JPH0370802A - Turning device controlling method - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は起動から定常運転の運転範囲の負荷変化に対し
、装置の容量を最大限に生かしてトルクとターニング回
転数を制御して理想的なターニング運転を可能とした蒸
気タービン用ターニング装置の制御方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention makes the most of the capacity of the device to control the torque and turning speed in response to load changes in the operating range from startup to steady operation. The present invention relates to a method of controlling a turning device for a steam turbine that enables smooth turning operation.
蒸気タービンは大型化することにより数十トンのロータ
をタンデムに複数本直結し所定の出力を得る様に構成さ
れており、タービンの起動、及び、停止の前後には必ず
、これらのロータの偏芯、及び、熱変形を防止するため
、ロータを低速回転させるターニング運転を行う。As steam turbines become larger, they are configured to directly connect multiple rotors weighing several tens of tons in tandem to obtain a predetermined output. In order to prevent core and thermal deformation, a turning operation is performed in which the rotor is rotated at a low speed.
このターニング運転のため、一般には、誘導電動機７を
動力源として数段の減速歯車Ｂを介してロータ１に設け
た歯車２を回転させるターニング装置Ａが設けられてい
る。For this turning operation, a turning device A is generally provided that uses an induction motor 7 as a power source to rotate a gear 2 provided on the rotor 1 via several reduction gears B.
このターニング装置人は、ロータ１が蒸気タービンが蒸
気力により、ターニング回転速度より早く回転すると自
動的にロータ付き歯車２とターニング装置人の出力歯車
３との噛合が外れるクランクＣ機能を備えており、また
、ターニング運転を開始する際はロータ付き歯車２と出
力歯車とを噛合せるため、クランク機構旦を遠隔、また
は、自動操作するため、エアーシリンダ４のストローク
により動作させ、エア源５を電磁弁６の操作によって行
っている。This turning device has a crank C function that automatically disengages the gear 2 with the rotor and the output gear 3 of the turning device when the rotor 1 rotates faster than the turning speed due to the steam power of the steam turbine. In addition, when starting turning operation, in order to mesh the rotor gear 2 and the output gear, the crank mechanism is operated remotely or automatically, so it is operated by the stroke of the air cylinder 4, and the air source 5 is electromagnetically operated. This is done by operating the valve 6.
この様な従来の一般的なターニング装置人に於いて、第
一の不具合はターニング運転開始時のタービンロータ１
の停止状態での大きな慣性をもってジャーナル軸受によ
り支持されている。一方、ターニング装置Ａの起動は誘
導電動機７の始動特性から瞬時に定格ターニング回転速
度に達するのでタービンロータ１に衝撃的に回転力が伝
達されタービンロータ１の回転速度が、わずかな時間で
はあるが、ターニング族［Ａのターニング回転速度を上
回り、ロータ付き歯車２から出力歯車３が離脱してしま
い、ターニング運転が出来なくなることである。In such conventional general turning equipment, the first problem is that the turbine rotor 1 at the start of turning operation.
It is supported by journal bearings with large inertia when stopped. On the other hand, when starting the turning device A, the rated turning speed is instantaneously reached due to the starting characteristics of the induction motor 7, so the rotational force is impulsively transmitted to the turbine rotor 1, and the rotation speed of the turbine rotor 1 increases, albeit for a short time. , the turning rotational speed of the turning group [A] is exceeded, the output gear 3 separates from the rotor-equipped gear 2, and turning operation becomes impossible.
特に、大型の蒸気タービンの場合、ターニング運転開始
の際、ターニング装＠人への負荷トルクを軽減するため
、及び、ターニング運転中の低速運転に於いても、ロー
タを支持しているジャーナル軸受の摺動面に油膜形成を
図り、ジャーナル面、及び、軸受面の摩耗を防止するた
め、ジャーナル軸受のロータ受は面に皿を設け、皿内に
高圧油を連続供給する、いわゆる、ジャワキングオイル
ポンプが設置されており、上記の不具合の発生原因であ
り、タービンロータのオーバーシュート現象が発生しや
すい。In particular, in the case of large steam turbines, when starting turning operation, the journal bearing that supports the rotor is In order to form an oil film on the sliding surface and prevent wear on the journal and bearing surfaces, the rotor bearing of the journal bearing has a plate on the surface, and high-pressure oil is continuously supplied into the plate, so-called Java King oil. A pump is installed, which is the cause of the above-mentioned problems, and the overshoot phenomenon of the turbine rotor is likely to occur.
以上のターニング起動時のターニング離脱現象に対して
は、従来特願昭４９−２１８１９号「蒸気タービンター
ニング装置の起動装置」により、ターニング装置Ａの動
力源誘導電動機の電源ラインを絞って始動させて法定数
的に増加させ定格出力となる様に制御してゆるやかにタ
ーニング装＠Ａを起動してオーバーシュート現象を防止
する方法が既知である。To solve the above-mentioned turning separation phenomenon at the time of starting turning, the power supply line of the induction motor as the power source of turning device A is throttled to start the turning device A, according to Japanese Patent Application No. 49-21819 ``Starting Device for Steam Turbine Turning Device''. There is a known method for preventing the overshoot phenomenon by controlling the turning device @A to gradually start the turning device by increasing the power by a legal number to reach the rated output.
第二の不具合点は、ターニング運転中に大型蒸気タービ
ンのジャーナル軸受に設けたジャッキングオイルポンプ
により、軸受内に供給した高圧油が軸受内径面とジャー
ナル面との間隙をロータ回転方向に多く流れることによ
り、ジャーナルに高圧油の流れ方向への回転力発生、及
び、ターニング運転中、タービン車室内と外気とを遮蔽
するため、シール蒸気を車室内へわずかに供給すること
により、ロータに回転力が発生する、これらの回転力に
より、ロータ１がターニング回転速度より上回って回転
することでロータ付き歯車２からターング装置Ａの出力
歯車３が離脱してしまいターニング運転が出来なくなる
ことである。The second problem is that during turning operation, the jacking oil pump installed in the journal bearing of a large steam turbine causes a large amount of high-pressure oil supplied into the bearing to flow in the direction of rotor rotation through the gap between the inner diameter surface of the bearing and the journal surface. This generates rotational force in the journal in the flow direction of high-pressure oil, and during turning operation, a small amount of sealing steam is supplied into the turbine casing to shield the turbine casing from the outside air, thereby generating rotational force on the rotor. Due to these rotational forces generated, the rotor 1 rotates at a speed higher than the turning speed, and the output gear 3 of the turning device A separates from the rotor-equipped gear 2, making it impossible to perform a turning operation.
この不具合現象に対しては、従来、ジャーナル軸受に設
けたジャッキングオイルポンプを停止して、ロータの回
転負荷トルクを増加し、空転現象を防止して対応してい
る。Conventionally, this problem has been dealt with by stopping the jacking oil pump installed in the journal bearing and increasing the rotational load torque of the rotor to prevent the idling phenomenon.
第三の不具合点は、ターニング運転開始のロータの回転
負荷が大きいのに対し、ターニング運転中のロータの回
転負荷が小さく、この比が六ないし十数倍もあるため、
ターニング運転開始の負荷値で選定したターニング装置
Ａの動力源の誘導電動機７の容量はターニング稼働中の
ほとんどの期間は極くわずかな負荷で運転することとな
り、不経済である。The third problem is that the rotational load on the rotor at the start of turning operation is large, while the rotational load on the rotor during turning operation is small, and this ratio is six to ten times higher.
The capacity of the induction motor 7, which is the power source of the turning device A, is selected based on the load value at the start of the turning operation, and the turning device A is operated with a very small load during most of the turning operation, which is uneconomical.
上記従来技術は個々の不具合に対して対応は可能ではあ
るが、上記三件の不具合現象に対して−ぺんで満足出来
る方法はなかった。Although the above-mentioned conventional technology can deal with individual problems, there is no method that can completely satisfy the above three problems.
特に、ターニング運転中の軽負荷に対して出力的に余剰
をもつターニング装置でターニングすることに関しては
未解決であった。In particular, the issue of turning with a turning device that has surplus output for light loads during turning operation has not yet been resolved.
本発明の目的は、これらの不具合を全て解決したターニ
ング装置の制御方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a method for controlling a turning device that solves all of these problems.
本発明は、ターニング装置の源動力軸出力を低速回転数
、高トルクから高速回転数、低トルク出力に無段変換し
、ターニング装置の負荷状況により自動制御したもので
ある。The present invention continuously converts the power shaft output of a turning device from a low rotational speed and high torque to a high rotational speed and low torque output, and automatically controls the output according to the load condition of the turning device.
即ち、ターニング起動時には高負荷となる故。In other words, the load becomes high when starting turning.
低速回転、高トルク出力となるように制御することで誘
導電動機の容量を小さく押えることができ、低速回転の
出力歯車による回転力をロータ付き歯車に伝達すること
となり、衝撃的な伝動を防ぐことが出来る。By controlling the induction motor so that it rotates at low speed and outputs high torque, the capacity of the induction motor can be kept small, and the rotational force from the low-speed rotation output gear is transmitted to the gear with the rotor, preventing impact transmission. I can do it.
一方、ターニング運転中のロータの空転現象に対しては
、空転回転速度を上回るターニング回転速度となるよう
に制御して高速、低トルクに出力を調整することで、タ
ーニング装置の離脱現象、及び、ターニング装置の余剰
容量の無駄を省くことができる。On the other hand, to deal with the phenomenon of rotor idling during turning operation, by controlling the turning rotation speed to be higher than the idling rotation speed and adjusting the output to high speed and low torque, the phenomenon of detachment of the turning device and It is possible to eliminate waste of surplus capacity of the turning device.
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。ター
ニング装置旦自体の構造は前述の従来構成の通りである
。ターニング装置の動力源である誘導電動機７は、起動
時の高負荷状態において、始動トルク確保のためのトル
クブースト調整に耐える電動機である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The structure of the turning device itself is the same as the conventional structure described above. The induction motor 7, which is the power source of the turning device, is an electric motor that can withstand torque boost adjustment to ensure starting torque in a high load state at startup.
誘導電動機は交流電源８から得て、ターニング運転停止
のためのスイッチ９を経て電動機７の負荷電流の状況を
検出する電流計１０、次に、交流電源８をターニング負
荷状況に最適な直流電圧に変換するコンバータ１１．更
に、最適な電圧の直流を最適なターニング回転速度とす
る周波数の交流に変換するインバータエ２を介して運転
される。The induction motor receives an AC power supply 8, passes through a switch 9 for stopping turning operation, an ammeter 10 detects the load current situation of the motor 7, and then changes the AC power supply 8 to the optimal DC voltage for the turning load situation. Converter to convert 11. Furthermore, it is operated via an inverter 2 that converts direct current at an optimum voltage into alternating current at a frequency that provides an optimum turning speed.
コンバータ１１の最適な電圧選定は、スイッチ９の”Ｏ
Ｎ”ＯＦＦ”信号１５の○ＦＦ”信号により、電動機７
がターニング起動可能なトルクを出力する電圧となる様
にコンバータ１１への制御信号１６を発し、リセット状
態に復帰する様に、制御盤１３を調整して設定する。従
って５ターニング運転起動によるスイッチ９”ＯＮ”で
はコンバータ１１の出力電源は高い電圧の直流となり、
起動完了する数秒後には、電圧（■）７周波数（ＨＺ）
比が電源８と同一比率でインバータ１２の制御周波数に
連動し、コンバータ１１を制御する様に制御盤上３を設
定する。The optimum voltage selection for the converter 11 is when the switch 9 is set to “O”.
The electric motor 7 is activated by the ○FF” signal of the N”OFF” signal 15.
A control signal 16 is issued to the converter 11 so that the voltage outputs a torque capable of starting turning, and the control panel 13 is adjusted and set so as to return to the reset state. Therefore, when the switch 9 is turned on due to the start of the 5-turning operation, the output power of the converter 11 becomes a high voltage DC,
A few seconds after startup is complete, the voltage (■) 7 frequency (Hz)
The control panel 3 is set so that the ratio is the same as that of the power supply 8 and is linked to the control frequency of the inverter 12 to control the converter 11.
一方、インバータ１２の最適な周波数選定は、コンバー
タ１１と同様にスイッチ９の○ＦＦ”信号１５により、
電動機が耐える範囲で低周波数となるようにインバータ
エ２への制御信号１７を発し、リセット状態に復帰する
様に制御盤１３を調整して設定する。従って、ターニン
グ運転開始によるスイッチ９″ＯＮ”で、インバータ１
２の出力電源は高い電圧（コンバータ１１の設定による
）の低い周波数の交流がターニング起動時の最適な電源
である。On the other hand, the optimal frequency selection for the inverter 12 is determined by the FF" signal 15 of the switch 9, similar to the converter 11.
A control signal 17 is issued to the inverter 2 so that the frequency is as low as the motor can withstand, and the control panel 13 is adjusted and set so as to return to the reset state. Therefore, when switch 9 is turned on due to the start of turning operation, inverter 1
The output power source No. 2 is a high voltage (according to the setting of the converter 11) and low frequency alternating current, which is the optimum power source at the time of starting turning.
スイッチ９″ＯＮ Ｉ＋から数秒後の起動完了後には、
負荷電流値信号１４とコンバータ１工への制御信号１６
とによる電動機７の入力電力が、電動機フの無負荷消費
電力を下回らない最小入力電力の目標設定範囲で制御し
、インバータ１２への制御信号１７により周波数変換制
御が行なわれ、タニングの回転速度がロータ１の空転現
象が発生してもターニング装置りへ負荷が無負荷となら
ない、すなわち、空転回転速度より早い回転数に自動制
御される。After a few seconds after turning on the switch 9″ON I+, the startup is complete.
Load current value signal 14 and control signal 16 to converter 1
The input power of the electric motor 7 is controlled within the target setting range of the minimum input power that does not fall below the no-load power consumption of the electric motor 7, and the frequency conversion control is performed by the control signal 17 to the inverter 12, so that the tanning rotation speed is controlled. Even if the idling phenomenon of the rotor 1 occurs, the load on the turning device does not become unloaded, that is, the rotation speed is automatically controlled to be higher than the idling rotation speed.
しかし、蒸気タービンの起動時に、蒸気弁開によるロー
タの上昇に際しては、ターニングの回転速度は追従する
必要がなく離脱してよいので、空転現象の経験実績から
最大で１０．ＲＰＭ程度であるのでインバータによる周
波数変換最大限度をターニング回転速度１０ＲＰＭに相
当する周波数に設定する。However, when the steam turbine starts up and the rotor rises due to the opening of the steam valve, the turning rotational speed does not need to follow it and can depart, so based on experience with the idling phenomenon, the maximum speed is 10. RPM, so the maximum frequency conversion limit by the inverter is set to a frequency corresponding to a turning rotation speed of 10 RPM.
本実施例によれば、ターニング起動の際、誘導電動機７
に供給される電源１８は高電圧、低周波数に制御される
ので高トルク、低回転数のターニング装置りの出力とな
り、起動時の高負荷に対応し、しかも、低回転速度の伝
達により、緩始動が可能となり、オーバシュート現象が
起きないターニング起動をすることができる。According to this embodiment, when starting turning, the induction motor 7
Since the power supply 18 supplied to the motor is controlled to a high voltage and low frequency, it becomes the output of a turning device with high torque and low rotational speed, and can cope with the high load at startup.Moreover, by transmitting a low rotational speed, It is possible to start the engine, and it is possible to perform a turning start without causing an overshoot phenomenon.
また、ターニング起動完了後の事前設定した起動開始か
ら数秒後のターニング運転では、電動機７の消費電力を
無負荷消費電力値から定常ターニング運転時の消費電力
値の調整設定した範囲となる様に、監視制御した電源１
８により運転され、ターニング運転中の空転現象に追従
してターニング回転速度が増加することで離脱すること
がなく。In addition, during turning operation several seconds after the preset starting start after turning start-up is completed, the power consumption of the motor 7 is adjusted from the no-load power consumption value to the adjusted power consumption value during steady turning operation. Monitored and controlled power supply 1
8, and the turning rotational speed increases to follow the slipping phenomenon during turning operation, thereby preventing separation.
空転現象がおさまれば定常なターニング運転の状態に戻
る。Once the idling phenomenon subsides, the machine returns to normal turning operation.
このターニング運転は負荷側の変動に追従した電力を供
給するように制御されるので、無駄な動力を消費するこ
とも省ける。Since this turning operation is controlled to supply power that follows fluctuations on the load side, unnecessary power consumption can be avoided.
第３図により、本発明の他の実施例を説明する本発明は
ターニング装置旦の誘導電動機１９の出力軸までは、従
来のターニング装置穴と変らないが、電動機１９と減速
歯車Ｂとの間に無段変速機２０を設けた。Another embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. A continuously variable transmission 20 was installed.
この無段変速機２０は、誘導電動機１９の電源３０のス
イッチ２３の開閉の指示信号２８、及び、電流計２４の
電流値の信号２７を制御盤２６で制御したコントロール
信号２９により無段変速機２０の操作モータ２１の電源
３１の操作スイッチ２５により、変速状態を操作する。This continuously variable transmission 20 is controlled by a control signal 29 obtained by controlling a control panel 26 with an instruction signal 28 for opening/closing a switch 23 of a power source 30 of an induction motor 19 and a signal 27 of a current value of an ammeter 24. The speed change state is operated by the operation switch 25 of the power supply 31 of the operation motor 21 of 20.
すなわち、ターニング停止時の指示信号２８はタイマ３
２を経てスイッチ２５を○ＦＦ”とする間、指示信号２
８は制御盤２６に伝えられ、起動時の適性ターニング回
転速度となる様、スイッチ２５を介して操作モータ２１
を動かし、無段変速機２０をその速比にリセット後、誘
導電動機は停止し、ターニング運転も停止する。That is, the instruction signal 28 at the time of stopping turning is the timer 3.
2, while the switch 25 is set to ○FF'', the instruction signal 2
8 is transmitted to the control panel 26, and the operation motor 21 is controlled via the switch 25 so that the appropriate turning rotation speed at startup is achieved.
After the continuously variable transmission 20 is reset to that speed ratio, the induction motor is stopped and the turning operation is also stopped.
一方、ターニング起動時は、スイッチ２３のＯＮで誘導
電動機１９が始動し、無段変速機２０は起動待適性の速
比で減速歯車Ｂを介してロータとターニング起動する。On the other hand, when starting turning, the induction motor 19 is started by turning on the switch 23, and the continuously variable transmission 20 starts turning with the rotor via the reduction gear B at a speed ratio suitable for starting.
起動開始後、適性な速比変化率に沿って制御盤２６、ス
イッチ２５．操作モータ２１の系統により変速変化させ
て定常ターニング速度に上昇させる。After starting, the control panel 26, switch 25. The speed is changed by the system of the operating motor 21 to increase the turning speed to a steady turning speed.
ターニング運転中は誘導電動機工９の負荷電流を電流計
２４．制御盤２６で電流値が無負荷運転の電流値と定常
ターニング運転の電流値の調整設定範囲となるように無
段変速機２０の速比を操作モータ２ｔの制御運転により
ターニング運転を行なう。During turning operation, the load current of the induction motor 9 is measured by the ammeter 24. The turning operation is performed by controlling the speed ratio of the continuously variable transmission 20 by controlling the motor 2t so that the current value falls within the adjustment setting range of the current value for no-load operation and the current value for steady turning operation on the control panel 26.
以上により、本発明のターニング装置Ｅは、ターング起
動時のオーバシュート現象、及び、ターング運転中の空
転現象から離脱することが図られ、しかも、負荷に追従
した制御運転であることから、動力の無駄も防止したタ
ーニング運転が確保される。As described above, the turning device E of the present invention is designed to avoid the overshoot phenomenon at the time of turning start and the slipping phenomenon during the turning operation, and furthermore, since the turning device E is controlled to follow the load, the power is reduced. Turning operation that prevents waste is ensured.
第１図は本発明の一実施例の平面図、第２図は第１図の
ｎ−ｎ矢視断面図、第３図は本発明の他の実施例の平面
図である。
人、旦、旦・・・ターニング装置、−５−・・・減速歯
車、旦・・・クランク機構、１・・・ロータ、２・・・
ロータ付き歯車、３・・・出力歯車、７，１９・・・誘
導電動機、８゜２２・・・交流電源、９，２３．２５・
・・スイッチ、１３．２６・・・制御盤、１０．２４・
・・電流計、１工・・・コンバータ、１２・・・インバ
ータ、２０・・・無段変隼３日
２
５ も 牛
ＯFIG. 1 is a plan view of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line nn in FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of another embodiment of the present invention. Person, Dan, Dan... Turning device, -5-... Reduction gear, Dan... Crank mechanism, 1... Rotor, 2...
Gear with rotor, 3... Output gear, 7,19... Induction motor, 8゜22... AC power supply, 9,23.25.
・・Switch, 13.26・・Control panel, 10.24・
...Ammeter, 1 work...Converter, 12...Inverter, 20...Continuously variable Hayabusa 3 days 2 5 also Cow O
Claims (1)
機の軸出力をターニング起動の際、高トルク、低回転数
とし、起動後、低トルク、高回転数に制御する手段に於
いて、 前記誘導電動機の電源ラインにインバータを設け、前記
誘導電動機の入切操作信号、及び、前記誘導電動機の負
荷電流の増減を検出し、前記インバータの出力電源を制
御して前記誘導電動機の前記軸出力を操作することを特
徴とするターニング装置の制御方法。 ２、請求項１において、前記誘導電動機の出力軸上に無
段変速装置を設け、前記無段変速装置の軸出力を前記制
御特性となるように前記誘導電動機の入切操作信号、及
び、前記誘導電動機の負荷電流の増減を検出し前記無段
変速装置の速比を制御して軸出力を操作するターニング
装置の制御方法。[Claims] 1. Means for controlling the shaft output of an induction motor, which is the source power of a turning device of a steam turbine, to high torque and low rotational speed when starting turning, and to low torque and high rotational speed after starting. An inverter is provided in the power supply line of the induction motor, detects an on/off operation signal of the induction motor and an increase/decrease in the load current of the induction motor, and controls the output power of the inverter to control the power supply of the induction motor. A method for controlling a turning device, the method comprising controlling the shaft output. 2. In claim 1, a continuously variable transmission is provided on the output shaft of the induction motor, and the on/off operation signal of the induction motor is controlled so that the shaft output of the continuously variable transmission has the control characteristic. A method for controlling a turning device, which detects an increase or decrease in a load current of an induction motor, controls a speed ratio of the continuously variable transmission, and operates a shaft output.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20679089A JPH0370802A (en) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | Turning device controlling method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20679089A JPH0370802A (en) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | Turning device controlling method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0370802A true JPH0370802A (en) | 1991-03-26 |
Family
ID=16529139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20679089A Pending JPH0370802A (en) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | Turning device controlling method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0370802A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015114730A1 (en) * | 2014-01-28 | 2015-08-06 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | Turning device and rotary machine |
| WO2016071970A1 (en) * | 2014-11-05 | 2016-05-12 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | Turning apparatus |
-
1989
- 1989-08-11 JP JP20679089A patent/JPH0370802A/en active Pending
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