JPH01298927A - 回転電機の回転子 - Google Patents
回転電機の回転子Info
- Publication number
- JPH01298927A JPH01298927A JP63125808A JP12580888A JPH01298927A JP H01298927 A JPH01298927 A JP H01298927A JP 63125808 A JP63125808 A JP 63125808A JP 12580888 A JP12580888 A JP 12580888A JP H01298927 A JPH01298927 A JP H01298927A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- vibration
- core
- frequency
- electric machine
- 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
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
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- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Motor Or Generator Frames (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
【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回転子の制振構造に係り、特に特定
のねじり振動を抑制する回転電機の回転子構造に関する
。
のねじり振動を抑制する回転電機の回転子構造に関する
。
(従来の技術)
タービン発電機などの回転子は長い鉄心部分を有し、こ
の鉄心部分の両端が逆位相でねじれる振動が起こりやす
い、また通常運転状態においては固定子より系統電源周
波数(東日本においては50Hz、西日本においては6
0Hz)とその2倍の周波数の電磁加振力が回転子に作
用し、これにより回転子にはねじり振動が励振される。
の鉄心部分の両端が逆位相でねじれる振動が起こりやす
い、また通常運転状態においては固定子より系統電源周
波数(東日本においては50Hz、西日本においては6
0Hz)とその2倍の周波数の電磁加振力が回転子に作
用し、これにより回転子にはねじり振動が励振される。
さて、固定子よりの電磁力の分布は一様であり、回転子
の鉄心部を含め鉄心中央より見て、左右の慣性モーメン
トが全く同じならば、鉄心両端が逆位相でねじれる振動
モードが励振されることはないが、現実には左右の慣性
モーメントは不均一になり、電磁力による励振を受ける
ことになる。ただし、励振周波数(東日本では501I
z、西日本では6011zと120tlz)と鉄心部の
ねじり振動の固有振動数が一致するかかなり近接しない
限り、問題はなかった。なお両者が一致した場合(共振
)には、そのねじり振動は拡大され機器に多大の影響を
及ぼすことになる。
の鉄心部を含め鉄心中央より見て、左右の慣性モーメン
トが全く同じならば、鉄心両端が逆位相でねじれる振動
モードが励振されることはないが、現実には左右の慣性
モーメントは不均一になり、電磁力による励振を受ける
ことになる。ただし、励振周波数(東日本では501I
z、西日本では6011zと120tlz)と鉄心部の
ねじり振動の固有振動数が一致するかかなり近接しない
限り、問題はなかった。なお両者が一致した場合(共振
)には、そのねじり振動は拡大され機器に多大の影響を
及ぼすことになる。
(発明が解決しようとする課題)
近年タービン発電機の容量の拡大に伴い、その回転子の
鉄心部も長くなる傾向にある。そのため、前述の鉄心両
端が逆位相でねじれる振動モードの固有振動数が従来よ
りも低くなり、機器によっては加振周波数にかなり近接
したり、場合によって一致する可能性が出て来た。
鉄心部も長くなる傾向にある。そのため、前述の鉄心両
端が逆位相でねじれる振動モードの固有振動数が従来よ
りも低くなり、機器によっては加振周波数にかなり近接
したり、場合によって一致する可能性が出て来た。
万一共振が起こると、鉄心部のねじり振動が拡大し、こ
れがタービン側に伝達されて、タービン羽根を大きく振
動させる。ここでタービン羽根の中に、その曲げ振動の
固有振動数が共振しているねじり振動の周波数に近いも
のがあると、羽根の振動が更に拡大され、致命的な破損
に到る。
れがタービン側に伝達されて、タービン羽根を大きく振
動させる。ここでタービン羽根の中に、その曲げ振動の
固有振動数が共振しているねじり振動の周波数に近いも
のがあると、羽根の振動が更に拡大され、致命的な破損
に到る。
発電所の公共性を考え合わせると、このような事態は何
としても回避しなくてはならない。
としても回避しなくてはならない。
そこで本発明の目的は、上述した問題点を解消し、回転
子鉄心部のねじり振動の固有振動数が、回転電機の電磁
加振周波数に一致したとしても、回転子のねじり振動を
充分に抑制することのできる回転電機の回転子を提供す
ることにある。
子鉄心部のねじり振動の固有振動数が、回転電機の電磁
加振周波数に一致したとしても、回転子のねじり振動を
充分に抑制することのできる回転電機の回転子を提供す
ることにある。
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するために、本発明の回転子は回転上に
回転慣性モーメントを有する慣性質量と回転ばね定数を
有する支持ばねから成り、固有振動数が回転子のねじり
固有振動数に一致する動吸振器を備えた構成とする。
回転慣性モーメントを有する慣性質量と回転ばね定数を
有する支持ばねから成り、固有振動数が回転子のねじり
固有振動数に一致する動吸振器を備えた構成とする。
(作用)
上記のように構成された本発明の作用を第3図ないし第
5図を用いて説明する。
5図を用いて説明する。
第3図はタービン発電機の回転子で中央部に鉄心1を有
し、鉄心の両側はそれぞれ軸受2.3によって支えられ
ている。いまタービンロータ4とのカップリング部5に
リング6がスポーク7によって取り付けられているもの
とする。
し、鉄心の両側はそれぞれ軸受2.3によって支えられ
ている。いまタービンロータ4とのカップリング部5に
リング6がスポーク7によって取り付けられているもの
とする。
いま回転子鉄心がその両端が逆の位相でねじり振動を起
こす場合を想定して、第4図の数学モデルを考える。図
中のJ、、J、はそれぞれ回転子鉄心部を左右2ケ所に
分けた等偏集中慣性モーメント、kは鉄心部のねじ/ば
ね定数、 Jdはリング6の集中慣性モーメント、 k
dはスポーク7のねじりばね定数である。
こす場合を想定して、第4図の数学モデルを考える。図
中のJ、、J、はそれぞれ回転子鉄心部を左右2ケ所に
分けた等偏集中慣性モーメント、kは鉄心部のねじ/ば
ね定数、 Jdはリング6の集中慣性モーメント、 k
dはスポーク7のねじりばね定数である。
ここでJd+kdがない場合には、振動系はJ I I
J2の慣性モーメントとばねkより成り、 その固有振
動数ω。は で求められる。これが回転子鉄心の両端が逆位相でねじ
れる振動の固有振動数に相当し、回転電機固定子より受
ける電磁力によるトルク変動の周波数ωと一致すると、
第5図(a)に示す如くねじり振動の振幅は極端に増大
する。
J2の慣性モーメントとばねkより成り、 その固有振
動数ω。は で求められる。これが回転子鉄心の両端が逆位相でねじ
れる振動の固有振動数に相当し、回転電機固定子より受
ける電磁力によるトルク変動の周波数ωと一致すると、
第5図(a)に示す如くねじり振動の振幅は極端に増大
する。
さて慣性リングJdとスポークkdを取り付けることに
より、第4図の数学モデルの固有振動数は以下の様に求
まる。ただし式が複雑になるため、仮にJ□” J2
= J t J d/ J =αとおくこととし、=ω
。どなっていなくてはならない。 この場合系の固有振
動数は2つ求まり、それぞれω1.ω2とすると、 となる。ここでOくαく1であるとすれば、ω1゜ω2
はω。と一致せず、がっ一般にω1くω。くω2の関係
になるため、固定子より受けるトルク変動の周波数ωは
、第5図に示す如くω=ω。では極大とならず、 ω。
より、第4図の数学モデルの固有振動数は以下の様に求
まる。ただし式が複雑になるため、仮にJ□” J2
= J t J d/ J =αとおくこととし、=ω
。どなっていなくてはならない。 この場合系の固有振
動数は2つ求まり、それぞれω1.ω2とすると、 となる。ここでOくαく1であるとすれば、ω1゜ω2
はω。と一致せず、がっ一般にω1くω。くω2の関係
になるため、固定子より受けるトルク変動の周波数ωは
、第5図に示す如くω=ω。では極大とならず、 ω。
以外のところで振幅が増大することになる。すなわちJ
dekdよりなる動吸振器を取り付けたことにより、固
定子よりのトルク変動の周波数ωが、回転子鉄心部のね
じり振動の固有振動ω。と一致したとしても、ねじり振
動の振幅は増大することなく、従ってこのねじり振動が
タービンの羽根に伝わって、致命的な損傷を与えること
がない。
dekdよりなる動吸振器を取り付けたことにより、固
定子よりのトルク変動の周波数ωが、回転子鉄心部のね
じり振動の固有振動ω。と一致したとしても、ねじり振
動の振幅は増大することなく、従ってこのねじり振動が
タービンの羽根に伝わって、致命的な損傷を与えること
がない。
なお、ω0.ω2とω。との間隔は、 &の値すなわち
Jdの大きさを自由に選ぶことにより任意に設定できる
。
Jdの大きさを自由に選ぶことにより任意に設定できる
。
(実施例)
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明に係るタービン発電機の回転子で、中央
部に回転子鉄心1を有し、鉄心の両側は軸受2,3によ
り支えられている。本実施例では慣性リング6とスポー
ク7から成る動吸振器を、タービンシャフト4とのカッ
プリング部5に取り付ける。第2図は動・吸振器の断面
図で、慣性リング6をスポーク7によって支持する構造
となる。
部に回転子鉄心1を有し、鉄心の両側は軸受2,3によ
り支えられている。本実施例では慣性リング6とスポー
ク7から成る動吸振器を、タービンシャフト4とのカッ
プリング部5に取り付ける。第2図は動・吸振器の断面
図で、慣性リング6をスポーク7によって支持する構造
となる。
そして、慣性リング6の回転慣性モーメントJd弁ω。
(ω。:回転子鉄心部の特定のねじり振動の固有振動数
)の関係が成り立つように構成しである。特にkdはス
ポークのサイズや本数で容易に調整できる。
)の関係が成り立つように構成しである。特にkdはス
ポークのサイズや本数で容易に調整できる。
第6図は本発明の他の実施例を示すもので、動吸振器部
の断面図を示し、リング状でない慣性質量8と支持棒9
より成る。慣性質量の回転慣性モーメントJdと支持棒
のねじりばね定数kdの間に第7図は慣性質量10(リ
ング状あるいはリング状でない)が支持ばね11により
回転子12上のたとえばファン取付部13に取り付く。
の断面図を示し、リング状でない慣性質量8と支持棒9
より成る。慣性質量の回転慣性モーメントJdと支持棒
のねじりばね定数kdの間に第7図は慣性質量10(リ
ング状あるいはリング状でない)が支持ばね11により
回転子12上のたとえばファン取付部13に取り付く。
支持ばねは図の通り、格子状に構成され、ねじり変形に
対しばね定数kdのばね効果を有し、かつ慣性質量には
回転慣性モーメントJdを有するよう構成する。kdと
Jdの関係は前述の通りである。
対しばね定数kdのばね効果を有し、かつ慣性質量には
回転慣性モーメントJdを有するよう構成する。kdと
Jdの関係は前述の通りである。
第8図は慣性質量14をスタッドボルト15とナツト1
6により、回転子上の例えばファン取付部などに取り付
けた例で、スタッドボルト部のねじりばね定数は慣性質
量の取付位置を左右らずらしてスタッドボルトの長さを
変えることにより、自由に調整できる。
6により、回転子上の例えばファン取付部などに取り付
けた例で、スタッドボルト部のねじりばね定数は慣性質
量の取付位置を左右らずらしてスタッドボルトの長さを
変えることにより、自由に調整できる。
第9図は慣性質量17がスリーブ状のばね18に取り付
けられ、これが回転子上の任意の位置に固定されている
例である。
けられ、これが回転子上の任意の位置に固定されている
例である。
なお第6図から第9図の例についてはすへて慣性質量の
慣性モーメントJdとねじりばね定数kdでいなくては
ならない。
慣性モーメントJdとねじりばね定数kdでいなくては
ならない。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば回転電
機の回転子に、回転子のねじり振動の固有振動数に等し
い固有振動数を有する慣性質量とねじりばねより成る動
吸振器を取り付けたことにより、固定子より受けるトル
ク変動の周波数がこの回転子ねじり振動の固有振動数と
一致しても共振することなく、よってタービン羽根との
間に連成振動を生じて羽根に致命的な損傷を与えること
が回避できるなどの効果が得られる。
機の回転子に、回転子のねじり振動の固有振動数に等し
い固有振動数を有する慣性質量とねじりばねより成る動
吸振器を取り付けたことにより、固定子より受けるトル
ク変動の周波数がこの回転子ねじり振動の固有振動数と
一致しても共振することなく、よってタービン羽根との
間に連成振動を生じて羽根に致命的な損傷を与えること
が回避できるなどの効果が得られる。
第1図は本発明による一実施例を示す回転電機の回転子
の側面図、第2図は動吸振器の断面図、第3図ないし第
5図は本発明による作用を説明するための図、第6図な
いし第9図は本発明の他の実施例を示す断面図である。 1・・・回転子鉄心 2・・・軸受3・・・軸受
4・・・タービンシャフト5・・・カップリ
ング 6・・・慣性リング7・・・スポーク
8・・・慣性質量9・・・支持棒 10・・・
慣性質量11・・・支持ばね 12・・・回転子
シャフト13・・・ファン取付部 14・・・慣性質
量15・・・スタッドボルト 16・・・ナツト17・
・・慣性質量 18・・・スリーブ状ばね代理人
弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 第3v!J 第4図 わ /l 第7図 第9図
の側面図、第2図は動吸振器の断面図、第3図ないし第
5図は本発明による作用を説明するための図、第6図な
いし第9図は本発明の他の実施例を示す断面図である。 1・・・回転子鉄心 2・・・軸受3・・・軸受
4・・・タービンシャフト5・・・カップリ
ング 6・・・慣性リング7・・・スポーク
8・・・慣性質量9・・・支持棒 10・・・
慣性質量11・・・支持ばね 12・・・回転子
シャフト13・・・ファン取付部 14・・・慣性質
量15・・・スタッドボルト 16・・・ナツト17・
・・慣性質量 18・・・スリーブ状ばね代理人
弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 第3v!J 第4図 わ /l 第7図 第9図
Claims (1)
- 回転慣性モーメントを有する慣性質量と回転ばね定数を
有する支持ばねから成り、固有振動数が回転子のねじり
固有振動数に一致する動吸振器を備えていることを特徴
とする回転電機の回転子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63125808A JPH01298927A (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 回転電機の回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63125808A JPH01298927A (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 回転電機の回転子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01298927A true JPH01298927A (ja) | 1989-12-01 |
Family
ID=14919428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63125808A Pending JPH01298927A (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 回転電機の回転子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01298927A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100324638B1 (ko) * | 2000-03-10 | 2002-02-27 | 김민박,라이문트하이넨 | 비감속형 모터의 진동 방지장치 |
JP2014157153A (ja) * | 2013-02-18 | 2014-08-28 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 角度測定装置 |
JP2015135181A (ja) * | 2014-01-07 | 2015-07-27 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ロータトレインのねじれモードの振動数調整装置 |
EP3521632A4 (en) * | 2016-11-08 | 2019-08-21 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | LATHE |
-
1988
- 1988-05-25 JP JP63125808A patent/JPH01298927A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100324638B1 (ko) * | 2000-03-10 | 2002-02-27 | 김민박,라이문트하이넨 | 비감속형 모터의 진동 방지장치 |
JP2014157153A (ja) * | 2013-02-18 | 2014-08-28 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 角度測定装置 |
JP2015135181A (ja) * | 2014-01-07 | 2015-07-27 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ロータトレインのねじれモードの振動数調整装置 |
EP3521632A4 (en) * | 2016-11-08 | 2019-08-21 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | LATHE |
US11143206B2 (en) | 2016-11-08 | 2021-10-12 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Rotary machine |
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