JPH0650334A - Thrust magnetic bearing of turbomachinery - Google Patents
Thrust magnetic bearing of turbomachineryInfo
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- F16C32/0406—Magnetic bearings
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-
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ガスターボ機械等のタ
ーボ機械の回転軸を支持する軸受装置に関し、特にスラ
スト磁気軸受装置の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bearing device for supporting a rotary shaft of a turbomachine such as a gas turbomachine, and more particularly to improvement of a thrust magnetic bearing device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ガスターボ機械は、ケーシングと、この
ケーシングに設けられラジアル軸受により支持された回
転軸と、この回転軸の一端に取付けられた羽根車とを備
えており、前記回転軸をスラスト磁気軸受装置によりス
ラスト方向に対して支持したものが既に使用されてい
る。2. Description of the Related Art A gas turbomachine includes a casing, a rotary shaft provided in the casing and supported by radial bearings, and an impeller attached to one end of the rotary shaft. A bearing device supported in the thrust direction has already been used.
【０００３】図２は、従来のスラスト磁気軸受装置を備
えたガスターボ機械の内部構造を示す説明図である。図
示するように、ケーシング１の中心位置には回転軸２が
配設され、この回転軸２は、ラジアル磁気軸受３により
支持されるとともにモータ４により回転駆動される。回
転軸２の一端には羽根車５が固定されてケーシング１内
で回転運動をする。回転軸２の他端にはスラスト磁気軸
受６が設けられ、軸方向に対して回転軸２を支持してい
る。FIG. 2 is an explanatory view showing the internal structure of a gas turbomachine provided with a conventional thrust magnetic bearing device. As shown in the figure, a rotary shaft 2 is arranged at the center of the casing 1, and the rotary shaft 2 is supported by a radial magnetic bearing 3 and is rotationally driven by a motor 4. An impeller 5 is fixed to one end of the rotary shaft 2 and rotates in the casing 1. A thrust magnetic bearing 6 is provided at the other end of the rotary shaft 2 to support the rotary shaft 2 in the axial direction.
【０００４】また、スラスト磁気軸受６を含むスラスト
磁気軸受装置においては、回転軸２とケーシング１との
間における軸方向の相対変位を測定するスラスト変位セ
ンサ７が、ケーシング１に取付けられている。このスラ
スト変位センサ７により測定された相対変位の信号はセ
ンサアンプ８に出力され、このセンサアンプ８からの出
力信号と、基準となる目標値信号Ｓとの偏差に基づいて
補償回路９で位相等が調整され、制御信号を電力増幅器
１０に出力する。この電力増幅器１０はスラスト磁気軸
受６のコイルに励磁電流を流して、コイルが巻回された
電磁石固定子１１による磁気吸引力を制御する。これに
より、対向配置された一対の電磁石固定子１１の間に微
小間隙を介して保持され、回転軸２に固定されているス
ラストディスク１２が軸方向に制御され、回転軸２は軸
方向に関して適正位置に保持されることとなる。Further, in the thrust magnetic bearing device including the thrust magnetic bearing 6, a thrust displacement sensor 7 for measuring relative axial displacement between the rotary shaft 2 and the casing 1 is attached to the casing 1. The signal of the relative displacement measured by the thrust displacement sensor 7 is output to the sensor amplifier 8. Based on the deviation between the output signal from this sensor amplifier 8 and the reference target value signal S, the phase etc. Is adjusted and the control signal is output to the power amplifier 10. The power amplifier 10 applies an exciting current to the coil of the thrust magnetic bearing 6 to control the magnetic attraction force by the electromagnet stator 11 around which the coil is wound. As a result, the thrust disk 12 that is held between the pair of electromagnet stators 11 that are arranged facing each other with a minute gap and is fixed to the rotating shaft 2 is controlled in the axial direction, and the rotating shaft 2 is appropriate in the axial direction. Will be held in position.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ようなスラスト磁気軸受装置で回転軸２を支持する従来
のガスターボ機械において、搬送される取扱いガスの温
度が高い場合には、軸受３，６やモータ４の温度を下げ
る必要性が生じることがある。このような場合には、ケ
ーシング１の所定部分に水を流したり、ケーシング内に
空冷ガスを流して冷却することによって軸受３，６やモ
ータ４の部分の温度を下げている。However, in the conventional gas turbomachine in which the rotating shaft 2 is supported by the thrust magnetic bearing device as described above, when the temperature of the handled gas to be conveyed is high, the bearings 3, 6 and It may be necessary to reduce the temperature of the motor 4. In such a case, the temperature of the bearings 3, 6 and the portion of the motor 4 is lowered by causing water to flow through a predetermined portion of the casing 1 or by cooling an air-cooling gas in the casing.
【０００６】ところが、回転軸２ａの温度とケーシング
１の温度は異なることが多く、この場合には、回転軸２
とケーシング１の伸び量は異なる。両者２，１の材質が
互いに異なっている場合には、前記伸び量の差異はさら
に大きくなる。However, the temperature of the rotary shaft 2a and the temperature of the casing 1 often differ, and in this case, the rotary shaft 2a
And the elongation amount of the casing 1 are different. When the materials of the materials 2 and 1 are different from each other, the difference in the elongation amount is further increased.
【０００７】また、高温ガスが流れることにより非常に
高温となる吸込み側（図２の左側）にスラスト変位セン
サ７を取付けることは適切な場所もなく困難であること
から、通常は、羽根車５と反対側の回転軸２の後端部
（図２の右側）１３に対向する位置に、スラスト変位セ
ンサ７を取付けている。このスラスト変位センサ７は、
反羽根車側（後端部１３）における回転軸２の軸方向の
ケーシング１に対する相対位置を検出している。ところ
が、回転軸２の後端部１３を一定位置に制御しても、上
述のように回転軸２とケーシング１とは伸び量が異なっ
ているので、前端部にある羽根車５とケーシング１との
間の軸方向の相対的位置は理想位置からずれてしまい、
羽根車５の効率が低下した状態で回転軸２と羽根車５が
回転してしまうという課題があった。Further, since it is difficult to attach the thrust displacement sensor 7 to the suction side (the left side in FIG. 2) where the temperature becomes very high due to the flow of the high temperature gas, it is difficult to mount the thrust displacement sensor 7 at a proper place. A thrust displacement sensor 7 is attached at a position facing a rear end portion (right side in FIG. 2) 13 of the rotating shaft 2 on the opposite side. This thrust displacement sensor 7
The relative position of the rotary shaft 2 with respect to the casing 1 in the axial direction on the side opposite to the impeller (the rear end portion 13) is detected. However, even if the rear end portion 13 of the rotary shaft 2 is controlled to a fixed position, since the rotary shaft 2 and the casing 1 have different expansion amounts as described above, the impeller 5 and the casing 1 at the front end portion are different from each other. The relative position in the axial direction between the
There is a problem that the rotating shaft 2 and the impeller 5 rotate while the efficiency of the impeller 5 is reduced.
【０００８】羽根車５がオープン形のタイプの場合に
は、羽根車５が軸方向にずれたときには羽根車の効率に
与える影響はさらに大きくなる。本発明は、かかる課題
を解決するためになされたもので、羽根車が軸方向にず
れた場合でも、絶えず効率の良い位置で羽根車を回転さ
せることができるターボ機械のスラスト磁気軸受装置を
提供することを目的とする。When the impeller 5 is of the open type, when the impeller 5 is displaced in the axial direction, the effect on the efficiency of the impeller is further increased. The present invention has been made to solve the above problems, and provides a thrust magnetic bearing device for a turbomachine capable of continuously rotating the impeller at a highly efficient position even when the impeller is displaced in the axial direction. The purpose is to do.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明に係るターボ機械
のスラスト磁気軸受装置は、ケーシングと、このケーシ
ングに設けられ、ラジアル軸受により支持された回転軸
と、この回転軸の一端に取付けられた羽根車とを備えた
ターボ機械における前記回転軸をスラスト磁気軸受によ
り支持するスラスト磁気軸受装置において、前記ケーシ
ングに対する前記回転軸の軸方向の相対変位を測定する
スラスト変位センサと、前記羽根車の近傍の温度及び取
扱い流体の圧力を測定して前記羽根車の性能を演算する
性能演算手段と、この性能演算手段で演算された結果に
基づいて目標値信号を作成する目標値信号発生手段と、
前記スラスト変位センサからの出力信号と、前記目標値
信号発生手段から出力される目標値信号とに基づいて、
前記スラスト磁気軸受の磁気吸引力を制御して前記回転
軸の軸方向の位置を制御する制御回路とを備えたもので
ある。A thrust magnetic bearing device for a turbomachine according to the present invention includes a casing, a rotary shaft provided in the casing and supported by a radial bearing, and attached to one end of the rotary shaft. In a thrust magnetic bearing device for supporting the rotating shaft by a thrust magnetic bearing in a turbomachine provided with an impeller, a thrust displacement sensor for measuring a relative axial displacement of the rotating shaft with respect to the casing, and a vicinity of the impeller. Performance calculating means for calculating the performance of the impeller by measuring the temperature and the pressure of the fluid to be handled, and target value signal generating means for creating a target value signal based on the result calculated by the performance calculating means,
Based on the output signal from the thrust displacement sensor and the target value signal output from the target value signal generating means,
And a control circuit for controlling the magnetic attraction of the thrust magnetic bearing to control the axial position of the rotary shaft.
【００１０】[0010]
【作用】ターボ機械により搬送されるガス等の取扱い流
体の温度が高い場合に、温度分布の違いや材質の差異に
より回転軸とケーシングとの間で温度による伸び量に差
が生じることがある。このために、ケーシングに対する
羽根車の軸方向の位置がずれてしまったとしても、本発
明においては、性能演算手段により羽根車の性能を演算
し、この結果に基づいて、羽根車が良好な効率を発揮す
る位置に移動するように回転軸を移動させるための目標
値信号を作成し、この目標値信号と回転軸の後端部の現
在位置を知らせる変位センサ出力信号とに基づいて、制
御回路によりスラスト磁気軸受の磁気吸引力を制御し
て、回転軸を軸方向に移動させている。したがって、こ
の回転軸に取付けられた羽根車は絶えず効率の良い軸方
向位置において回転することとなる。When the temperature of the handling fluid such as gas conveyed by the turbomachine is high, there may be a difference in the amount of elongation between the rotating shaft and the casing due to the difference in temperature distribution and the difference in material. For this reason, even if the axial position of the impeller with respect to the casing is displaced, in the present invention, the performance of the impeller is calculated by the performance calculation means, and based on this result, the impeller has good efficiency. The control circuit generates a target value signal for moving the rotary shaft so as to move to a position where the control circuit produces a position, and based on the target value signal and the displacement sensor output signal that notifies the current position of the rear end of the rotary shaft, the control circuit By controlling the magnetic attraction force of the thrust magnetic bearing, the rotating shaft is moved in the axial direction. Therefore, the impeller attached to this rotating shaft is constantly rotated at an efficient axial position.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づいて説
明する。図１は、ターボ機械としてのガスターボ機械と
これに設けられた本実施例に係るスラスト磁気軸受装置
とを含むブロック図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram including a gas turbo machine as a turbo machine and a thrust magnetic bearing device according to the present embodiment provided therein.
【００１２】このガスターボ機械１００は、図２に示し
たガスターボ機械と基本的に同一の内部構造を有してい
る。図示するように、ケーシング１の中心位置には回転
軸２が配設されており、この回転軸２は、ラジアル軸受
としての一対のラジアル磁気軸受３により半径方向に非
接触状態で支持されている。なお、本発明はスラスト磁
気軸受に関するものであるので、この半径方向のラジア
ル軸受としてはラジアル磁気軸受３に限られるものでは
なく、油軸受又はボールベアリング等であってもよい。
回転軸２は、ケーシング１に取付けられたモータ４によ
り回転駆動される。この回転軸２の一端（前方端）に
は、回転軸２とともに回転運動する羽根車５が固定され
ている。この羽根車５が回転運動することにより、取扱
い流体としての高温ガスが低圧で入口部Ｂから吸込まれ
たのち昇圧されて出口部Ｃに高圧で吐出される。また回
転軸２の他端（後方端）の近傍にはスラスト磁気軸受６
が設けられ、回転軸２を軸方向に対して非接触状態で支
持している。このスラスト磁気軸受６は、回転軸２に固
定された磁性材料製のスラストディスク１２と、このス
ラストディスク１２と微小間隙を保ってケーシング１に
取付けられ、且つ起磁力を発生させる励磁コイルが巻回
されて、スラストディスク１２を磁気吸引力により保持
する電磁石固定子１１ａ，１１ｂとを備えている。各電
磁石固定子１１ａ，１１ｂの一方もしくは両方のコイル
に流れる励磁電流をそれぞれ制御することにより、スラ
ストディスク１２を非接触状態で吸引する磁気吸引力が
変化する。これにより、スラストディスク１２は軸方向
に移動制御されることとなり、このスラストディスク１
２とともに回転軸２及び羽根車５が軸方向に移動する。The gas turbo machine 100 has basically the same internal structure as the gas turbo machine shown in FIG. As shown in the figure, a rotary shaft 2 is arranged at the center of the casing 1, and the rotary shaft 2 is supported in a radial non-contact state by a pair of radial magnetic bearings 3 as radial bearings. . Since the present invention relates to the thrust magnetic bearing, the radial radial bearing is not limited to the radial magnetic bearing 3 and may be an oil bearing or a ball bearing.
The rotating shaft 2 is rotationally driven by a motor 4 attached to the casing 1. An impeller 5 that rotates together with the rotary shaft 2 is fixed to one end (front end) of the rotary shaft 2. Due to the rotational movement of the impeller 5, the high temperature gas as a fluid to be handled is sucked from the inlet portion B at a low pressure, then is pressurized, and is discharged to the outlet portion C at a high pressure. A thrust magnetic bearing 6 is provided near the other end (rear end) of the rotary shaft 2.
Are provided to support the rotary shaft 2 in a non-contact state with respect to the axial direction. The thrust magnetic bearing 6 is mounted on the casing 1 with a magnetic disk made of a magnetic material fixed to the rotating shaft 2 and a small gap from the thrust disk 12, and an exciting coil for generating a magnetomotive force is wound around the magnetic disk. The thrust disk 12 is provided with electromagnet stators 11a and 11b that are held by magnetic attraction. The magnetic attraction force for attracting the thrust disk 12 in a non-contact state is changed by controlling the exciting current flowing through one or both coils of the electromagnet stators 11a and 11b. As a result, the thrust disc 12 is controlled to move in the axial direction.
The rotary shaft 2 and the impeller 5 move in the axial direction together with 2.
【００１３】回転軸２の後方端面１４にはセンサターゲ
ット１５が取付けられ、また、センサターゲット１５に
対向して、回転軸２の軸方向の位置を検出するスラスト
変位センサ７が、ケーシング１に取付けられている。
尚、センサターゲット１５を取付けずに回転軸そのもの
をスラスト変位センサ７の検出面としてもよい。このよ
うに、このガスターボ機械１００は、５軸制御型磁気軸
受、即ちラジアル磁気軸受３とスラスト磁気軸受６とに
より片持ち支持されている。A sensor target 15 is attached to the rear end surface 14 of the rotary shaft 2, and a thrust displacement sensor 7 that faces the sensor target 15 and detects the axial position of the rotary shaft 2 is attached to the casing 1. Has been.
The rotary shaft itself may be used as the detection surface of the thrust displacement sensor 7 without mounting the sensor target 15. As described above, the gas turbomachine 100 is cantilevered by the 5-axis control type magnetic bearing, that is, the radial magnetic bearing 3 and the thrust magnetic bearing 6.
【００１４】取扱いガスが高温（又は低温）であるた
め、若しくは機械の構造的な経時変化のために、回転軸
２とケーシング１との間に軸方向に対して相対変位が生
じた場合には、回転軸２に取付けられたセンサターゲッ
ト１５の位置も軸方向に移動することとなる。スラスト
変位センサ７でこのセンサターゲット１５の位置の変化
を検出することにより前記相対変位を測定し、この測定
結果の信号をセンサアンプ１６に出力して増幅する。When a relative displacement occurs in the axial direction between the rotary shaft 2 and the casing 1 due to a high temperature (or low temperature) of the handled gas or a structural change of the machine with time. The position of the sensor target 15 attached to the rotary shaft 2 also moves in the axial direction. The relative displacement is measured by detecting the change in the position of the sensor target 15 by the thrust displacement sensor 7, and the signal of this measurement result is output to the sensor amplifier 16 for amplification.
【００１５】そして、本実施例装置は、羽根車５の近傍
の温度を測定し且つ高温ガスの圧力を測定して、羽根車
５の性能を演算する性能演算手段を有している。即ち、
羽根車入口におけるガスの圧力と温度とをそれぞれ測定
する圧力計Ｐ1 及び温度計Ｔ1 を、ガスの入口部Ｂ内に
取付けている。また、羽根車出口におけるガスの圧力と
温度とをそれぞれ測定する圧力計Ｐ2 及び温度計Ｔ2
を、ガスの出口部Ｃ内に取付けている。なお、温度計Ｔ
1 ，Ｔ2 の取付け位置は、ガスの流路以外で羽根車５に
近いケーシング１の所定の場所であってもよい。The apparatus of this embodiment has a performance calculation means for calculating the performance of the impeller 5 by measuring the temperature in the vicinity of the impeller 5 and the pressure of the high temperature gas. That is,
A pressure gauge P 1 and a thermometer T 1 for respectively measuring the pressure and temperature of the gas at the impeller inlet are installed in the gas inlet B. In addition, a pressure gauge P 2 and a thermometer T 2 that respectively measure the pressure and temperature of the gas at the outlet of the impeller
Is mounted in the gas outlet portion C. The thermometer T
The mounting positions of 1 and T 2 may be a predetermined location of the casing 1 near the impeller 5 other than the gas flow path.
【００１６】そして、高温ガスが流れて高温になった回
転軸２とケーシング１との間に生じた相対変位の影響に
より羽根車５の位置が軸方向に変位し、羽根車５と羽根
車の周辺のケーシング１との間のクリアランスが理想状
態から変化した場合には、羽根車５の性能は低下してガ
スの入口圧力と出口圧力とは変化する。そこで、各圧力
計Ｐ1 ，Ｐ2 及び各温度計Ｔ1 ，Ｔ2 により測定された
データを性能演算器１７に出力し、この性能演算器１７
により羽根車５の性能を演算する。前記圧力計Ｐ1 ，Ｐ
2 、温度計Ｔ1 ，Ｔ2 及び性能演算器１７により前記性
能演算手段を構成している。Then, the position of the impeller 5 is axially displaced by the influence of the relative displacement generated between the rotating shaft 2 and the casing 1 which have become hot due to the flow of the hot gas, and the impeller 5 and the impeller 5 are displaced. When the clearance with the surrounding casing 1 changes from the ideal state, the performance of the impeller 5 decreases and the gas inlet pressure and the gas outlet pressure change. Therefore, the data measured by the pressure gauges P 1 and P 2 and the thermometers T 1 and T 2 are output to the performance calculator 17, and the performance calculator 17 outputs the data.
The performance of the impeller 5 is calculated by The pressure gauges P 1 , P
2 , the thermometers T 1 and T 2 and the performance calculator 17 constitute the performance calculator.
【００１７】次いで、性能演算器１７で演算された結果
に基づいて、目標値信号発生手段１８により目標値信号
を作成する。即ち、性能演算器１７での演算結果は羽根
車位置推定器１９に送られる。ここで、テーブルデータ
２０には、温度を考慮した羽根車５の性能と羽根車５の
軸方向位置との相関関係を予め調べたデータが記憶され
ているので、羽根車位置推定器１９ではこのテーブルデ
ータ２０から受けたデータと前記演算結果とを比較し
て、現在の羽根車５の軸方向の位置を推定する。この羽
根車位置推定器１９で推定された羽根車位置の信号は目
標値信号発生器２１に送られる。この目標値信号発生器
２１では、テーブルデータ２０から受けたデータに基づ
いて、温度計Ｔ1 ，Ｔ2 で測定された温度における最高
効率となる羽根車５の軸方向の理想位置を求めた後、こ
の理想位置と、羽根車位置推定器１９から出力された羽
根車５の現在位置とを比較して、羽根車５をどの程度軸
方向に移動すべきかの目標値信号を作成する。かかる羽
根車位置推定器１９、目標値信号発生器２１及びテーブ
ルデータ２０により目標値信号発生手段１８を構成して
いる。Then, based on the result calculated by the performance calculator 17, the target value signal generating means 18 creates a target value signal. That is, the calculation result of the performance calculator 17 is sent to the impeller position estimator 19. Here, since the table data 20 stores the data in which the correlation between the performance of the impeller 5 in consideration of the temperature and the axial position of the impeller 5 is checked in advance, the impeller position estimator 19 uses this data. The current position of the impeller 5 in the axial direction is estimated by comparing the data received from the table data 20 with the calculation result. The signal of the impeller position estimated by the impeller position estimator 19 is sent to the target value signal generator 21. In this target value signal generator 21, after obtaining the ideal axial position of the impeller 5 which is the highest efficiency at the temperature measured by the thermometers T 1 and T 2 , based on the data received from the table data 20. The ideal position is compared with the current position of the impeller 5 output from the impeller position estimator 19 to create a target value signal indicating how much the impeller 5 should be moved in the axial direction. The impeller position estimator 19, the target value signal generator 21, and the table data 20 constitute the target value signal generating means 18.
【００１８】次いで、制御回路２２により、スラスト変
位センサのセンサアンプ１６からの出力信号と、目標値
信号発生手段１８から出力される目標値信号とに基づい
てスラスト磁気軸受６の磁気吸引力を制御して回転軸２
の軸方向の位置を制御している。即ち、制御回路２２の
補償回路２３に目標値信号発生器２１から目標値信号を
入力すれば、この目標値信号と、センサアンプ１６から
送られる回転軸２の後部端面１４の位置とが比較され、
両者間の偏差に基づいて制御回路２２の電力増幅器２４
に制御信号を出力する。この信号を受けた電力増幅器２
４は、スラスト磁気軸受６の電磁石固定子１１ａ，１１
ｂの各コイルに励磁電流を流してスラストディスク１２
に対する磁気吸引力を制御する。これにより、スラスト
ディスク１２が軸方向に移動制御されるとともにこれと
一体的な回転軸２を介して羽根車５も軸方向の理想位置
に移動して保持され、かくして、羽根車５は理想位置で
回転して、最高効率を発揮することとなる。Next, the control circuit 22 controls the magnetic attraction force of the thrust magnetic bearing 6 based on the output signal from the sensor amplifier 16 of the thrust displacement sensor and the target value signal output from the target value signal generating means 18. Then rotating shaft 2
The axial position of is controlled. That is, when the target value signal is input from the target value signal generator 21 to the compensation circuit 23 of the control circuit 22, this target value signal is compared with the position of the rear end face 14 of the rotary shaft 2 sent from the sensor amplifier 16. ,
Based on the deviation between the two, the power amplifier 24 of the control circuit 22
Control signal is output to. Power amplifier 2 which received this signal
Reference numeral 4 denotes electromagnet stators 11a, 11 of the thrust magnetic bearing 6.
An exciting current is passed through each coil of b to thrust disk 12
Control the magnetic attraction force to. As a result, the thrust disk 12 is controlled to move in the axial direction, and the impeller 5 is also moved to and held at the ideal position in the axial direction via the rotary shaft 2 integrated with the thrust disk 12, and thus the impeller 5 is in the ideal position. Rotate at to maximize efficiency.
【００１９】このようにして、ガスターボ機械１００に
おいて、取扱いガスの温度が高い場合に、回転軸２とケ
ーシング１の温度差やさらに材質の違いによってケーシ
ング１に対する羽根車５の軸方向の位置が変化してしま
っても、また羽根車５がオープン形のタイプである場合
でも、羽根車５を常に効率の良い軸方向位置に戻すこと
ができる。したがって、安定した効率の良いガスターボ
機械１００の運転ができる。なお、取扱い流体としては
高温又は低温のガスに限られず、高温又は低温の液体で
あってもよい。In this way, in the gas turbomachine 100, when the temperature of the handled gas is high, the axial position of the impeller 5 with respect to the casing 1 changes due to the temperature difference between the rotating shaft 2 and the casing 1 and the difference in material. However, even if the impeller 5 is an open type, the impeller 5 can always be returned to an efficient axial position. Therefore, stable and efficient operation of the gas turbomachine 100 can be performed. The fluid to be handled is not limited to a high temperature or low temperature gas, and may be a high temperature or low temperature liquid.
【００２０】[0020]
【発明の効果】本発明は前記のように構成したので、温
度による伸縮等により羽根車が軸方向にずれた場合でも
羽根車を常に効率の良い軸方向位置に戻すことができ、
安定した効率の良い状態でターボ機械を運転することが
できる。Since the present invention is configured as described above, even if the impeller is axially displaced due to expansion and contraction due to temperature, etc., the impeller can always be returned to an efficient axial position.
The turbomachine can be operated in a stable and efficient state.
【図１】ガスターボ機械とこれに設けられた本発明の一
実施例に係るスラスト磁気軸受装置とを含むブロック図
である。FIG. 1 is a block diagram including a gas turbomachine and a thrust magnetic bearing device according to an embodiment of the present invention provided therein.
【図２】従来のスラスト磁気軸受装置を備えたガスター
ボ機械の内部構造を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an internal structure of a gas turbomachine provided with a conventional thrust magnetic bearing device.
１ ケーシング ２ 回転軸 ３ ラジアル磁気軸受（ラジアル軸受） ５ 羽根車 ６ スラスト磁気軸受 １８ 目標値信号発生手段 ２２ 制御回路 １００ ガスターボ機械（ターボ機械） 1 casing 2 rotating shaft 3 radial magnetic bearing (radial bearing) 5 impeller 6 thrust magnetic bearing 18 target value signal generating means 22 control circuit 100 gas turbo machine (turbo machine)
Claims (1)
れ、ラジアル軸受により支持された回転軸と、この回転
軸の一端に取付けられた羽根車とを備えたターボ機械に
おける前記回転軸をスラスト磁気軸受により支持するス
ラスト磁気軸受装置において、 前記ケーシングに対する前記回転軸の軸方向の相対変位
を測定するスラスト変位センサと、 前記羽根車の近傍の温度及び取扱い流体の圧力を測定し
て前記羽根車の性能を演算する性能演算手段と、 この性能演算手段で演算された結果に基づいて目標値信
号を作成する目標値信号発生手段と、 前記スラスト変位センサからの出力信号と、前記目標値
信号発生手段から出力される目標値信号とに基づいて、
前記スラスト磁気軸受の磁気吸引力を制御して前記回転
軸の軸方向の位置を制御する制御回路とを備えたことを
特徴とするターボ機械のスラスト磁気軸受装置。1. A thrust magnetic bearing for a rotary machine in a turbomachine provided with a casing, a rotary shaft provided in the casing and supported by a radial bearing, and an impeller attached to one end of the rotary shaft. In a thrust magnetic bearing device that supports, a thrust displacement sensor that measures relative axial displacement of the rotating shaft with respect to the casing, a temperature near the impeller, and a pressure of a fluid to be handled to measure performance of the impeller. Performance calculating means for calculating, target value signal generating means for generating a target value signal based on the result calculated by the performance calculating means, output signal from the thrust displacement sensor, and output from the target value signal generating means Based on the target value signal
A thrust magnetic bearing device for a turbo machine, comprising: a control circuit that controls a magnetic attraction force of the thrust magnetic bearing to control an axial position of the rotating shaft.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21978992A JPH0650334A (en) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Thrust magnetic bearing of turbomachinery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21978992A JPH0650334A (en) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Thrust magnetic bearing of turbomachinery |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0650334A true JPH0650334A (en) | 1994-02-22 |
Family
ID=16741048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21978992A Pending JPH0650334A (en) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Thrust magnetic bearing of turbomachinery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650334A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008157439A (en) * | 2006-11-28 | 2008-07-10 | Jtekt Corp | Magnetic bearing device and fuel cell compressor |
| JP2018021573A (en) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 株式会社Ihi | Diskless thrust magnetic bearing and three-axis active control magnetic bearing |
| US20250290428A1 (en) * | 2024-03-15 | 2025-09-18 | Calnetix Technologies Llc | High temperature turbomachine |
-
1992
- 1992-07-27 JP JP21978992A patent/JPH0650334A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008157439A (en) * | 2006-11-28 | 2008-07-10 | Jtekt Corp | Magnetic bearing device and fuel cell compressor |
| JP2018021573A (en) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 株式会社Ihi | Diskless thrust magnetic bearing and three-axis active control magnetic bearing |
| US20250290428A1 (en) * | 2024-03-15 | 2025-09-18 | Calnetix Technologies Llc | High temperature turbomachine |
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