、その要旨を
変更しない範囲内で適宜変形して実施し得るものであ
る。
Therefore, in a rotating machine or the like, it is possible to directly measure the vibration and shake of the shaft. Also, since this uses the principle of null flux, a restoring force corresponding to the amount of shake of the rotating shaft is applied,
As a result, the rotating shaft is also regulated so that it does not move out of the fixed position, so it is possible to prevent the rotating shaft from coming out of the fixed position due to shaft vibration or shake, and stable operation is ensured. In addition to the above, it is possible to obtain an advantage that a contact accident between the rotating portion and the stationary portion due to shaft runout or the like is suppressed and damage to the bearing can be prevented. The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be appropriately modified and implemented within the scope of the invention.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、ヌルフラックスの原理により回転軸の振動や軸振れ
を直接的に測定することができるようになると共に、ヌ
ルフラックスの原理により、回転軸の振動や軸振れを抑
制することができるようになり、機械の損傷防止並びに
長時間の安定した運転を実施可能とする回転部振れ測定
装置を提供できる。
As described above in detail, according to the present invention, it becomes possible to directly measure the vibration and shaft runout of the rotating shaft by the principle of null flux, and at the same time, by the principle of null flux. Thus, it becomes possible to suppress the vibration and the shaft runout of the rotary shaft, and it is possible to provide a rotary part runout measuring device capable of preventing damage to the machine and performing stable operation for a long time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を説明するための図であって、本発明の
回転部振れ測定装置を水車発電機に適用した実施例を示
す全体構成図。
FIG. 1 is a diagram for explaining the present invention, which is an overall configuration diagram showing an embodiment in which a rotating part shake measuring device of the present invention is applied to a turbine generator.

【図2】本発明による回転部振れ測定装置の構成を示す
正面図であって、図1のA部拡大図。
FIG. 2 is a front view showing the configuration of a rotating portion shake measuring device according to the present invention, which is an enlarged view of portion A in FIG.

【図3】本発明による回転部振れ測定装置の構成例を示
す図であって、(a)は一部破断正面図、(b)はその
A‐A断面図。
3A and 3B are diagrams showing a configuration example of a rotating portion shake measuring apparatus according to the present invention, in which FIG. 3A is a partially cutaway front view and FIG.

【図4】本発明において使用するヌルフラックス方式の
原理を説明するための図。
FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the null flux method used in the present invention.

【図5】本発明の回転部振れ測定装置9の原理的な構成
を説明するための図。
5A and 5B are views for explaining the principle configuration of a rotating part shake measuring device 9 of the present invention.

【図6】本発明の回転部振れ測定装置9の構成を示す回
路図。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a rotating portion shake measuring device 9 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…発電機 4…回転軸(主軸) 6…水車 7…水車の回転軸 5a,5b,8…軸受 9…回転部振れ測定装置 9a…検出コイル(静止側) 9a-1,9a-2…検出コイル9aを構成するループコイ
ル 9b…励磁コイル(回転側) 9c…コレクタリング 9d…筐体 9e…回転軸 AMP…増幅器 DCPWS…直流電源 C1…車上の誘導コイル C2…地上の軌道側案内コイル C2a,C2b…地上の軌道側案内コイルC2を構成す
るループコイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Generator 4 ... Rotating shaft (spindle) 6 ... Water turbine 7 ... Rotating shaft of water turbine 5a, 5b, 8 ... Bearing 9 ... Rotating part runout measuring device 9a ... Detection coil (stationary side) 9a-1, 9a-2 ... Loop coil constituting the detection coil 9a ... Excitation coil (rotating side) 9c ... Collector ring 9d ... Housing 9e ... Rotating shaft AMP ... Amplifier DCPWS ... DC power supply C1 ... Induction coil C2 on ground ... C2a, C2b ... A loop coil that constitutes the ground side orbit guide coil C2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 励磁コイルと、検出コイルとを用い、検
出コイルは離間して配置されるコイル1対を互いに逆向
きに電流が流れるように結線して構成し、この検出コイ
ルは上記1対のコイルを互いに測定対象の回転軸の軸線
を介して対向する位置となるよう配置すると共に、この
検出コイルを上記回転軸を囲んで対向離間するように静
止部分の定位置に複数固定し、上記励磁コイルは上記回
転軸の周囲に上記検出コイルと対向させて複数設けて構
成することを特徴とする回転部振れ測定装置。
1. An exciting coil and a detection coil are used, and the detection coil is formed by connecting a pair of coils arranged apart from each other so that currents flow in directions opposite to each other. The coils are arranged so as to be opposed to each other via the axis of the rotary shaft to be measured, and a plurality of the detection coils are fixed at fixed positions in a stationary portion so as to face each other and surround the rotary shaft, and A rotating part shake measuring apparatus, wherein a plurality of exciting coils are provided around the rotating shaft so as to face the detecting coil.
JP9431193A 1993-04-21 1993-04-21 Run out measuring equipment for rotary part Pending JPH06307919A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100482103B1 (en) * 2002-08-13 2005-04-13 현대자동차주식회사 Bending vibration meter for shaft in automobile
KR100684691B1 (en) * 2005-11-19 2007-02-22 재단법인서울대학교산학협력재단 Torsional vibration generation and measurement apparatus using magnetic deformation and torsional vibration generation and measurement method using the same
WO2025022872A1 (en) * 2023-07-25 2025-01-30 日機装株式会社 Vibration sensor unit, rotary electric machine, and pump device

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