WO2014067735A2 - Prevention of torsional vibrations in turbo engines - Google Patents

Prevention of torsional vibrations in turbo engines Download PDF

Info

Publication number
WO2014067735A2
WO2014067735A2 PCT/EP2013/070411 EP2013070411W WO2014067735A2 WO 2014067735 A2 WO2014067735 A2 WO 2014067735A2 EP 2013070411 W EP2013070411 W EP 2013070411W WO 2014067735 A2 WO2014067735 A2 WO 2014067735A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drive train
drive
frequency
excitation
train
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/070411
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2014067735A3 (en
Inventor
Georg Winkes
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO2014067735A2 publication Critical patent/WO2014067735A2/en
Publication of WO2014067735A3 publication Critical patent/WO2014067735A3/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/001—Testing thereof; Determination or simulation of flow characteristics; Stall or surge detection, e.g. condition monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/662—Balancing of rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/668—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps damping or preventing mechanical vibrations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/22—Compensation of inertia forces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/30—Flywheels
    • F16F15/31—Flywheels characterised by means for varying the moment of inertia

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a variable or constant speed drivable, at least one configurational torsional natural frequency on ⁇ facing drive train of a turbomachine (turbomachine, briefly in the following only powertrain), in particular a compressor train in which the drive train with it changing or constant speed is driven, wherein the drive train of the drive train is excited by an external excitation with changing excitation frequency.
  • a turbomachine turbomachine, briefly in the following only powertrain
  • the invention relates to an arrangement with such a turbomachinery or drive train, in particular a compressor train.
  • Compressor devices are used in various industries for various applications involving compression or compression of fluids, particularly (process) gases.
  • turbo compressors in mobile industrial applications, such as in exhaust gas turbochargers or in jet engines, or in stationary industrial applications, such as gear or turbo compressors for chemical or petrochemical plants, for example, for air separation or natural gas liquefaction.
  • a turbocompressor which operates continuously in its mode of operation, the pressure increase (compression) of the fluid is brought about by an angular momentum of the fluid from inlet to outlet through a rotating, radially extending impeller of the turbo-compressor due to the rotation of the blades is increased.
  • increase the pressure and temperature of the fluid while the relative (flow) Ge ⁇ speed of the fluid in the impeller or Turbolaufrad decreases.
  • a plurality of such compressor stages can be connected in series.
  • turbocompressors As known types of turbocompressors, a distinction is made between radial, axial and combined axial-radial compressors or between single-shaft and gear compressors.
  • the fluid to be compressed for example a process gas
  • the fluid to be compressed flows in a direction parallel to the axis (axial direction) through the compressor.
  • the gas flows axially into the impeller of
  • Compressor stages on or over one and the same shaft is or are implemented, are in ( Kistufi ⁇ gen) Getriebeturboverdichtern (shortly hereinafter also only gear compressor), the individual compressor stages to one
  • a drive of a compressor is generally carried out by means of a mechanically or torque-coupled to the compressor drive unit, for example one (Electric) engine or a turbine.
  • a mechanically or torque-coupled to the compressor drive unit for example one (Electric) engine or a turbine.
  • Output shaft is indirectly, for example, under
  • This mechanical drive / output system of the compressor ie the entire mechanical, the torque transmitting chain from, for example, output shaft (-n), clutch (s), (intermediate) transmission (-n), output shaft (-n), when Compressor is referred to as a compressor train - generally in turbomachinery as a machine or drive train only. Also can or can at this compressor line - in addition to the compressor - another or more Turboma ⁇ machines - with appropriate elements, such as shafts, clutches, gears, etc., be connected, which should then also mitumutzt with the compressor train. It is well known with different methods of
  • Compressor design and operation such as throttling, adjustment of preciselyleitgittern or adjustment of operating speeds, an adjustable compressor map to erzeu ⁇ gen.
  • Compressor strands are driving
  • Inverter-controlled electric motors are used to enable an operating speed range of the system or of the compressor (power range of the system) or to generate the speed or compressor characteristic map.
  • Compressor train required - speed change in
  • Compressor train by appropriate control of the
  • a frequency converter is, for example, a power converter that generates an alternating voltage (both single-phase alternating current and three-phase alternating current) with a specific frequency that can be varied in amplitude and frequency. With this converted voltage then a consumer, usually a three-phase motor, operated.
  • torsion-exciting frequency components are generated in addition to a supply frequency of the electric motor.
  • exciting frequency components predominantly harmonic and interharmonic excitations, can cause torsional resonances in the compressor train, i. in components and / or components of the mechanical drive system or in the compressor train cause.
  • torsional resonances lead to vibrations in the components or components of the compressor train, in particular to torsional vibrations in waves and / or radial vibrations in intermediate gears.
  • the invention is thus based on the object, vibrational ⁇ related component damage and failures to prevent or decrease in drive ⁇ strands of turbomachinery.
  • the object is drivable by a method for operating a variable or constant speed, at least one configuration certain torsion on ⁇ facing drive train of a turbomachine (turbomachinery train, hereinafter referred to as drive train), and by a purchase order with such a driveline with the features according to the respective independent claim solved.
  • This drivetrain is excited at its korierever Slichem or speed constant drive by an external excitation with changing excitation frequency or this drive train is excitable at the variable speed or speed constant drive by an external excitation with changing excitation frequency. If the external excitation of the drive train approaches a torsional vibration of the drive train, a torsional resonance (resonance condition) in the drive train, ie in components and / or components of the mechanical drive system or in the drive train, can occur.
  • the invention "manipulates” in the event of an external excitation or operational excitation frequency of the drive train approaching a torsional natural frequency of the drive train.
  • the invention shifts the torsional natural frequency (away from the operational excitation frequency), thus establishing a sufficient distance between the altered / manipulated torsional natural frequency and the operational excitation frequency or the external excitation to the (altered / manipulated) resonance condition.
  • the invention achieves that an operating point of the on ⁇ driveline with there occurring external excitation of the drive train can always be kept different from a Torsionsresonanzbe ⁇ condition of the drive train.
  • turbomachines such as compressors
  • torsional resonance states with non-permanently transferable dynamic torsional torques or torsional vibrations are thereby avoided.
  • the arrangement according to the invention has a switchable drive line element which changes at least one configuration-specific torsional natural frequency of the drive train and a control unit.
  • This control unit determines an approximation of the excitation ⁇ frequency of the external stimulus to the at least one torsion of the drive train and controls, when the Annäh- is determined tion or detected, the circuit of the on ⁇ drive train elements for changing the at least one torsion natural frequency of the driveline.
  • the invention means with the switchable, the at least one configurational Torsionseigenfrequenz the drive train ⁇ changing drivetrain an element or component of the drive train, such as a mass element, such as a flywheel, in particular an annular mass of steel, which is manipulated / switchable.
  • the configuration-determined torsional natural frequency of the drive train is then influenced / changed.
  • this Torsionseigenfrequenz - influencing / changing manipulation / circuit of the drive strand element, a position and / or shape and / or Ge ⁇ stalt selectedung and / or a change in a material property of the Antriebstrangelements be that changes the Konfigu ⁇ ration of the drive train .
  • the rigidity of the drive train can be changed via the manipulation / switching of the drive train element, such as the position and / or shape and / or shape and / or material property change of the drive train element, or via the configuration change of the drive train.
  • This change in the rigidity of the powertrain then leads to the change in torsional natural frequency.
  • the "shift amount / value" is greater than twice a switching threshold, which then can be pushed over them.
  • an operating point - in particular ⁇ sondere in continuous operation - of the drive train can be always kept in deviation from a Torsionsresonanzbedingung of the drive train with local kicking on ⁇ external excitation of the drive train.
  • Under permanent or permanent operation / operating state can be understood for a predetermined period of time and stopped or sustained for this period (operating) state. This period usually exceeds a period of one or a few seconds.
  • turbomachines such as compressors
  • torsional resonance states with non-permanently transferable dynamic torsional torques or torsional vibrations are thereby avoided.
  • Torsionsresonanz arises, high vibrations in the components or components of the drive train, thereby caused component loads with possible component damage,
  • a further particular advantage of the invention is that a selection of a drive unit for the drive train, such as a converter-controlled electric motor with a converter, can be made without any particular restriction.
  • Integrating the invention in the drive concept or in the concept of a drive unit for a Turboma ⁇ machine, for example, in a drive train with the ver ⁇ ;lichen or constant speed drivable
  • Frequency converter-driven drive unit for example ei ⁇ NEN electric motor, and / or with a drive unit leading frequency
  • a "universal" drive unit - regardless of a specifi ⁇ rule drive or rotor dynamics of a turbomachine - are provided That is, the invention can be provided as a "universal" system that can be adapted with little effort to all possible turbomachinery and their individual drive or rotor dynamics.
  • the invention and / or any further development described can also be realized by a computer program product which has a storage medium on which a computer program is stored. stored terprogramm, which carries out the invention and / or training.
  • the at least one torsional natural frequency of the drive train is changed by a change in rigidity of the drive train or in the drive train. That is, the rigidity of the drive train, in particular by a change in the configuration in the drive train, changed when the approximation of the excitation frequency of the external excitation of the drive train to the at least one torsional natural frequency of the drive train Festge ⁇ is or is.
  • the stiffness is a quantity that describes the resistance of a body to deformation by a force or a torque.
  • the rigidity of a body determines its egg ⁇ gene frequencies, so that change in the stiffness and the natural frequencies of the body.
  • the rigidity of a body depends on its material or material as well as its geometry / configuration.
  • the change in stiffness of the drive train is realized by a change in the confi guration ⁇ in the drive train.
  • Such a configuration change in the powertrain may be accomplished by stiffening / loosening a connection between the drive line element and another drive line element, i. be realized by stiffening / loosening a connection between two drive line elements, or by coupling / decoupling of the drive line element to / from the drive train.
  • the drive train several such rigidizable / lockerbare Verbindun ⁇ gene between the two drive train elements and / or several such couplable / decouplable drive train elements.
  • a particularly simple implementation can thereby be he rich ⁇ when the drive train element one - is additional flywheel - which can be arranged at a suitable location in / on the drive train.
  • the power train element, or such an additional mass is not on the drive side in / on the drive ⁇ strand. Since this is often difficult or impossible for constructional reasons, the drive train or such additional mass can also be arranged on the drive side in / on the drive train.
  • Such additional flywheel mass is brought at a suitable point in / on the drive train (additional mass moment of inertia), ie the drive train element coupled only very loosely, "a white ⁇ che spring", so the fact that Eigenfre ⁇ frequencies of the drive train does not change or hardly .
  • the newly added by the on ⁇ brin account the additional flywheel mass eigenmode with a knot near the attachment of the auxiliary flywheel mass in / on the drive train has a very low frequency and can be tuned so that thereby no problems at ⁇ drive train can be expected.
  • the external excitation (too much) of the at least one Torsionseigenfrequenz (or a Torsionseigenfrequenz) of the drive train approaches, the - loose, "coupled via a soft spring” - Ver ⁇ binding of the additional flywheel to the drive train stiffened.
  • the additional flywheel is rigidly coupled to the drive train.
  • the torsional natural frequency of the drive train is shifted, - just so far - that no inadmissibly high vibration amplitudes are possible. If the external excitation or the excitation frequency of the external excitation shifts further, due to operational or drive-related reasons, and thus approaches the shifted torsional natural frequency, the
  • Connection / coupling / stiffening again be switched to "soft”, ie be solved so that again sufficient Ab- stood between external excitation and torsion natural frequency.
  • the stiffening / loosening of the connection and / or the coupling / decoupling of the drive line element can / can be done using a, in particular pneumatically, hydraulically or electromagnetically switchable, coupling.
  • the drive train comprises a drive train of the shiftable element, in particular pneumatically, hydraulically or electromagnetically switchable, controlled by the control unit on ⁇ clutch.
  • An electric supply of magnetic coils used for this purpose can be done via a rotating coil set, which forms an armature of an alternator - coaxially on a shaft in the drive train.
  • a rotating coil set which forms an armature of an alternator - coaxially on a shaft in the drive train.
  • the approximation of the excitation frequency of the external excitation of the drive train to the at least one torsion of the drivetrain at least one torsion natural frequency is determined by a comparison of the excitation frequency ⁇ with.
  • the approximation can be established when a predefinable limit value has been undershot during the comparison of the excitation frequency with the at least one torsional natural frequency.
  • the control unit may then be a control command "switching" or "engagement” for switching the drive train element giving, which then - in circuit of the power train element - which is changed at least one Torsionseigenfre acid sequence of the powertrain or moved.
  • the excitation frequency of the external excitation of the drive train in particular during the drive of the drive ⁇ strand, ie online, are calculated.
  • the at least one torsion of the drive train - can be calculated as gegebe ⁇ appropriate, additional torsional of the powertrain.
  • the approximation of the excitation frequency of the external excitation of the drive train to the at least one Torsionsei ⁇ frequency of the drive train can be determined by determining a dynamic torsional load in the drive train.
  • a load variable representing the dynamic torsional load in the drive train ie a load value, in particular a dynamic torsional moment in the drive train or an alternating portion of a torsional voltage in the drive train, a dynamic shaft speed in the drive train, a dynamic relative shaft vibration in the drive train or a dynamic torque-forming current of a drive unit of the drive train, are determined or measured.
  • the approach can then be detected when the exceeds the determined dynamic torsional descriptive Bela ⁇ tung value a predeterminable limit value, usually a Ma ⁇ ximalbelastung or a maximum value.
  • the Torsionseigenfre- frequency may be changed or switched the drive train element, coupled with ⁇ play, be.
  • the torsional resonance is "resolved” by shifting the torsional natural frequency.
  • the "shift amount / value" is greater than twice a switching threshold, which then can be pushed over them.
  • the dynamic torsional moment is preferably measured in the drive train or on a component, in particular on a shaft or a coupling, of the drive train. Torsion measurements on
  • the measurement of the dynamic torque is carried out by means of the DMS technology.
  • Coupling of the drive train are applied, by means of which the torsional moment, i. In general, the load value, and thus the dynamic torsional load in the drive train is measurable.
  • a coupling is therefore particularly suitable because there is the location of the highest rotation in the drive train.
  • the load value can also be dynamic shaft ⁇ number in the compressor train
  • the dynamic relative wave Vibration in the compressor train or the dynamic torque-generating current of the drive unit can be used. These sizes also give the dynamic torsional load in the
  • a drive unit driving the drive train at a variable speed can be provided.
  • Be ⁇ vorzugt a frequenzumrichterméer electric motor may be provided herein, wherein the electric motor is controlled using the frequency converter for changing the speed and / or for compensating for a line frequency.
  • the drive train usually has a plurality of configuration-specific torsional natural frequencies.
  • the excitation frequency of the external excitation approaches one of the several torsional natural frequencies, at least this one torsional natural frequency of the drive train is changed.
  • a turbocompressor in particular a single-shaft turbocompressor or a gear turbo compressor, the invention or the arrangement according to the invention, ie the drive train, the switchable drive train element and the control unit, so that by the invention then the turbo compressor or the operation of the turbocompressor according to the invention in Vermei ⁇ tion of a continuous operation in the torsional resonance or otherwise occurring there torsional vibrations can be controlled.
  • the invention can also be used in a large-scale plant, in particular in a chemical or petrochemical plant, such as a plant for air separation or a plant for (natural gas) liquefaction, which then has the compressor line.
  • a chemical or petrochemical plant such as a plant for air separation or a plant for (natural gas) liquefaction, which then has the compressor line.
  • Darge ⁇ provides, which will be explained in more detail below.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a compressor system with a driven by means of a converter-driven Elektromo ⁇ sector compressor train according to an embodiment
  • Compressor with switchable additional flywheel mass on the compressor according to one embodiment
  • Compressor with switchable additional flywheel mass on the compressor according to the embodiment.
  • Embodiment Avoidance of torsional vibrations or frequency converter excited torsional resonances on drive trains of turbomachinery by variable natural frequencies 1 shows - schematically - a compressor system 50, wherein ⁇ play a to a Ergasverroughung, with
  • Compressor train 1 by appropriate control of the
  • Compressor train 1 driving drive unit 2 (electric motor) by means of an electronic frequency converter 3rd
  • Compressor train 1 can torsional resonances (resonant condition) in the compressor train 1, ie in components 4 (shaft, clutch, output / drive shaft) of the mechanical drive system or in the approach to configura ⁇ tion tioned Torsionseigenfrequenzen the compressor train 1
  • Compressor train 1 such as waves or couplings, among others, cause. These torsional resonances lead to vibrations and loads in the components 4 of the compressor train 1 and can lead to component failure in the compressor train 1.
  • a stationary operation ie a stationary operation (continuous operation) outside the Torsionsre ⁇ sonances, sees the compressor system 50 ei ⁇ ne - controlled by a control unit 15 - switchable, drive side on the motor shaft 9 of the electric motor.
  • FIGS 2-4 show sections of the compressor train 1 with arranged on the motor shaft 9 , switchable additional flywheel 5.
  • a disc-shaped carrier piece 8 is fixed - and thus co-rotating with the motor shaft 9 - connected to the motor shaft 9, for example, flanged.
  • Distributed over the circumference of the support piece 8 holes 10 are introduced in the support piece 8, in which pins 12 are pressed.
  • the additional flywheel 5 is connected to the support piece 8 - and rotates in the combination of motor shaft 9, support piece 8 and additional flywheel mass 5 with the Mo ⁇ torwelle 9 with.
  • the additional flywheel 5 has to - according to these holes 10 in the support piece 8 - also distributed over the circumference holes 23 (in additional flywheel mass 5), in wel ⁇ chen the pins 12 - in changeable by the circuit depth - sit with a clearance fit, creating a axial and to a lesser extent also rotational displaceability of the additional flywheel mass 5 - relative to the motor shaft 9 or Trä ⁇ ger Sharing 8 - is made possible.
  • the additional flywheel mass 5 In the "engaged" position, the additional flywheel mass 5 is displaced axially in such a way - guided by the pins 12 - that a positive connection between the additional flywheel mass 5 and the carrier piece 8 (compare FIG. 4) or (via the carrier piece 8) with the motor shaft 9 is made.
  • the additional flywheel mass 5 is in this positi on ⁇ "Engaged” rigidly coupled to the Mo ⁇ door shaft 9, whereby here to change the rigidity and thus also the torsional frequencies of the compressor train 1.
  • the circuit position shift 22 (engagement / disengagement of additional flywheel mass 5)
  • actuation / displacement 22 of the additional flywheel mass 5 from the first to the second position in simple terms the "engagement" of the additional flywheel mass 5, takes place pneumatically.
  • control air 17 compressed air
  • Switching valve 7 (indicated). Axially between the additional flywheel mass 5 and the Steuerluftdü ⁇ se 16 is a switching element 18, arranged in the form of a fixed to the motor shaft ⁇ 9 or with the support piece 8, with the motor shaft 9 co-rotating disc. This Switching element 18 and the control air nozzle 16 do not touch, but are separated by a relatively narrow gap 25.
  • control air 17 emerging from the control air nozzle 16 repeatedly passes through the rotation into the region in front of the balls 6, whereby they are pressed axially out of the bores 10 against the spring force of the springs 21 - and control air 17 in the intermediate space between the disc 18 and the local recesses 20 and the piston 19 passes.
  • a "Switch” strategy is set forth below.
  • the controller 15 is calculated - from the current operating Para ⁇ meters of the compressor unit 50 - (online) current excitation frequencies of the compressor train 1 and compares this with the - for example, from model calculations or trials - known torsional of the compressor train. 1
  • the control unit 15 controls the circuit 22 of the additional flywheel mass 5.
  • the control ⁇ unit 15 controls or actuates the control ⁇ unit 15, the switching valve 7 (indicated) the control air 17, so that - via the control air 17 pneumatically moved - the additional flywheel mass (from the position "disengaged") in the Po ⁇ position "engaging" is pressed position shift 22 (engagement / disengagement of additional flywheel mass 5).
  • Compressor train 1 whereby the torsional natural frequency is shifted by a small amount, for example by 0.55 Hz.
  • the shift of the torsional natural frequency is just so far that no unacceptably high (rotational
  • Vibration amplitudes are more possible, and it is because of the low degree of damping of the resonance range is also very narrow, causing the high (resonance) oscillations disappear even with a small change in the difference frequency. If the current excitation frequency shifts (again) and in this way exceeds the new, shifted Torsionsei ⁇ genfrequenz inadmissible, beispei mecanic again to 0.25 Hz, nä ⁇ hert, via the controller 15, the coupling is switched back to "soft / loose" (Position shift 22 (engagement / disengagement of additional flywheel mass 5)) The control air supply is interrupted - and the additional flywheel mass 5 is released from positive engagement The stiffness of the compressor train is reduced (again) - and the torsional natural frequency shifts back.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

The invention relates to a drive train (1) of a turbo engine, which can be driven by a variable or constant torque and which has at least one configurationally determined natural torsional frequency, which drive train is excited during the actuation by an external excitation having a variable excitation frequency. According to the invention, the at least one natural torsional frequency of the drive train (1) is modified when the excitation frequency of the external excitation approximates the at least one natural torsional frequency of the drive train (1).

Description

Beschreibung description
Vermeidung von Drehschwingungen bei Turbomaschinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines mit veränderlicher oder konstanter Drehzahl antreibbaren, zumindest eine konfigurationsbestimmte Torsionseigenfrequenz auf¬ weisenden Antriebstrangs einer Turbomaschine (Turbomaschinenstrang, kurz im Folgenden nur Antriebstrang) , insbesondere eines Verdichterstrangs, bei dem der Antriebstrang mit sich verändernder oder konstanter Drehzahl angetrieben wird, wobei beim Antrieb des Antriebstrangs der Antriebstrang durch eine äußere Anregung mit sich verändernder Anregungsfrequenz angeregt wird. Weiter betrifft die Erfindung eine Anordnung mit einem solchen Turbomaschinen- bzw. Antriebstrang, insbesondere einem Verdichterstrang. The invention relates to a method for operating a variable or constant speed drivable, at least one configurational torsional natural frequency on ¬ facing drive train of a turbomachine (turbomachine, briefly in the following only powertrain), in particular a compressor train in which the drive train with it changing or constant speed is driven, wherein the drive train of the drive train is excited by an external excitation with changing excitation frequency. Furthermore, the invention relates to an arrangement with such a turbomachinery or drive train, in particular a compressor train.
Verdichter bzw. Fluide komprimierende Vorrichtungen werden in verschiedenen Industriebereichen für verschiedene Anwendungen genutzt, bei denen es um eine Kompression oder Verdichtung von Fluiden, im Speziellen ( Prozess- ) Gasen, geht. Compressor devices are used in various industries for various applications involving compression or compression of fluids, particularly (process) gases.
Bekannte Beispiele hierfür sind Turboverdichter in mobilen industriellen Anwendungen, wie in Abgasturboladern oder in Strahltriebwerken, oder auch in stationären industriellen Anwendungen, wie Getriebe- bzw. Getriebeturboverdichter für chemische oder petrochemische Anlagen, beispielsweise zur LuftZerlegung oder Erdgasverflüssigung. Bei einem solchen - in seiner Arbeitsweise kontinuierlich arbeitenden - Turboverdichter wird die Druckerhöhung (Verdichtung) des Fluids dadurch bewirkt, dass ein Drehimpuls des Fluids von Eintritt zu Austritt durch ein rotierendes, radial erstreckende Schaufeln aufweisendes Laufrad des Turboverdich- ters durch die Rotation von den Schaufeln erhöht wird. Hier, d.h. in einer solchen Verdichterstufe, steigen Druck und Temperatur des Fluids, während die relative ( Strömungs- ) Ge¬ schwindigkeit des Fluids im Laufrad bzw. Turbolaufrad sinkt. Um eine möglichst hohe Druckerhöhung bzw. Verdichtung des Fluids zu erreichen, können mehrere solcher Verdichterstufen hintereinander geschaltet werden. Known examples include turbo compressors in mobile industrial applications, such as in exhaust gas turbochargers or in jet engines, or in stationary industrial applications, such as gear or turbo compressors for chemical or petrochemical plants, for example, for air separation or natural gas liquefaction. In such a turbocompressor, which operates continuously in its mode of operation, the pressure increase (compression) of the fluid is brought about by an angular momentum of the fluid from inlet to outlet through a rotating, radially extending impeller of the turbo-compressor due to the rotation of the blades is increased. Here, ie in such a compressor stage, increase the pressure and temperature of the fluid, while the relative (flow) Ge ¬ speed of the fluid in the impeller or Turbolaufrad decreases. In order to achieve the highest possible pressure increase or compression of the fluid, a plurality of such compressor stages can be connected in series.
Als bekannte Bauformen von Turboverdichtern unterscheidet man zwischen Radial-, Axial- und kombinierten Axial- Radialverdichtern bzw. zwischen Ein-Wellen- und Getriebeverdichtern . As known types of turbocompressors, a distinction is made between radial, axial and combined axial-radial compressors or between single-shaft and gear compressors.
Bei dem Axialverdichter strömt das zu komprimierende Fluid, beispielsweise ein Prozessgas, in paralleler Richtung zur Achse (Axialrichtung) durch den Verdichter. Bei dem Radialverdichter strömt das Gas axial in das Laufrad der In the axial compressor, the fluid to be compressed, for example a process gas, flows in a direction parallel to the axis (axial direction) through the compressor. In the centrifugal compressor, the gas flows axially into the impeller of
Verdichterstufe und wird dann nach außen (radial, Radialrich¬ tung) abgelenkt. Bei mehrstufigen Radialverdichtern wird damit hinter jeder Stufe eine Strömungsumlenkung notwendig. Compressor stage and is then deflected to the outside (radial, Radialrich ¬ tion). With multi-stage centrifugal compressors, a flow diversion becomes necessary behind each stage.
Kombinierte Bauarten von Axial- und Radialverdichtern saugen mit ihren Axialstufen große Volumenströme an, die in den anschließenden Radialstufen auf hohe Drücke komprimiert werden. Combined types of axial and radial compressors draw large volume flows with their axial stages, which are compressed to high pressures in the subsequent radial stages.
Während meist einwellige Maschinen (Ein-Wellen- Turboverdichter) , bei denen eine oder mehrere While mostly single-shaft machines (single-shaft turbocompressors), where one or more
Verdichterstufen auf bzw. über ein und derselben Welle realisiert ist bzw. sind, zum Einsatz kommen, sind bei (mehrstufi¬ gen) Getriebeturboverdichtern (kurz im Folgenden auch nur Getriebeverdichter) die einzelnen Verdichterstufen um ein Compressor stages on or over one and the same shaft is or are implemented, are in ( mehrstufi ¬ gen) Getriebeturboverdichtern (shortly hereinafter also only gear compressor), the individual compressor stages to one
Großrad herum gruppiert, wobei mehrere parallele (Ritzel- )Wellen, die jeweils ein oder zwei - in als Gehäuseanbauten realisierte Spiralgehäusen aufgenommene - Laufräder (an frei¬ en Wellenenden der Ritzelwellen angeordnete Turbolaufräder) tragen, von einem großen, im Gehäuse gelagerten Antriebszahnrad, einem Großrad, angetrieben werden. Grouped around a large wheel, wherein a plurality of parallel (pinion) shafts, each carrying one or two - in realized as housing structures spiral housings - wheels (at fre ¬ en shaft ends of the pinion shafts arranged turbochargers), of a large, mounted in the housing drive gear, a Big wheel, to be driven.
Ein Antrieb eines Verdichters erfolgt in der Regel mittels einer mit dem Verdichter mechanisch bzw. ein Drehmoment übertragbar gekoppelte Antriebseinheit, beispielsweise eines (Elektro- ) Motor oder einer Turbine. Deren Abtrieb bzw. A drive of a compressor is generally carried out by means of a mechanically or torque-coupled to the compressor drive unit, for example one (Electric) engine or a turbine. Their downforce or
Abtriebswelle ist mittelbar, beispielsweise unter Output shaft is indirectly, for example, under
Dazwischenschaltung eines Getriebes oder einer Kupplung, oder unmittelbar, beispielsweise durch eine gemeinsame Abtriebs- /Antriebswelle, mit der Antriebswelle des Verdichters verbun¬ den . Intermediate connection of a transmission or a clutch, or directly verbun ¬ , for example, by a common output / drive shaft, with the drive shaft of the compressor.
Dieses mechanische Antrieb-/Abtriebssystem des Verdichters, d.h. die gesamte mechanische, das Drehmoment übertragende Kette aus, beispielsweise Abtriebswelle ( -n) , Kupplung ( -en) , (Zwischen-) Getriebe (-n) , Abtriebswelle ( -n) , beim Verdichter wird dabei als Verdichterstrang - im Allgemeinen bei Turbomaschinen entsprechend als Maschinen- oder nur Antriebstrang - bezeichnet. Auch kann bzw. können an diesem Verdichterstrang - neben dem Verdichter - eine weitere bzw. weitere Turboma¬ schinen - mit entsprechenden Elementen, wie Wellen, Kupplungen, Getrieben u.a., angebunden sein, welche dann auch mit dem Verdichterstrang mitumfasst sein sollen. Es ist bekannt, mit verschiedenen Methoden der This mechanical drive / output system of the compressor, ie the entire mechanical, the torque transmitting chain from, for example, output shaft (-n), clutch (s), (intermediate) transmission (-n), output shaft (-n), when Compressor is referred to as a compressor train - generally in turbomachinery as a machine or drive train only. Also can or can at this compressor line - in addition to the compressor - another or more Turboma ¬ machines - with appropriate elements, such as shafts, clutches, gears, etc., be connected, which should then also mitumfasst with the compressor train. It is well known with different methods of
Verdichterausführung und Betriebsweise, wie z.B. Drosselung, Verstellung von Eintrittleitgittern bzw. Verstellung von Betriebsdrehzahlen, ein regelbares Verdichterkennfeld zu erzeu¬ gen . Compressor design and operation, such as throttling, adjustment of Eintrittleitgittern or adjustment of operating speeds, an adjustable compressor map to erzeu ¬ gen.
Hierbei kommen Verdichterstränge antreibende, Compressor strands are driving,
umrichtergeführte Elektromotoren zum Einsatz, um einen Betriebsdrehzahlbereich der Anlage bzw. des Verdichters (Leistungsbereich der Anlage) zu ermöglichen bzw. das Drehzahl- bzw. Verdichterkennfeld zu erzeugen. Inverter-controlled electric motors are used to enable an operating speed range of the system or of the compressor (power range of the system) or to generate the speed or compressor characteristic map.
Dabei erfolgt eine - beispielsweise für eine geforderte Leis¬ tungsänderung bzw. -Steigerung des Verdichters bzw. Here takes place - for example, for a required Leis ¬ direction changes or -Increase of the compressor or
Verdichterstrangs erforderliche - Drehzahländerung im Compressor train required - speed change in
Verdichterstrang durch entsprechende Ansteuerung der denCompressor train by appropriate control of the
Verdichterstrang antreibenden Elektromotoren mittels elektronischer Frequenzumrichter (im Folgenden nur kurz Frequenzumrichter oder nur Umrichter) . Auch werden über diese Frequenzumrichter Schwankungen bei Netzfrequenzen kompensiert. Frequenzumrichter sind ebenfalls bekannt. Ein Frequenzumrichter ist z.B. ein Stromrichter der aus einem Wechselstrom (sowohl Einphasenwechselstrom als auch Dreiphasenwechselstrom) mit bestimmter Frequenz eine in Amplitude und Frequenz veränderbare Spannung generiert. Mit dieser umgerichteten Spannung wird dann ein Verbraucher, in der Regel ein Drehstrommotor, betrieben . Compressor train driving electric motors by means of electronic frequency converter (in the following only briefly frequency converter or only inverter). Also, these frequency converters compensate for fluctuations in line frequencies. Frequency converters are also known. A frequency converter is, for example, a power converter that generates an alternating voltage (both single-phase alternating current and three-phase alternating current) with a specific frequency that can be varied in amplitude and frequency. With this converted voltage then a consumer, usually a three-phase motor, operated.
Durch eine zweimalige Umwandlung eines elektrischen Stroms bzw. einer elektrischen Spannung von dem Wechselstrom auf ei- ner Netzseite, zu dem Gleichstrom innerhalb des Umrichters und schließlich zu einem Wechselstrom auf Seite des Elektromotors werden zusätzlich zu einer Speisefrequenz des Elektromotors auch torsionsanregende Frequenzanteile generiert. Diese anregenden Frequenzanteile, überwiegend harmonische und interharmonische Anregungen, können Torsionsresonanzen im Verdichterstrang, d.h. in Bauteilen und/oder Komponenten des mechanischen Antriebssystems bzw. im Verdichterstrang, verursachen . Through a two-fold conversion of an electrical current or an electrical voltage from the alternating current to a side of the network, to the direct current within the converter and finally to an alternating current on the side of the electric motor, torsion-exciting frequency components are generated in addition to a supply frequency of the electric motor. These exciting frequency components, predominantly harmonic and interharmonic excitations, can cause torsional resonances in the compressor train, i. in components and / or components of the mechanical drive system or in the compressor train cause.
Diese Torsionsresonanzen führen zu Schwingungen in den Bauteilen bzw. Komponenten des Verdichterstrangs, insbesondere zu Torsionsschwingungen in Wellen und/oder Radialschwingungen in Zwischengetrieben. These torsional resonances lead to vibrations in the components or components of the compressor train, in particular to torsional vibrations in waves and / or radial vibrations in intermediate gears.
Infolge solcher Torsionsschwingungen bzw. Radialschwingungen mit infolge entsprechender hohen Bauteilbelastungen kann es zu Bauteilversagen bei den Bauteilen der Verdichterstränge kommen . As a result of such torsional vibrations or radial vibrations with as a result of correspondingly high component loads can lead to component failure in the components of the compressor strands.
Ausbau und Ersatz bzw. Reparatur der beschädigten Bauteile des Verdichterstrangs sowie erforderliche Stillstandszeiten der Anlagen erzeugen hohen Kosten. Diese hier für Verdichterstränge geschilderten Nachteile, d.h. schwingungsbedingte Bauteilsbeschädigungen und -ausfälle sowie dadurch verursachte Anlagenstillstandszeiten und Kos- ten, treten in entsprechender Weise auch bei anderen Turbomaschinen mit dortigen mit veränderlicher Drehzahl Removal and replacement or repair of the damaged components of the compressor train and required downtime of the equipment generate high costs. These disadvantages described here for compressor trains, ie vibration-induced component damage and failures as well as system downtimes and costs caused thereby, also occur in a corresponding manner in other turbomachines with variable speed there
antreibbaren, zumindest eine konfigurationsbestimmte Torsi¬ onseigenfrequenz aufweisenden Turbomaschinenstränge bzw. Antriebsträngen auf. drivable, at least one configurational Torsi ¬ onseigenfrequenz having turbomachinery strands or drive trains on.
Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, schwingungs¬ bedingte Bauteilsbeschädigungen und -ausfälle bei Antriebs¬ strängen von Turbomaschinen zu verhindern bzw. zu vermindern. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betrieb eines mit veränderlicher oder konstanter Drehzahl antreibbaren, zumindest eine konfigurationsbestimmte Torsionseigenfrequenz auf¬ weisenden Antriebstrangs einer Turbomaschine (Turbomaschinenstrang, im Folgenden nur Antriebstrang ) sowie durch eine An- Ordnung mit einem solchen Antriebstrang mit den Merkmalen gemäß dem jeweiligen unabhängigen Patentanspruch gelöst. The invention is thus based on the object, vibrational ¬ related component damage and failures to prevent or decrease in drive ¬ strands of turbomachinery. The object is drivable by a method for operating a variable or constant speed, at least one configuration certain torsion on ¬ facing drive train of a turbomachine (turbomachinery train, hereinafter referred to as drive train), and by a purchase order with such a driveline with the features according to the respective independent claim solved.
Dieser Antriebstrang wird bei dessen drehzahlveränderlichem oder drehzahlkonstantem Antrieb durch eine äußere Anregung mit sich verändernder Anregungsfrequenz angeregt bzw. dieser Antriebstrang ist bei dessen drehzahlveränderlichem oder drehzahlkonstantem Antrieb durch eine äußere Anregung mit sich verändernder Anregungsfrequenz anregbar. Nähert sich die äußere Anregung des Antriebstrangs einer Torsionseigenschwin- gung des Antriebstrangs an, so kann eine Torsionsresonanz (Resonanzbedingung) im Antriebstrang, d.h. in Bauteilen und/oder Komponenten des mechanischen Antriebssystems bzw. im Antriebstrang, auftreten. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass - im drehzahlveränderlichen oder drehzahlkonstanten Betrieb des Antriebstrangs - bei einer Annährung der Anregungsfrequenz der äußeren Anregung an die zumindest eine Torsionseigenfre- quenz des Antriebstrangs die zumindest eine Torsionseigenfre¬ quenz des Antriebstrangs verändert wird. This drivetrain is excited at its drehzahlveränderlichem or speed constant drive by an external excitation with changing excitation frequency or this drive train is excitable at the variable speed or speed constant drive by an external excitation with changing excitation frequency. If the external excitation of the drive train approaches a torsional vibration of the drive train, a torsional resonance (resonance condition) in the drive train, ie in components and / or components of the mechanical drive system or in the drive train, can occur. In the method according to the invention, it is provided that - in the variable-speed or constant-speed operation of the drive train - when the excitation frequency of the external excitation approaches the at least one torsion eigenfrequency frequency of the drive train of the at least one Torsionseigenfre acid sequence of the drive train is changed.
Vereinfacht ausgedrückt, die Erfindung „manipuliert" im Falle einer Annäherung einer äußeren Anregung bzw. betrieblichen Anregungsfrequenz des Antriebstrangs an eine Torsionseigenfrequenz des Antriebstrangs. Anschaulich ausgedrückt, wenn der Antriebstrang (bei dieser Annährung von betrieblicher Anregungsfrequenz an die Torsionseigenfrequenz) in eine Torsi- onsresonanzbedingung „hineinläuft", verschiebt die Erfindung die Torsionseigenfrequenz (weg von der betrieblichen Anregungsfrequenz) , und stellt so einen ausreichenden Abstand zwischen der geänderten/manipulierten Torsionseigenfrequenz und der betrieblichen Anregungsfrequenz her bzw. der äußeren Anregung zu der (geänderten/manipulierten) Resonanzbedingung her . Put simply, the invention "manipulates" in the event of an external excitation or operational excitation frequency of the drive train approaching a torsional natural frequency of the drive train. the invention shifts the torsional natural frequency (away from the operational excitation frequency), thus establishing a sufficient distance between the altered / manipulated torsional natural frequency and the operational excitation frequency or the external excitation to the (altered / manipulated) resonance condition.
Entsprechend kann weiter dann auch vorgesehen sein, dass bei (Wieder- ) Erreichen eines bestimmten Abstands zwischen der ge- änderten/manipulierten Torsionseigenfrequenz und der betrieblichen Anregungsfrequenz die „Manipulation" wieder rückgängig gemacht wird. D.h., die geänderte/manipulierte Torsionseigen¬ frequenz wird wieder - auf die ursprüngliche Torsionseigenfrequenz (zurück- ) verschoben/verändert . Accordingly, it can then also be provided that upon "re-reaching" a certain distance between the changed / manipulated torsional natural frequency and the operational excitation frequency, the "manipulation" is reversed again, ie the changed / manipulated torsional frequency is restored - shifted back to the original torsion natural frequency.
Damit erreicht die Erfindung, dass ein Betriebspunkt des An¬ triebstrangs mit dortig auftretender äußerer Anregung des Antriebstrangs immer abweichend von einer Torsionsresonanzbe¬ dingung des Antriebstrangs gehalten werden kann. Thus, the invention achieves that an operating point of the on ¬ driveline with there occurring external excitation of the drive train can always be kept different from a Torsionsresonanzbe ¬ condition of the drive train.
Betriebszustände von Turbomaschinen, wie Verdichter, in Tor- sionsresonanzzuständen mit nicht-dauerhaft übertragbaren dynamischen Torsionsmomenten bzw. Drehschwingungen werden hierdurch vermieden. Operating states of turbomachines, such as compressors, in torsional resonance states with non-permanently transferable dynamic torsional torques or torsional vibrations are thereby avoided.
Da Torsionsresonanzen im Antriebstrang von Turbomaschinen typischerweise schwach gedämpft sind, ist meist nur eine gerin¬ ge Torsionseigenfrequenzänderung/-verschiebung notwendig, um (wieder) einen ausreichenden Abstand des Betriebspunkts der Turbomaschine zur „veränderten/verschobenen Resonanzbedingung" herzustellen. Torsionsresonanzbedingte, hohe (Dreh-) Schwingungen in den Bauteilen bzw. Komponenten des Antriebstrangs, dadurch hervorgerufene Bauteilbelastungen mit Bauteilschäden, Since torsional resonances are typically attenuated slightly in the drive train of turbomachinery, only one clotting ¬ ge Torsionseigenfrequenzänderung / -shift is usually necessary to (again) establish a sufficient distance of the operating point of the turbomachine to the "changed / shifted resonance condition." Torsional resonance-induced, high (rotational) vibrations in the components or components of the drive train, resulting component loads with component damage,
Stillstandszeiten und Kosten werden vermindert. Die erfindungsgemäße Anordnung weist ein schaltbares, die zu¬ mindest eine konfigurationsbestimmte Torsionseigenfrequenz des Antriebstrangs änderndes Antriebstrangelement sowie eine Steuerungseinheit auf. Diese Steuereinheit ermittelt eine Annäherung der Anregungs¬ frequenz der äußeren Anregung an die zumindest eine Torsionseigenfrequenz des Antriebstrangs und steuert, wenn die Annäh- rung ermittelt bzw. festgestellt ist, die Schaltung des An¬ triebstrangelements zur Veränderung der zumindest einen Tor- sionseigenfrequenz des Antriebstrangs. Downtimes and costs are reduced. The arrangement according to the invention has a switchable drive line element which changes at least one configuration-specific torsional natural frequency of the drive train and a control unit. This control unit determines an approximation of the excitation ¬ frequency of the external stimulus to the at least one torsion of the drive train and controls, when the Annäh- is determined tion or detected, the circuit of the on ¬ drive train elements for changing the at least one torsion natural frequency of the driveline.
Dabei meint die Erfindung mit dem schaltbaren, die zumindest eine konfigurationsbestimmte Torsionseigenfrequenz des An¬ triebstrangs ändernden Antriebstrangelement ein Element bzw. Bauteil des Antriebstrangs, beispielsweise ein Massenelement, wie eine Schwungmasse, insbesondere eine ringförmige Masse aus Stahl, welches manipulier-/schaltbar ist. In this case, the invention means with the switchable, the at least one configurational Torsionseigenfrequenz the drive train ¬ changing drivetrain an element or component of the drive train, such as a mass element, such as a flywheel, in particular an annular mass of steel, which is manipulated / switchable.
Durch diese Manipulation/Schaltung des Antriebstrangelements wird dann die konfigurationsbestimmte Torsionseigenfrequenz des Antriebstrangs beeinflusst/geändert . By this manipulation / circuit of the drive train element, the configuration-determined torsional natural frequency of the drive train is then influenced / changed.
So kann beispielsweise diese Torsionseigenfrequenz - beeinflussende/ändernde Manipulation/Schaltung des Antrieb- Strangelements eine Positions- und/oder Form- und/oder Ge¬ staltänderung und/oder auch eine Änderung einer Materialeigenschaft des Antriebstrangelements sein, welche die Konfigu¬ ration des Antriebstrangs verändert. Dabei kann über die Manipulation/Schaltung des Antriebstrangelements, wie die Positions- und/oder Form- und/oder Gestalt- und/oder Materialeigenschaftsänderung des Antriebstrangele- ments, bzw. über die Konfigurationsänderung des Antriebstrangs eine Steifigkeit des Antriebstrangs geändert werden. Diese Änderung der Steifigkeit des Antriebstrangs führt dann zu der Änderung der Torsionseigenfrequenz. Vereinfacht ausgedrückt, durch die durch das Schalten des An¬ triebstrangelements bewirkte Konfigurations-For example, this Torsionseigenfrequenz - influencing / changing manipulation / circuit of the drive strand element, a position and / or shape and / or Ge ¬ staltänderung and / or a change in a material property of the Antriebstrangelements be that changes the Konfigu ¬ ration of the drive train , In this case, the rigidity of the drive train can be changed via the manipulation / switching of the drive train element, such as the position and / or shape and / or shape and / or material property change of the drive train element, or via the configuration change of the drive train. This change in the rigidity of the powertrain then leads to the change in torsional natural frequency. In simple terms, by the caused by the switching of the on ¬ powertrain configuration elements
/Steifigkeitsänderung und Torsionseigenfrequenzänderung des Antriebstrangs verschiebt sich die Torsionseigenfrequenz (weg von der betrieblichen Anregungsfrequenz) , und stellt so einen ausreichenden Abstand zwischen der geänderten/manipulierten/ Stiffness change and torsional natural frequency change of the drivetrain shifts the torsion natural frequency (away from the operational excitation frequency), thus providing a sufficient distance between the changed / manipulated
Torsionseigenfrequenz und der betrieblichen Anregungsfrequenz her . Torsion natural frequency and the operational excitation frequency.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der „Verschiebungsbetrag/- wert" größer ist als zweimal eine Schaltschwelle, wodurch dann über diese hinweggeschoben werden kann. It can be provided that the "shift amount / value" is greater than twice a switching threshold, which then can be pushed over them.
Entsprechend kann weiter dann auch vorgesehen sein, dass bei (Wieder- ) Erreichen eines bestimmten Abstands zwischen der ge- änderten/manipulierten Torsionseigenfrequenz und der betrieblichen Anregungsfrequenz das Antriebstrangelement wieder (zurück- ) geschalten wird, wodurch die „Manipulation" wieder rückgängig gemacht wird. D.h., die geänderte/manipulierte Torsionseigenfrequenz wird wieder auf die ursprüngliche Tor- sionseigenfrequenz ( zurück- ) verschoben/verändert . Accordingly, it can then also be provided that when (re) reaching a certain distance between the changed / manipulated torsion natural frequency and the operational excitation frequency the drive train element is switched back again, whereby the "manipulation" is reversed again. This means that the changed / manipulated torsion natural frequency is (re-) shifted / changed back to the original natural frequency of the torsion.
Damit erreicht die Erfindung, dass ein Betriebspunkt - insbe¬ sondere im Dauerbetrieb - des Antriebstrangs mit dortig auf¬ tretender äußerer Anregung des Antriebstrangs immer abwei- chend von einer Torsionsresonanzbedingung des Antriebstrangs gehalten werden kann. Unter dauerhaft bzw. dauerhaftem Betrieb/Betriebszustand kann dabei ein für eine vorgebbare Zeitspanne eingenommener und für diese Zeitspanne angehaltener bzw. anhaltender (Betriebs- ) Zustand verstanden werden. Diese Zeitspanne überschreitet dabei in der Regel eine Zeitdauer von einer oder wenigen Sekunden . Thus the invention achieves that an operating point - in particular ¬ sondere in continuous operation - of the drive train can be always kept in deviation from a Torsionsresonanzbedingung of the drive train with local kicking on ¬ external excitation of the drive train. Under permanent or permanent operation / operating state can be understood for a predetermined period of time and stopped or sustained for this period (operating) state. This period usually exceeds a period of one or a few seconds.
Betriebszustände von Turbomaschinen, wie Verdichter, in Tor- sionsresonanzzuständen mit nicht-dauerhaft übertragbaren dy- namischen Torsionsmomenten bzw. Drehschwingungen werden hierdurch vermieden. Operating states of turbomachines, such as compressors, in torsional resonance states with non-permanently transferable dynamic torsional torques or torsional vibrations are thereby avoided.
Torsionsresonanzbedingte, hohe Schwingungen in den Bauteilen bzw. Komponenten des Antriebstrangs, dadurch hervorgerufene Bauteilbelastungen mit möglichen Bauteilschäden, Torsionsresonanzbedingte, high vibrations in the components or components of the drive train, thereby caused component loads with possible component damage,
Stillstandszeiten und Kosten werden vermindert. Downtimes and costs are reduced.
Ein weiterer besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass eine Auswahl einer Antriebseinheit für den Antrieb- sträng, wie eines umrichtergeführten Elektromotors mit einem Umrichter, ohne besondere Einschränkung getroffen werden kann . A further particular advantage of the invention is that a selection of a drive unit for the drive train, such as a converter-controlled electric motor with a converter, can be made without any particular restriction.
Integriert man die Erfindung (fest) in das Antriebskonzept bzw. in das Konzept einer Antriebseinheit für eine Turboma¬ schine, beispielsweise in eine den Antriebstrang mit der ver¬ änderlichen oder konstanten Drehzahl antreibbare, Integrating the invention (solid) in the drive concept or in the concept of a drive unit for a Turboma ¬ machine, for example, in a drive train with the ver ¬ änderlichen or constant speed drivable
frequenzumrichtergeführte Antriebseinheit, beispielsweise ei¬ nen Elektromotor, und/oder bzw. mit einem die Antriebseinheit führenden Frequenzumrichter, so kann durch die Erfindung eine „universelle" Antriebseinheit - unabhängig von einer spezifi¬ schen Antriebs- bzw. Rotordynamik einer Turbomaschine - zur Verfügung gestellt werden. D.h., durch die Erfindung kann so ein „universelles" System zur Verfügung gestellt werden, das mit geringem Aufwand an alle möglichen Turbomaschinen und deren individuelle Antriebs- bzw. Rotordynamik angepasst werden kann. Auch können durch die Erfindung - mit deren nur „situationsgegebenen", d.h. nur bei betrieblicher Annäherung der äußeren Anregung an eine Torsionseigenfrequenz, Eingriff - Beschrän- kungen des Dauerbetriebdrehzahlbereichs, wie - Resonanz be¬ dingt - (dauerhaft) gesperrte Drehzahlbereiche/-bänder vermieden werden. Frequency converter-driven drive unit, for example ei ¬ NEN electric motor, and / or with a drive unit leading frequency, so by the invention, a "universal" drive unit - regardless of a specifi ¬ rule drive or rotor dynamics of a turbomachine - are provided That is, the invention can be provided as a "universal" system that can be adapted with little effort to all possible turbomachinery and their individual drive or rotor dynamics. Also can be avoided by the invention - with their only "situational", ie only at operational approximation of the external excitation to a Torsionseigenfrequenz - intervention - Restrictions continuous operation speed range, such as - resonance be ¬ dingt - (permanently) locked speed ranges / bands ,
Somit sind auch die Auswirkungen bzw. Einschränkungen für den Anlagenbetrieb und auch der Leistungsmehrbedarf einer Turbomaschine ebenfalls auf ein Minimum reduziert. Thus, the effects or restrictions for the operation of the plant and also the power requirement of a turbomachine are also reduced to a minimum.
Auch weitere - das Resonanzverhalten einer Turbomaschine be¬ einflussende - Einflussgrößen, wie z.B. Netzfrequenzschwan- kungen, leistungsabhängige Resonanzamplituden oder Veränderungen an der Turbomaschine bzw. an deren Antriebstrang usw., können durch die Erfindung für einen „resonanzfreien" drehzahlveränderlichen Betrieb einer Turbomaschine unberücksichtigt bleiben. Even more - the resonance behavior of a turbo engine be ¬-influencing - factors such as Netzfrequenzschwan- fluctuations, power-dependent resonance amplitude or changes to the turbo machine or at the drive train, etc. may be disregarded "resonance-free" by the invention for a variable-speed operation of a turbo machine.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen. Die Weiterbildungen beziehen sich sowohl auf das erfindungsgemäße Verfahren wie auch auf die erfindungsgemäße Anordnung. Preferred developments of the invention will become apparent from the dependent claims. The further developments relate both to the method according to the invention and to the arrangement according to the invention.
Die Erfindung und die beschriebenen Weiterbildungen können sowohl in Software als auch in Hardware, beispielsweise unter Verwendung einer speziellen elektrischen Schaltung, realisiert werden. The invention and the developments described can be implemented both in software and in hardware, for example using a special electrical circuit.
Ferner ist eine Realisierung der Erfindung oder einer beschriebenen Weiterbildung möglich durch ein computerlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm gespeichert ist, welches die Erfindung oder die Weiterbildung ausführt. Furthermore, a realization of the invention or a further development described is possible by a computer-readable storage medium on which a computer program is stored, which carries out the invention or the development.
Auch können die Erfindung und/oder jede beschriebene Weiterbildung durch ein Computerprogrammerzeugnis realisiert sein, welches ein Speichermedium aufweist, auf welchem ein Compu- terprogramm gespeichert ist, welches die Erfindung und/oder die Weiterbildung ausführt. The invention and / or any further development described can also be realized by a computer program product which has a storage medium on which a computer program is stored. stored terprogramm, which carries out the invention and / or training.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung wird die zumindest eine Torsionseigenfrequenz des Antriebstrangs durch eine Änderung einer Steifigkeit des Antriebstrangs bzw. im Antriebstrang geändert. D.h., es wird die Steifigkeit des Antriebstrangs, insbesondere durch eine Änderung der Konfiguration im Antriebstrang, geändert, wenn die Annährung der Anregungsfre- quenz der äußeren Anregung des Antriebstrangs an die zumindest eine Torsionseigenfrequenz des Antriebstrangs festge¬ stellt wird bzw. ist. According to a preferred development, the at least one torsional natural frequency of the drive train is changed by a change in rigidity of the drive train or in the drive train. That is, the rigidity of the drive train, in particular by a change in the configuration in the drive train, changed when the approximation of the excitation frequency of the external excitation of the drive train to the at least one torsional natural frequency of the drive train Festge ¬ is or is.
Die Steifigkeit ist eine Größe, welche den Widerstand eines Körpers gegen Verformung durch eine Kraft oder ein Drehmoment beschreibt. Die Steifigkeit eines Körpers bestimmt dessen Ei¬ genfrequenzen, so dass bei Änderung der Steifigkeit sich auch die Eigenfrequenzen des Körpers ändern. Die Steifigkeit eines Körpers ist dabei von dessen Werkstoff bzw. Material sowie dessen Geometrie/Konfiguration abhängig. The stiffness is a quantity that describes the resistance of a body to deformation by a force or a torque. The rigidity of a body determines its egg ¬ gene frequencies, so that change in the stiffness and the natural frequencies of the body. The rigidity of a body depends on its material or material as well as its geometry / configuration.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung wird die Änderung der Steifigkeit des Antriebstrangs durch eine Änderung der Konfi¬ guration im Antriebstrang realisiert. According to a preferred development, the change in stiffness of the drive train is realized by a change in the confi guration ¬ in the drive train.
Eine solche Konfigurationsänderung im Antriebstrang kann durch ein Versteifen/Lockern einer Verbindung zwischen dem Antriebstrangelement und einem anderen Antriebstrangelement, d.h. durch ein Versteifen/Lockern einer Verbindung zwischen zwei Antriebstrangelementen, oder durch ein Ankoppeln/Entkoppeln des Antriebstrangelementes an den/von dem Antriebstrang realisiert werden. Such a configuration change in the powertrain may be accomplished by stiffening / loosening a connection between the drive line element and another drive line element, i. be realized by stiffening / loosening a connection between two drive line elements, or by coupling / decoupling of the drive line element to / from the drive train.
Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist der An- triebstrang mehrere solche versteifbare/lockerbare Verbindun¬ gen zwischen den zwei Antriebstrangelementen und/oder mehrere solche ankoppelbare/entkoppelbare Antriebstrangelemente auf. Eine besonders einfache Realisierung lässt sich dadurch er¬ reichen, wenn das Antriebstrangelement eine - an geeigneter Stelle im/am Antriebstrang anordbare - Zusatzschwungmasse ist . According to a further preferred development, the drive train several such rigidizable / lockerbare Verbindun ¬ gene between the two drive train elements and / or several such couplable / decouplable drive train elements. A particularly simple implementation can thereby be he rich ¬ when the drive train element one - is additional flywheel - which can be arranged at a suitable location in / on the drive train.
Insbesondere geeignet ist es, das Antriebstrangelement bzw. eine solche Zusatzmasse nichtantriebsseitig im/am Antrieb¬ strang anzuordnen. Da dies aus konstruktiven Gründen ofmals nicht bzw. nur schwer möglich ist, kann das Antriebstrangele- ment bzw. eine solche Zusatzmasse auch antriebsseitig im/am Antriebstrang angeordnet werden. Particularly suitable is it to arrange the power train element, or such an additional mass is not on the drive side in / on the drive ¬ strand. Since this is often difficult or impossible for constructional reasons, the drive train or such additional mass can also be arranged on the drive side in / on the drive train.
Bringt man an geeigneter Stelle im/am Antriebstrang eine solche Zusatzschwungmasse (zusätzliches Massenträgheitsmoment), d.h. das Antriebstrangelement, nur sehr lose, „über eine wei¬ che Feder" gekoppelt an, so ändern sich dadurch die Eigenfre¬ quenzen des Antriebstrangs nicht bzw. kaum. Die durch die An¬ bringung der Zusatzschwungmasse neu hinzukommende Eigenform mit einem Knoten nahe der Anbringung der Zusatzschwungmasse im/am Antriebstrang hat eine sehr niedrige Frequenz und kann so abgestimmt werden, dass dadurch keine Probleme beim An¬ triebstrang zu erwarten sind. Wenn sich nun die äußere Anregung (zu sehr) der zumindest einen Torsionseigenfrequenz (oder einer Torsionseigenfrequenz) des Antriebstrangs nähert, wird die - lose, „über eine weiche Feder gekoppelte" - Ver¬ bindung der Zusatzschwungmasse zum Antriebstrang versteift. Vereinfacht ausgedrückt, die Zusatzschwungmasse wird starr an den Antriebstrang angekoppelt. Dadurch wird die Torsionseigenfrequenz des Antriebstrangs verschoben, - gerade so weit - dass keine unzulässig hohen Schwingungsamplituden mehr möglich sind. Verschiebt sich - betriebs- bzw. antrieblich bedingt - die äußere Anregung bzw. die Anregungsfrequenz der äußeren Anregung weiter und nähert sich so der verschobenen Torsionseigenfrequenz, so kann dieSuch additional flywheel mass is brought at a suitable point in / on the drive train (additional mass moment of inertia), ie the drive train element coupled only very loosely, "a white ¬ che spring", so the fact that Eigenfre ¬ frequencies of the drive train does not change or hardly . the newly added by the on ¬ brin account the additional flywheel mass eigenmode with a knot near the attachment of the auxiliary flywheel mass in / on the drive train has a very low frequency and can be tuned so that thereby no problems at ¬ drive train can be expected. If now been the external excitation (too much) of the at least one Torsionseigenfrequenz (or a Torsionseigenfrequenz) of the drive train approaches, the - loose, "coupled via a soft spring" - Ver ¬ binding of the additional flywheel to the drive train stiffened. In simple terms, the additional flywheel is rigidly coupled to the drive train. As a result, the torsional natural frequency of the drive train is shifted, - just so far - that no inadmissibly high vibration amplitudes are possible. If the external excitation or the excitation frequency of the external excitation shifts further, due to operational or drive-related reasons, and thus approaches the shifted torsional natural frequency, the
Verbindung/Kopplung/Versteifung wieder auf „weich" geschalten werden, d.h. gelöst werden, so dass erneut ausreichender Ab- stand zwischen äußerer Anregung und Torsionseigenfrequenz gegeben ist. Connection / coupling / stiffening again be switched to "soft", ie be solved so that again sufficient Ab- stood between external excitation and torsion natural frequency.
Das Versteifen/Lockern der Verbindung und/oder das Ankop- peln/Entkoppeln des Antriebstrangelements können/kann unter Verwendung einer, insbesondere pneumatisch, hydraulisch oder elektromagnetisch schaltbaren, Kupplung erfolgen. So kann nach einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Antriebstrang eine das Antriebstrangelement schaltbare, insbesondere pneumatisch, hydraulisch oder elektromagnetisch schaltbare, durch die Steuereinheit gesteuerte Kupplung auf¬ weist. The stiffening / loosening of the connection and / or the coupling / decoupling of the drive line element can / can be done using a, in particular pneumatically, hydraulically or electromagnetically switchable, coupling. Thus, it can be provided according to a preferred further development, that the drive train comprises a drive train of the shiftable element, in particular pneumatically, hydraulically or electromagnetically switchable, controlled by the control unit on ¬ clutch.
Wird beispielsweise eine elektromagnetische Kupplung verwen- det, so wird durch deren Magnetkraft eine reibschlüssige Ver¬ bindung zwischen der Oberfläche des Antriebstrangelements und des anderen Antriebstrangelements hergestellt, wodurch das Antriebstrangelement starr an den Antriebstrang gekoppelt und die Torsionseigenfrequenz verschoben wird. A frictional Ver ¬ bond between the surface of the drive train element and the other drive train member, for example, an electromagnetic clutch verwen- det, so is the magnetic force produced thereby, the drive train element rigidly coupled to the drive train and the torsion is moved.
Eine elektrische Versorgung von dafür verwendeten Magnetspulen kann über einen rotierenden Spulensatz erfolgen, der einen Anker eines Wechselstromgenerators - koaxial auf einer Welle im Antriebstrang - bildet. Durch Schalten einer außen liegenden, ruhenden Erregerwicklung kann die Verbindung des Antriebstrangelements kontaktlos gesteuert werden. An electric supply of magnetic coils used for this purpose can be done via a rotating coil set, which forms an armature of an alternator - coaxially on a shaft in the drive train. By switching an external, stationary excitation winding, the connection of the drive strand element can be controlled without contact.
Auch können Bürsten verwendet werden, über die die notwendige elektrische Versorgung für eine solche elektromagnetische Kupplung aufgebracht werden kann. It is also possible to use brushes via which the necessary electrical supply for such an electromagnetic coupling can be applied.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist auch vorgesehen, dass die Annährung der Anregungsfrequenz der äußeren Anregung des Antriebstrangs an die zumindest eine Torsionseigenfre- quenz des Antriebstrangs durch einen Vergleich der Anregungs¬ frequenz mit der zumindest einen Torsionseigenfrequenz ermittelt wird. Hier kann insbesondere die Annäherung dann festgestellt sein, wenn bei dem Vergleich der Anregungsfrequenz mit der zumindest einen Torsionseigenfrequenz ein vorgebbarer Grenzwert unterschritten ist. Die Steuereinheit kann dann einen Steuer- befehl „Schalten" bzw. „Einkuppeln" zur Schaltung des Antriebstrangelements geben, wodurch dann - bei Schaltung des Antriebstrangelements - die zumindest eine Torsionseigenfre¬ quenz des Antriebstrangs geändert bzw. verschoben wird. Dabei kann die Anregungsfrequenz der äußeren Anregung des Antriebstrangs, insbesondere während des Antriebs des Antrieb¬ strangs, d.h. online, errechnet werden. Auch die zumindest eine Torsionseigenfrequenz des Antriebstrangs - wie gegebe¬ nenfalls weitere Torsionseigenfrequenzen des Antriebstrangs können errechnet werden. According to a preferred development, it is also provided that the approximation of the excitation frequency of the external excitation of the drive train to the at least one torsion of the drivetrain at least one torsion natural frequency is determined by a comparison of the excitation frequency ¬ with. In this case, in particular, the approximation can be established when a predefinable limit value has been undershot during the comparison of the excitation frequency with the at least one torsional natural frequency. The control unit may then be a control command "switching" or "engagement" for switching the drive train element giving, which then - in circuit of the power train element - which is changed at least one Torsionseigenfre acid sequence of the powertrain or moved. In this case, the excitation frequency of the external excitation of the drive train, in particular during the drive of the drive ¬ strand, ie online, are calculated. The at least one torsion of the drive train - can be calculated as gegebe ¬ appropriate, additional torsional of the powertrain.
Auch kann die Annährung der Anregungsfrequenz der äußeren Anregung des Antriebstrangs an die zumindest eine Torsionsei¬ genfrequenz des Antriebstrangs durch Ermittlung einer dynami- sehen Torsionsbelastung im Antriebstrang ermittelt werden. Also, the approximation of the excitation frequency of the external excitation of the drive train to the at least one Torsionsei ¬ frequency of the drive train can be determined by determining a dynamic torsional load in the drive train.
Dem liegt zugrunde, dass bei Annäherung der Anregungsfrequenz der äußeren Anregung des Antriebstrangs an die zumindest eine Torsionseigenfrequenz des Antriebstrangs der Antriebstrang in eine Torsionsresonanzbedingung „hineinläuft", was zu steigenden Torsionsbelastungen bzw. Drehschwingungen im Antriebstrang führt. This is based on the fact that when approaching the excitation frequency of the external excitation of the drive train to the at least one torsional natural frequency of the drive train, the drive train "runs" into a torsional resonance condition, which leads to increasing torsional loads or torsional vibrations in the drive train.
Dazu kann, insbesondere im Rahmen einer Online- bzw. perma- nenten ( Zustands- ) Überwachung des Antriebstrangs, eine die dynamische Torsionsbelastung im Antriebstrang repräsentierende Belastungsgröße, d.h. ein Belastungswert, wie insbesondere ein dynamisches Torsionsmoment im Antriebstrang oder ein Wechselanteil einer Torsionsspannung im Antriebstrang, eine dynamische Wellendrehzahl im Antriebstrang, eine dynamische relative Wellenschwingung im Antriebstrang oder ein dynamischer drehmomentbildender Strom einer Antriebseinheit des Antriebstrangs, ermittelt bzw. gemessen werden. Die Annäherung kann dann festgestellt sein, wenn der die ermittelte dynamische Torsionsbelastung beschreibende Belas¬ tungswert einen vorgebbaren Grenzwert, üblicherweise eine Ma¬ ximalbelastung bzw. einen Maximalwert, überschreitet. For this purpose, in particular in the context of online or permanent (state) monitoring of the drive train, a load variable representing the dynamic torsional load in the drive train, ie a load value, in particular a dynamic torsional moment in the drive train or an alternating portion of a torsional voltage in the drive train, a dynamic shaft speed in the drive train, a dynamic relative shaft vibration in the drive train or a dynamic torque-forming current of a drive unit of the drive train, are determined or measured. The approach can then be detected when the exceeds the determined dynamic torsional descriptive Bela ¬ tung value a predeterminable limit value, usually a Ma ¬ ximalbelastung or a maximum value.
Sollte, wie im Fall einer Torsionsresonanzbedingung im Antriebstrang bei entsprechender Festlegung des Grenzwerts entsprechend vorsehbar, der Wert der Maximalbelastung bzw. der Maximalwert überschritten sein, kann die Torsionseigenfre- quenz geändert bzw. das Antriebstrangelement geschalten, bei¬ spielsweise angekuppelt, werden. Die Torsionsresonanz wird durch Verschiebung der Torsionseigenfrequenz „aufgelöst". If, as in the case of a Torsionsresonanzbedingung in the drive train with a corresponding setting of the limit value according to have provision for the value of the maximum load or the maximum value be exceeded, the Torsionseigenfre- frequency may be changed or switched the drive train element, coupled with ¬ play, be. The torsional resonance is "resolved" by shifting the torsional natural frequency.
Auch kann vorgesehen sein, dass der „Verschiebungsbetrag/- wert" größer ist als zweimal eine Schaltschwelle, wodurch dann über diese hinweggeschoben werden kann. It can also be provided that the "shift amount / value" is greater than twice a switching threshold, which then can be pushed over them.
Bevorzugt wird das dynamische Torsionsmoment im Antriebstrang bzw. an einem Bauteil, insbesondere an einer Welle oder einer Kupplung, des Antriebstrangs gemessen. Torsionsmessungen anThe dynamic torsional moment is preferably measured in the drive train or on a component, in particular on a shaft or a coupling, of the drive train. Torsion measurements on
Wellen oder Kupplungen sind einfach und kostengünstig zu realisieren . Shafts or couplings are easy and inexpensive to implement.
Besonders bevorzugt erfolgt die Messung des dynamischen Tor- sionsmoments mittels der DMS-Technologie . Diese DMS-With particular preference, the measurement of the dynamic torque is carried out by means of the DMS technology. This strain gauge
Technologie ist vielfach erprobt, insbesondere für dynamische Belastungen geeignet, ausgereift, zuverlässig und einfach so¬ wie kostengünstig zu realisieren. Insbesondere können Dehnmessstreifen auf einer Welle oderTechnology has been tried and tested, particularly suitable for dynamic loads, mature, reliable and easy to realize ¬ as cost-effective. In particular, strain gauges on a shaft or
Kupplung des Antriebstrangs aufgebracht werden, mittels derer das Torsionsmoment, d.h. im Allgemeinen der Belastungswert, und damit die dynamische Torsionsbelastung im Antriebstrang messbar ist. Eine Kupplung eignet sich deshalb besonders, da dort der Ort der höchsten Verdrehung im Antriebstrang ist. Coupling of the drive train are applied, by means of which the torsional moment, i. In general, the load value, and thus the dynamic torsional load in the drive train is measurable. A coupling is therefore particularly suitable because there is the location of the highest rotation in the drive train.
Als der Belastungswert kann auch die dynamische Wellendreh¬ zahl im Verdichterstrang, die dynamische relative Wellen- Schwingung im Verdichterstrang oder der dynamische drehmomentbildende Strom der Antriebseinheit verwendet werden. Auch diese Größen geben die dynamische Torsionsbelastung im When the load value can also be dynamic shaft ¬ number in the compressor train, the dynamic relative wave Vibration in the compressor train or the dynamic torque-generating current of the drive unit can be used. These sizes also give the dynamic torsional load in the
Verdichterstrang sehr gut wieder. Compressor line very well again.
Um einen drehzahlveränderlichen Betrieb des Antriebstrangs zu realisieren, kann eine den Antriebstrang mit veränderlicher Drehzahl antreibende Antriebseinheit vorgesehen werden. Be¬ vorzugt kann hier ein frequenzumrichtergeführter Elektromotor vorgesehen sein, wobei der Elektromotor unter Verwendung des Frequenzumrichters zur Veränderung der Drehzahl und/oder zur Kompensation einer Netzfrequenz gesteuert wird. In order to realize a variable-speed operation of the drive train, a drive unit driving the drive train at a variable speed can be provided. Be ¬ vorzugt a frequenzumrichtergeführter electric motor may be provided herein, wherein the electric motor is controlled using the frequency converter for changing the speed and / or for compensating for a line frequency.
Üblicherweise weist der Antriebstrang mehrere konfigurations- bestimmte Torsionseigenfrequenzen auf. Hier kann dann vorgesehen sein, dass bei der Annährung der Anregungsfrequenz der äußeren Anregung an eine von den mehreren Torsionseigenfrequenzen zumindest diese eine Torsionseigenfrequenz des Antriebstrangs verändert wird. The drive train usually has a plurality of configuration-specific torsional natural frequencies. Here it can then be provided that when the excitation frequency of the external excitation approaches one of the several torsional natural frequencies, at least this one torsional natural frequency of the drive train is changed.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung weist ein Turboverdichter, insbesondere ein Ein-Wellen-Turboverdichter oder ein Getriebeturboverdichter, die Erfindung bzw. die erfindungsgemäße Anordnung, d.h. den Antriebstrang , das schaltbare An- triebstrangelement sowie die Steuereinheit, auf, so dass durch die Erfindung dann der Turboverdichter bzw. der Betrieb des Turboverdichters entsprechend der Erfindung bei Vermei¬ dung eines Dauerbetriebs in der Torsionsresonanz bzw. sonst dort auftretender Drehschwingungen gesteuert werden kann. According to a preferred development, a turbocompressor, in particular a single-shaft turbocompressor or a gear turbo compressor, the invention or the arrangement according to the invention, ie the drive train, the switchable drive train element and the control unit, so that by the invention then the turbo compressor or the operation of the turbocompressor according to the invention in Vermei ¬ tion of a continuous operation in the torsional resonance or otherwise occurring there torsional vibrations can be controlled.
Auch kann die Erfindung eingesetzt werden bei einer großtechnischen Anlage, insbesondere bei einer chemischen oder petro- chemischen Anlage, wie einer Anlage zu einer LuftZerlegung oder einer Anlage zu einer (Erdgas- ) Verflüssigung, welche dann den Verdichterstrang aufweist. The invention can also be used in a large-scale plant, in particular in a chemical or petrochemical plant, such as a plant for air separation or a plant for (natural gas) liquefaction, which then has the compressor line.
Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammenge- fasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale wird der Fachmann jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. The description given so far of advantageous embodiments of the invention contains numerous features that in the individual subclaims are reproduced in part to several summarized. However, those skilled in the art will conveniently consider these features individually and summarize them to meaningful further combinations.
Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in be¬ liebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, der Anordnung und/oder des Verdichterstrangs gemäß dem jeweiligen unabhängigen Anspruch kombinierbar. In particular, these characteristics are in each case individually and in liebiger be ¬ suitable combination with the inventive method, arrangement and / or of the compressor train in accordance with the respective independent claim combinable.
In Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darge¬ stellt, welches im Weiteren näher erläutert wird. In figures, an embodiment of the invention is Darge ¬ provides, which will be explained in more detail below.
Es zeigen Show it
FIG 1 eine schematische Darstellung einer Verdichteranlage mit einem mittels eines umrichtergeführten Elektromo¬ tors angetriebenen Verdichterstrang gemäß einem Ausführungsbeispiel; 1 shows a schematic representation of a compressor system with a driven by means of a converter-driven Elektromo ¬ sector compressor train according to an embodiment;
FIG 2 einen Ausschnitt aus einem Verdichterstrang einer 2 shows a detail of a compressor train a
Verdichteranlage mit schaltbarer Zusatzschwungmasse am Verdichterstrang gemäß einem Ausführungsbeispiel;  Compressor with switchable additional flywheel mass on the compressor according to one embodiment;
FIG 3 einen Ausschnitt aus einem Verdichterstrang einer 3 shows a detail of a compressor train a
Verdichteranlage mit schaltbarer Zusatzschwungmasse am Verdichterstrang gemäß dem Ausführungsbeispiel;  Compressor with switchable additional flywheel mass on the compressor train according to the embodiment;
FIG 4 einen Ausschnitt aus einem Verdichterstrang einer 4 shows a detail of a compressor train a
Verdichteranlage mit schaltbarer Zusatzschwungmasse am Verdichterstrang gemäß dem Ausführungsbeispiel.  Compressor with switchable additional flywheel mass on the compressor according to the embodiment.
Ausführungsbeispiel: Vermeidung von Drehschwingungen bzw. frequenzumrichtererregten Torsionsresonanzen an Antriebssträngen von Turbomaschinen durch veränderbare Eigenfrequenzen FIG 1 zeigt - schematisch - eine Verdichteranlage 50, bei¬ spielsweise zu einer Ergasverflüssigung, mit einem Embodiment: Avoidance of torsional vibrations or frequency converter excited torsional resonances on drive trains of turbomachinery by variable natural frequencies 1 shows - schematically - a compressor system 50, wherein ¬ play a to a Ergasverflüssigung, with
Verdichterstrang 1 mit einem Ein-Wellen-Turboverdichter, kurz nur Verdichter 51. Compressor train 1 with a single-shaft turbocompressor, in short only compressor 51st
Bei dem Verdichterstrang 1 kommt ein - diesen In the compressor train 1 comes - this
Verdichterstrang 1 mit veränderbarer Drehzahl antreibende - umrichtergeführte Antriebseinheit 2 (Elektromotor) zum Ein¬ satz, um einen Betriebsdrehzahlbereich der Verdichteranlage 50 bzw. des Verdichters 51 zu ermöglichen. Compressor train 1 with variable speed driving - inverter-driven drive unit 2 (electric motor) for use ¬ set to allow an operating speed range of the compressor unit 50 and the compressor 51.
Hierbei erfolgt eine - beispielsweise für eine geforderte Leistungsänderung bzw. -Steigerung des Verdichters 51 bzw. Verdichterstrangs 1 erforderliche - Drehzahländerung im This is done - for example, for a required change in performance or increase in the compressor 51 and compressor train 1 required - speed change in
Verdichterstrang 1 durch entsprechende Ansteuerung der denCompressor train 1 by appropriate control of the
Verdichterstrang 1 antreibenden Antriebseinheit 2 (Elektromotor) mittels eines elektronischen Frequenzumrichters 3. Compressor train 1 driving drive unit 2 (electric motor) by means of an electronic frequency converter 3rd
Durch eine zweimalige Umwandlung eines elektrischen Stroms von einem Wechselstrom auf einer Netzseite 13, zu einem By a two-time conversion of an electric current from an alternating current on a network side 13, to a
Gleichstrom innerhalb des elektronischen Frequenzumrichters 3 und schließlich zu einem Wechselstrom auf einer Elektromotorseite 14 der Antriebseinheit 2 (Elektromotor) werden zu¬ sätzlich zu einer Speisefrequenz der Antriebseinheit 2 Direct current within the electronic frequency converter 3 and finally to an alternating current on an electric motor side 14 of the drive unit 2 (electric motor) become ¬ addition to a supply frequency of the drive unit. 2
(Elektromotor) auch torsionsanregende Frequenzanteile, im Allgemeinen Anregungsfrequenzen einer äußeren Anregung des Verdichterstrangs 1, generiert. (Electric motor) and torsion-exciting frequency components, generally excitation frequencies of an external excitation of the compressor train 1, generated.
Diese anregenden Frequenzanteile, überwiegend harmonische und interharmonische Anregungen, bzw. diese äußere Anregung desThese stimulating frequency components, predominantly harmonic and interharmonic suggestions, or this external excitation of the
Verdichterstrangs 1 können bei deren Annäherung an konfigura¬ tionsbedingte Torsionseigenfrequenzen des Verdichterstrangs 1 Torsionsresonanzen (Resonanzbedingung) im Verdichterstrang 1, d.h. in Bauteilen 4 (Welle, Kupplung, Abtriebs- /Antriebswelle) des mechanischen Antriebssystems bzw. imCompressor train 1 can torsional resonances (resonant condition) in the compressor train 1, ie in components 4 (shaft, clutch, output / drive shaft) of the mechanical drive system or in the approach to configura ¬ tion tioned Torsionseigenfrequenzen the compressor train 1
Verdichterstrang 1, wie Wellen oder Kupplungen u.a., verursachen . Diese Torsionsresonanzen führen zu Schwingungen und Belastungen in den Bauteilen 4 des Verdichterstrangs 1 und können zu Bauteilversagen im Verdichterstrang 1 führen. Um einen sicheren Betrieb des Verdichterstrangs 1, d.h. einen stationären Betrieb (Dauerbetrieb) außerhalb der Torsionsre¬ sonanzen, zu gewährleisten, sieht die Verdichteranlage 50 ei¬ ne - gesteuert über eine Steuereinheit 15 - schaltbare, an- triebsseitig an der Motorwelle 9 des Elektromotors 2 angeord- nete Zusatzschwungmasse 5 vor (vgl. FIGen 2 - 4), um - situa¬ tiv - die Torsionseigenfrequenzen - im Falle einer Annäherung einer äußeren Anregung an eine Torsionseigenfrequenz des Verdichterstrangs 1 - zu ändern. Eine Steuereinheit 15 ist Bestandteil einer Leittechnik 52 der Verdichteranlage 50, über welche die Verdichteranlage 50 im Betrieb gefahren wird, und schaltet dabei auch die Zusatz¬ schwungmasse 5. Die FIGen 2 - 4 zeigen Ausschnitte aus dem Verdichterstrang 1 mit der an der Motorwelle 9 angeordneten, schaltbaren Zusatzschwungmasse 5. Compressor train 1, such as waves or couplings, among others, cause. These torsional resonances lead to vibrations and loads in the components 4 of the compressor train 1 and can lead to component failure in the compressor train 1. In order to ensure a safe operation of the compressor train 1, ie a stationary operation (continuous operation) outside the Torsionsre ¬ sonances, sees the compressor system 50 ei ¬ ne - controlled by a control unit 15 - switchable, drive side on the motor shaft 9 of the electric motor. 2 arranged additional flywheel mass 5 (see Figures 2 - 4), in order - situa ¬ tively - to change the Torsionseigenfrequenzen - in the case of an approach of an external excitation to a Torsionseigenfrequenz the compressor train 1 -. A control unit 15 is part of a control system 52 of the compressor unit 50, via which the compressor unit 50 is driven during operation, and thereby also switches the additional ¬ flywheel 5. The FIGS 2-4 show sections of the compressor train 1 with arranged on the motor shaft 9 , switchable additional flywheel 5.
Die - mit der Motorwelle 9 mitrotierende - Zusatzschwungmasse 5, ein zylinder- bzw. ringförmiger Stahlkörper, ist dabei axial, d.h. in Längsrichtung der Motorwelle 9, pneumatisch zwischen zwei Schaltpositionen, „Ausgekuppelt" (erste Schalt¬ position, siehe FIG 2 und FIG 3) und „Eingekuppelt" (zweite Schaltposition, siehe FIG 4, während des Betriebs des Ver- dichters 51, d.h. während des Mitrotierens mit der Motorwelle 9) verschiebbar. The - with the motor shaft 9 co-rotating - additional flywheel mass 5, a cylindrical or annular steel body, is axially, ie in the longitudinal direction of the motor shaft 9, pneumatically between two switching positions, "disengaged" (first switching ¬ position, see FIG 2 and FIG ) and "engaged" (second switching position, see FIG 4, during the operation of the compressor 51, ie during co-rotation with the motor shaft 9) slidably.
Dazu ist ein scheibenförmiges Trägerstück 8 fest - und damit mit der Motorwelle 9 mitrotierend - mit der Motorwelle 9 ver- bunden, beispielsweise zwischengeflanscht. Über den Umfang des Trägerstücks 8 verteilt sind Bohrungen 10 im Trägerstück 8 eingebracht, in welche Stifte 12 verpresst sind . Über diese Stifte 12 ist die Zusatzschwungmasse 5 mit dem Trägerstück 8 verbunden - und rotiert im Verbund von Motorwelle 9, Trägerstück 8 und Zusatzschwungmasse 5 mit der Mo¬ torwelle 9 mit. Die Zusatzschwungmasse 5 weist dazu - entsprechend dieser Bohrungen 10 im Trägerstück 8 - ebenfalls über den Umfang verteilte Bohrungen 23 (in Zusatzschwungmasse 5) auf, in wel¬ chen die Stifte 12 - in durch die Schaltung veränderbarer Tiefe - mit einer Spielpassung sitzen, wodurch eine axiale und in geringem Maße auch rotatorische Verschieblichkeit der Zusatzschwungmasse 5 - relativ zur Motorwelle 9 bzw. zum Trä¬ gerstück 8 - ermöglicht wird. For this purpose, a disc-shaped carrier piece 8 is fixed - and thus co-rotating with the motor shaft 9 - connected to the motor shaft 9, for example, flanged. Distributed over the circumference of the support piece 8 holes 10 are introduced in the support piece 8, in which pins 12 are pressed. About these pins 12, the additional flywheel 5 is connected to the support piece 8 - and rotates in the combination of motor shaft 9, support piece 8 and additional flywheel mass 5 with the Mo ¬ torwelle 9 with. The additional flywheel 5 has to - according to these holes 10 in the support piece 8 - also distributed over the circumference holes 23 (in additional flywheel mass 5), in wel ¬ chen the pins 12 - in changeable by the circuit depth - sit with a clearance fit, creating a axial and to a lesser extent also rotational displaceability of the additional flywheel mass 5 - relative to the motor shaft 9 or Trä ¬ gerstück 8 - is made possible.
Über auf den Stiften 12 aufgeschobene Federn 11 werden, wie FIG 2 und FIG 3 zeigen, die Zusatzschwungmasse 5 und das Trä¬ gerstück 8 - in die Position „Ausgekuppelt" - relativ zueinander auseinander gedrückt (Positionsverschiebung 22 (Ein- /Auskuppeln von Zusatzschwungmasse 5) . Durch die Länge und den Durchmesser bzw. der Spielpassung der Stifte 12 kann eine Steifigkeit bestimmt werden, die ein Ver¬ bund „Zusatzschwungmasse-Welle" bei einer relativen Verdre¬ hung zwischen der Zusatzschwungmasse 5 und einer Welle 9 (Mo¬ torwelle) hat. About pushed onto the pins 12 springs 11 are, as shown in FIG 2 and FIG 3, the additional flywheel 5 and the Trä ¬ gerstück 8 - in the position "Auskuppelt" - pressed apart relative to each other (position shift 22 (engagement / disengagement of additional flywheel 5 ). the length and the diameter or the clearance fit of the pins 12 has a stiffness can be determined that an Ver ¬ bunch "additional flywheel mass wave" at a relative Verdre ¬ hung between the additional flywheel 5 and a shaft 9 (Mo ¬ door shaft) Has.
Über eine - über die Schaltung bzw. Positionsänderung (Positionsverschiebung 22 (Ein-/Auskuppeln von Zusatzschwungmasse 5) ) von der ersten in die zweite Schaltposition der Zusatzschwungmasse 5 (schaltbar) weiter veränderbare - Steifigkeit des Verdichterstrangs 1 wird Einfluss genommen auf die Torsi¬ onseigenfrequenzen des Verdichterstrangs 1. Die Länge und die Spielpassung der Stifte 12 sind derart be¬ messen, dass in der Position „Ausgekuppelt" eine hinreichend weiche bzw. lose Anbindung der Zusatzschwungmasse 5 an die Motorwelle 9 realisiert ist, wodurch sich die Eigenfrequenzen des Systems „Verdichterstrang" - im Vergleich zum About a - via the circuit or position change (position shift 22 (engagement / disengagement of additional flywheel mass 5)) from the first to the second switching position of the additional flywheel 5 (switchable) further variable - stiffness of the compressor train 1 is influenced on the Torsi ¬ onseigenfrequenzen of the compressor train 1. The length and the clearance of the pins 12 are so be ¬ measure that in the position "disengaged" a sufficiently soft or loose connection of the additional flywheel 5 is realized to the motor shaft 9, resulting in the natural frequencies of the system "compressor train" - in comparison to the
Verdichterstrang 1 ohne die Zusatzschwungmasse 5 - (zunächst) nur unwesentlich ändern. D.h., die Torsionseigenfrequenzen des Verdichterstrangs 1 verbleiben trotz des - durch die Zu- satzschwungmasse 5 ins System „Verdichterstrang" eingebrach- ten - zusätzlichen Massenträgheitsmoments unverändert.  Compressor train 1 without the additional flywheel 5 - (initially) change only insignificantly. In other words, the torsional natural frequencies of the compressor train 1 remain unchanged despite the additional mass moment of inertia introduced by the additional flywheel mass 5 into the system "compressor train".
In der Position „Eingekuppelt" ist die Zusatzschwungmasse 5 axial derart - durch die Stifte 12 geführt - verschoben, dass ein Formschluss zwischen der Zusatzschwungmasse 5 und dem Trägerstück 8 (vgl. FIG 4) bzw. (über das Trägerstück 8) mit der Motorwelle 9 hergestellt ist. Damit ist in dieser Positi¬ on „Eingekuppelt" die Zusatzschwungmasse 5 starr an die Mo¬ torwelle 9 gekoppelt, wodurch sich hier die Steifigkeit und somit auch die Torsionseigenfrequenzen des Verdichterstrangs 1 ändern. In the "engaged" position, the additional flywheel mass 5 is displaced axially in such a way - guided by the pins 12 - that a positive connection between the additional flywheel mass 5 and the carrier piece 8 (compare FIG. 4) or (via the carrier piece 8) with the motor shaft 9 is made. thus, the additional flywheel mass 5 is in this positi on ¬ "Engaged" rigidly coupled to the Mo ¬ door shaft 9, whereby here to change the rigidity and thus also the torsional frequencies of the compressor train 1.
Die Schaltung (Positionsverschiebung 22 (Ein-/Auskuppeln von Zusatzschwungmasse 5)), d.h. das Betätigen/die Verschiebung 22 der Zusatzschwungmasse 5 von der ersten in die zweite Po- sition, vereinfacht ausgedrückt das „Einkuppeln" der Zusatzschwungmasse 5, erfolgt pneumatisch. The circuit (position shift 22 (engagement / disengagement of additional flywheel mass 5)), i. the actuation / displacement 22 of the additional flywheel mass 5 from the first to the second position, in simple terms the "engagement" of the additional flywheel mass 5, takes place pneumatically.
Dazu ist eine feststehende, nicht mit der Motorwelle 9 rotie¬ rende Steuerluftdüse 16 vorgesehen, über welche Steuerluft 17 (Druckluft) , von außen an die zu schaltende Zusatzschwungmas¬ se 5 zuführbar ist. Die situative Zuführung der Steuerluft 17 erfolgt über ein durch die Steuereinheit 15 schaltbares For this purpose, a fixed, not with the motor shaft 9 rotie ¬- generating control air nozzle 16 is provided, via which control air 17 (compressed air), from the outside to be switched to Zusatzschwungmas ¬ se 5 can be fed. The situational supply of the control air 17 via a switchable by the control unit 15
Schaltventil 7 (angedeutet) . Axial zwischen der Zusatzschwungmasse 5 und der Steuerluftdü¬ se 16 ist ein Schaltelement 18, in Form einer mit der Motor¬ welle 9 bzw. mit dem Trägerstück 8 fest verbundenen, mit der Motorwelle 9 mitrotierenden Scheibe angeordnet. Dieses Schaltelement 18 und die Steuerluftdüse 16 berühren sich nicht, sondern sind über einen relativ engen Spalt 25 getrennt . Auf der dieser Steuerluftdüse 16 bzw. dem Spalt 25 axial ge¬ genüberliegenden, anderen Seite des Schaltelements 18 sind über den Scheibenumfang mehrere, in zueinander gleicher radialer Höhe liegende Ausnehmungen 20 (Kolben-Ausnehmungen) eingearbeitet, in welche entsprechende, mit der Zusatzschwung- masse 5 einstückig verbundene, in entsprechend gleicher radi¬ aler Höhe wie die Ausnehmungen 20 liegende, kolbenähnliche Fortsätze, kurz Kolben 19, im Kolbenraum 30 axial pneumatisch verschieblich eingreifen. In der Scheibe 18 sind - im Bereich der Ausnehmungen 20 für die Kolben 19 - über den Umfang der Scheibe 18 verteilt - dort in radialer Höhe des Luftaustritts aus der Steuerluftdü¬ se 16 - Bohrungen 24 in die Scheibe 18 eingebracht (vgl. Switching valve 7 (indicated). Axially between the additional flywheel mass 5 and the Steuerluftdü ¬ se 16 is a switching element 18, arranged in the form of a fixed to the motor shaft ¬ 9 or with the support piece 8, with the motor shaft 9 co-rotating disc. This Switching element 18 and the control air nozzle 16 do not touch, but are separated by a relatively narrow gap 25. On this Steuerluftdüse 16 and the gap 25 axially ge ¬ genüberliegenden, other side of the switching element 18 are 20 (piston recesses) are incorporated on the disc periphery several recesses lying in mutually the same radial height, into which corresponding, with the Zusatzschwung- mass 5 integrally connected, in accordance with the same radial ¬ aler height as the recesses 20 lying, piston-like projections, briefly piston 19, axially displaceable axially intermesh in the piston chamber 30. In the disc 18 are - in the region of the recesses 20 for the piston 19 - distributed over the circumference of the disc 18 - there at the radial height of the air outlet from the Steuerluftdü ¬ se 16 - bores 24 introduced into the disc 18 (see.
FIG 3) . 3).
Diese Bohrungen 24 werden über Federkraft betätigte Kugeln 6 verschlossen. Dazu sind in den Kolben 19 - den Kugeln 6 axial gegenüberliegend - Bohrungen 26 (in Kolben 19) eingebracht, in welchen Federn 21 - einerseits anliegend an den Kugeln 6, anderseits abstützend im Bohrungsgrund der Bohrungen 26 - aufgenommen sind. These holes 24 are closed by spring-actuated balls 6. For this purpose, in the piston 19 - the balls 6 axially opposite - bores 26 introduced (in piston 19), in which springs 21 - on the one hand adjacent to the balls 6, on the other hand supporting in the bore base of the holes 26 - are added.
Durch die Bohrungen 24 in der Scheibe 18 gelangt durch die Rotation immer wieder die aus der Steuerluftdüse 16 austre- tende Steuerluft 17 in den Bereich vor den Kugeln 6, wodurch diese entgegen der Federkraft der Federn 21 axial aus den Bohrungen 10 gedrückt werden - und Steuerluft 17 in den Zwischenraum zwischen der Scheibe 18 bzw. den dortigen Ausnehmungen 20 und den Kolben 19 gelangt. Through the bores 24 in the disc 18, the control air 17 emerging from the control air nozzle 16 repeatedly passes through the rotation into the region in front of the balls 6, whereby they are pressed axially out of the bores 10 against the spring force of the springs 21 - and control air 17 in the intermediate space between the disc 18 and the local recesses 20 and the piston 19 passes.
Hierdurch wird ein Druck auf die Kolben 19 aufgebaut, welcher die Kolben 19 und damit die Zusatzschwungmasse 5 entgegen der Federkraft der Federn 11 axial verschiebt. FIG 4 zeigt schematisch vereinfacht einen Ausschnitt aus dem Verdichterstrang 1 mit der Motorwelle 9 und der Zusatzschwungmasse 5, welcher die Verschiebung/Schaltung 22 der Zu- satzschwungmasse 5 zwischen den beiden Positionen, „Ausgekup¬ pelt" und „Eingekuppelt" verdeutlicht. As a result, a pressure is built up on the piston 19, which axially displaces the piston 19 and thus the additional flywheel mass 5 against the spring force of the springs 11. Schematically shows a simplified section of the compressor train 1 with the motor shaft 9 and the additional flywheel 5, which illustrates the displacement / circuit 22 of the additional flywheel mass 5 between the two positions, "ausgekup ¬ pelt" and "engaged".
Durch eine oder mehrere trapezförmige Nuten 27 in der Trägerscheibe 8, die in ein entsprechendes Gegenprofil 28 in der Zusatzschwungmasse 5 eingreifen, wird im eingekuppelten Be¬ trieb bzw. in der geschaltenen Position „Eingekuppelt" eine formschlüssige Verbindung zwischen der Zusatzschwungmasse 5 und dem Trägerstück 8 und damit eine hohe Steifigkeit der Verbindung erreicht. Hierdurch ändern sich die Torsionseigen- frequenzen des Verdichterstrangs 1. By one or more trapezoidal grooves 27 in the support plate 8, which engage in a corresponding counter-profile 28 in the additional flywheel 5, in the engaged Be ¬ drive or in the switched position "engaged" a positive connection between the additional flywheel mass 5 and the support piece. 8 and thus achieves a high rigidity of the connection, as a result of which the torsional natural frequencies of the compressor train 1 change.
Kleine Drosselbohrungen 29 in der Scheibe 1, mittels derer der Kolbenraum 30 nach außen entlüftet werden kann, dienen dem Auskuppeln der Zusatzschwungmasse 5 bzw. zum Schalten 22 der Zusatzschwungmasse 5 in die Position „Ausgekuppelt". Small throttle bores 29 in the disc 1, by means of which the piston chamber 30 can be vented to the outside, serve to disengage the additional flywheel mass 5 and to switch 22 of the additional flywheel mass 5 in the position "Auskuppelt".
Sobald die Steuerluftzufuhr - über das durch die Steuereinheit 15 schaltbare Schaltventil 7 (angedeutet) - unterbrochen ist, strömt keine Steuerluft 17 mehr an den Kugeln 6 vorbei, wenn die entsprechende, mit der Scheibe 18 „rotierende" Boh¬ rung 24 die Steuerluftzufuhr passiert. Durch den permanenten Druckluftverlust über die Drosselbohrungen 29 sinkt der Druck auf die Kolben 19 (wieder) und die Federn 11 drücken die Zu- satzschwungmasse 5 in die ausgekuppelte Position 22. Once the control air supply - 7 via the switchable by the control unit 15 switching valve (indicated) - is interrupted, no control air flows 17 more on the balls 6 by, if the corresponding, "rotating" with the disk 18 Boh ¬ tion 24 passes through the air supply. Due to the permanent loss of compressed air via the throttle bores 29, the pressure on the pistons 19 drops (again) and the springs 11 press the additional flywheel mass 5 into the disengaged position 22.
Zum Auskuppeln 22 der Zusatzschwungmasse 5 bzw. zum Schalten (Positionsverschiebung (Ein-/Auskuppeln von Zusatzschwungmasse 5) ) der Zusatzschwungmasse 5 in die Position „Ausgekup¬ pelt" ist es nicht erforderlich, ein Gegenprofil 28 der Zu- satzschwungmasse 5 ganz aus der bzw. den Nuten 27 zu heben, vielmehr reicht ein geringer Hub aus, um die starre Verbindung von Zusatzschwungmasse 5 und Trägerstück 8 hinreichend „weich/lose" zu lösen. Weil die Zusatzschwungmasse 5 stets mit der gleichen mittleren Drehzahl der Motorwelle 9 mit dieser mit rotiert, ergeben sich nur Verdrehungen kleiner Amplitude . Die Rückversteilung bzw. die Rückschaltung (Positionsverschiebung 22 (Ein-/Auskuppeln von Zusatzschwungmasse 5)) der Zusatzschwungmasse 5 erfolgt durch die Federkraft der Federn 11. Eine „Schaltstrategie" ist im Folgenden dargelegt . Die Steue¬ rung bzw. das Schalten (Positionsverschiebung 22 (Ein- /Auskuppeln von Zusatzschwungmasse 5) ) der Zusatzschwungmasse 5 erfolgt mittels der Steuerung 15 - in der Leittechnik 52 -, in welcher Betriebsparameter der Verdichteranlage 50, wie ak- tuelle Wellendrehzahlen im Verdichterstrang 1, Nenndrehzahl und Nenndrehmoment des Verdichterstrangs 1, vorliegen. For disengaging 22 of the additional flywheel mass 5 or for switching (positional shift (engagement / disengagement of additional flywheel mass 5)) of the additional flywheel mass 5 into the position "eccentric ¬ pelt", it is not necessary to dispose a counter-profile 28 of the additional flywheel mass 5 completely out of the or to lift the grooves 27, but rather a small stroke is sufficient to solve the rigid connection of additional flywheel mass 5 and support piece 8 sufficiently "soft / loose". Because the additional flywheel 5 always with the same average speed of the motor shaft 9 rotates with this, resulting in only small-amplitude twists. The Rückversteilung or the downshift (position shift 22 (engagement / disengagement of additional flywheel 5)) of the additional flywheel 5 is effected by the spring force of the springs 11. A "Switch" strategy is set forth below. The Steue ¬ tion or the shifting (positional displacement 22 (Coupling / additional coupling of flywheel 5)) of the additional flywheel 5 by means of the controller 15 - in the control system 52 - in which operating parameters of the compressor unit 50, such as current shaft speeds in the compressor train 1, rated speed and rated torque of the compressor train 1, are present.
Die Steuerung 15 errechnet - aus den aktuellen Betriebspara¬ metern der Verdichteranlage 50 - (online) die aktuellen Anre- gungsfrequenzen des Verdichterstrangs 1 und vergleicht diese mit den - beispielsweise aus Modellrechnungen oder Versuchen - bekannten Torsionseigenfrequenzen des Verdichterstrangs 1. The controller 15 is calculated - from the current operating Para ¬ meters of the compressor unit 50 - (online) current excitation frequencies of the compressor train 1 and compares this with the - for example, from model calculations or trials - known torsional of the compressor train. 1
Nähert sich eine aktuelle Anregungsfrequenz einer Torsionsei- genfrequenz des Verdichterstrangs 1, beispielsweise auf If a current excitation frequency of a torsion frequency of the compressor train 1 approaches, for example, on
0,25 Hz, steuert die Steuereinheit 15 die Schaltung 22 der Zusatzschwungmasse 5. Dazu steuert bzw. betätigt die Steuer¬ einheit 15 das Schaltventil 7 (angedeutet) der Steuerluft 17, so dass - über die Steuerluft 17 pneumatisch bewegt - die Zu- satzschwungmasse (von der Position „Ausgekuppelt") in die Po¬ sition „Einkuppeln" gedrückt wird Positionsverschiebung 22 (Ein-/Auskuppeln von Zusatzschwungmasse 5) . 0.25 Hz, the control unit 15 controls the circuit 22 of the additional flywheel mass 5. For this purpose controls or actuates the control ¬ unit 15, the switching valve 7 (indicated) the control air 17, so that - via the control air 17 pneumatically moved - the additional flywheel mass (from the position "disengaged") in the Po ¬ position "engaging" is pressed position shift 22 (engagement / disengagement of additional flywheel mass 5).
Durch den dadurch bewirkten Formschluss der Zusatzschwungmas- se 5 mit dem Trägerstück 8 ändert sich die Steifigkeit desAs a result of the resulting positive locking of the additional flywheel mass 5 with the carrier piece 8, the rigidity of the
Verdichterstrangs 1, wodurch die Torsionseigenfrequenz um einen geringen Betrag, beispielsweise um 0,55 Hz, verschoben wird . Die Verschiebung der Torsionseigenfrequenz ist gerade so weit, dass keine unzulässig hohen (Dreh-Compressor train 1, whereby the torsional natural frequency is shifted by a small amount, for example by 0.55 Hz. The shift of the torsional natural frequency is just so far that no unacceptably high (rotational
) Schwingungsamplituden mehr möglich sind, und es ist wegen des geringen Dämpfungsgrades der Resonanzbereich auch sehr schmal, wodurch die hohen (Resonanzdreh- ) Schwingungen schon bei einer geringen Änderung der Differenzfrequenz verschwinden . Wenn sich die aktuelle Anregungsfrequenz (wieder) verschiebt und sich auf diese Weise der neuen, verschobenen Torsionsei¬ genfrequenz unzulässig, beispeisweise wieder auf 0,25 Hz, nä¬ hert, wird über die Steuerung 15 die Kopplung wieder auf „weich/lose" geschaltet (Positionsverschiebung 22 (Ein- /Auskuppeln von Zusatzschwungmasse 5) ) . Die Steuerluftzufuhr wird unterbrochen - und die Zusatzschwungmasse 5 löst sich aus dem Formschluss. Die Steifigkeit des Verdichterstrangs wird (wieder) verringert - und die Torsionseigenfrequenz verschiebt sich zurück. ) Vibration amplitudes are more possible, and it is because of the low degree of damping of the resonance range is also very narrow, causing the high (resonance) oscillations disappear even with a small change in the difference frequency. If the current excitation frequency shifts (again) and in this way exceeds the new, shifted Torsionsei ¬ genfrequenz inadmissible, beispeisweise again to 0.25 Hz, nä ¬ hert, via the controller 15, the coupling is switched back to "soft / loose" (Position shift 22 (engagement / disengagement of additional flywheel mass 5)) The control air supply is interrupted - and the additional flywheel mass 5 is released from positive engagement The stiffness of the compressor train is reduced (again) - and the torsional natural frequency shifts back.
Ein ausreichender Abstand von aktueller Anregungsfrequenz zu der zurückverschobenen Torsionseigenfrequenz ist erneut gegeben . Damit, d.h. über diese Steuerstrategie, vermeidet die Steue¬ rung 15 den (stationären) Betrieb der Verdichteranlage 50 in frequenzumrichtererregten Torsionsresonanzen und beugt Bauteilversagen vor. Anders ausgedrückt, durch das (situativ) gesteuerte „Einkuppeln" und „Auskuppeln" ( Positionsverschie- bung 22 (Ein-/Auskuppeln von Zusatzschwungmasse 5) ) der Zu- satzschwungmasse 5 mittels der Steuerung 15 kann der Be¬ triebspunkt des Verdichters 51 immer außerhalb von durch die Resonanzbedingungen der Torsionseigenfrequenzen bestimmte Sperrgebiete gehalten werden - und so bauteilschädigende Drehschwingungen vermieden werden. A sufficient distance from the current excitation frequency to the shifted-back torsional natural frequency is given again. Therefore, that this control strategy that avoids Steue ¬ tion 15 the (stationary) operation of the compressor unit 50 in frequenzumrichtererregten torsional resonance and prevent component failure. In other words, controlled by the (situational) "couple" and "disengage" (Positionsverschie- bung 22 (engagement / disengagement of additional flywheel 5)) of the additional flywheel 5 by means of the controller 15 of the loading ¬ operating point of the compressor 51 can always outside be held by the resonance conditions of the torsional natural frequencies restricted areas - and so component damaging torsional vibrations are avoided.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Betrieb eines mit veränderlicher oder konstanter Drehzahl antreibbaren, zumindest eine konfigurations- bestimmte Torsionseigenfrequenz aufweisenden Antriebstrangs (1) einer Turbomaschine, bei dem der Antriebstrang mit sich verändernder oder konstanter Drehzahl angetrieben wird, wobei beim Antrieb des Antriebstrangs (1) der Antrieb¬ strang (1) durch eine äußere Anregung mit sich verändernder Anregungsfrequenz angeregt wird, 1. A method for operating a variable or constant speed drivable, at least one configuration certain torsional natural frequency having drive train (1) of a turbomachine in which the drive train is driven with varying or constant speed, wherein the drive of the drive train (1) of the drive ¬ strand (1) is excited by an external excitation with changing excitation frequency,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
bei einer Annährung der Anregungsfrequenz der äußeren Anregung an die zumindest eine Torsionseigenfrequenz des Antrieb¬ strangs (1) die zumindest eine Torsionseigenfrequenz des An- triebstrangs (1) verändert wird. to the at least one torsion natural frequency of the drive ¬ strand (1) is changed at a approximation of the excitation frequency of the external excitation, the at least one drive train torsional the presence (1).
2. Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, 2. The method according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die zumindest eine Torsionseigenfrequenz des Antrieb¬ strangs (1) durch eine Änderung einer Steifigkeit des An¬ triebstrangs (1) geändert wird. changing the at least one torsion natural frequency of the drive ¬ strand (1) a stiffness of at ¬ drive train by a change (1).
3. Verfahren nach mindestens dem voranstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass 3. The method according to at least the preceding claim, characterized in that
die Steifigkeit des Antriebstrangs durch eine Änderung der Konfiguration im Antriebstrang (1) geändert wird, insbesondere dass die Konfiguration im Antriebstrang (1) durch ein Versteifen/Lockern einer Verbindung zwischen zwei Antriebstrang- elementen oder durch ein Ankoppeln/Entkoppeln eines Antriebstrangelementes an den/von dem Antriebstrang (1) geändert wird . the rigidity of the drive train is changed by a change in the configuration in the drive train (1), in particular that the configuration in the drive train (1) by stiffening / loosening a connection between two Antriebstrang- elements or by coupling / decoupling a drive line element to / from the drive train (1) is changed.
4. Verfahren nach mindestens dem voranstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass 4. The method according to at least the preceding claim, characterized in that
der Antriebstrang (1) mehrere solche versteifbare/lockerbare Verbindungen zwischen zwei Antriebstrangelementen und/oder mehrere solche ankoppelbare/entkoppelbare Antriebstrangele¬ mente aufweist. the drive train (1) comprises a plurality of such rigidizable / lockerbare connections between two drive train elements and / or several such couplable / decouplable Antriebstrangele ¬ elements.
5. Verfahren nach mindestens einem von den zwei voranstehenden Ansprüchen, 5. Method according to at least one of the two preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Antriebstrangelement eine Zusatzschwungmasse (5) , insbe¬ sondere eine ringförmige Masse aus Stahl, ist und/oder dass das Versteifen/Lockern und/oder das Ankoppeln/Entkoppeln unter Verwendung einer, insbesondere pneumatisch, hydraulisch oder elektromagnetisch schaltbaren, Kupplung erfolgt. the drive train element (5), in particular ¬ sondere an annular mass of steel is a dual mass flywheel, and / or in that the stiffening / loosening and / or the coupling / decoupling using an in particular pneumatically, hydraulically or electromagnetically switchable coupling.
6. Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, 6. The method according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Annährung der Anregungsfrequenz der äußeren Anregung des Antriebstrangs (1) an die zumindest eine Torsionseigenfre¬ quenz des Antriebstrangs (1) durch einen Vergleich der Anregungsfrequenz mit der zumindest einen Torsionseigenfrequenz ermittelt wird, insbesondere wobei die Annäherung dann fest¬ gestellt ist, wenn bei dem Vergleich der Anregungsfrequenz mit der zumindest einen Torsionseigenfrequenz ein vorgebbarer Grenzwert unterschritten ist. the approximation of the excitation frequency of the external excitation of the drive train (1) to the at least one Torsionseigenfre acid sequence of the drive train (1) with the at least one torsion natural frequency is determined by a comparison of the excitation frequency, in particular wherein the approximation is then placed firmly ¬ if in the Comparison of the excitation frequency with the at least one Torsionseigenfrequenz a predeterminable limit value is reached.
7. Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, 7. The method according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Annährung der Anregungsfrequenz der äußeren Anregung des Antriebstrangs (1) an die zumindest eine Torsionseigenfre¬ quenz des Antriebstrangs (1) durch Ermittlung einer dynamischen Torsionsbelastung im Antriebstrang (1) ermittelt wird, insbesondere wobei die Annäherung dann festgestellt ist, wenn ein die ermittelte dynamische Torsionsbelastung beschreiben- der Belastungswert einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet. the approximation of the excitation frequency of the external excitation of the drive train (1) to the at least one Torsionseigenfre acid sequence of the drive train (1) by determining a dynamic torsional load in the drive train (1) is determined, in particular wherein the approximation is then determined if a the determined dynamic Torsionsbelastung describing the load value exceeds a predetermined limit.
8. Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, 8. The method according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
wenn die Annährung der Anregungsfrequenz der äußeren Anregung des Antriebstrangs (1) an die zumindest eine Torsionseigen¬ frequenz des Antriebstrangs (1) festgestellt ist, die Steif¬ igkeit des Antriebstrangs, insbesondere durch eine Änderung der Konfiguration im Antriebstrang (1), geändert wird. when the approximation of the excitation frequency of the external excitation of the drive train (1) to the at least one Torsionseigen ¬ frequency of the drive train (1) is established, the casting ¬ accuracy of the drive train, in particular by changing the configuration in the drive train (1) is changed.
9. Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, 9. The method according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Anregungsfrequenz der äußeren Anregung des Antrieb- Strangs (1) während des Antriebs des Antriebstrangs (1) und/oder die zumindest eine Torsionseigenfrequenz des Antriebstrangs (1) errechnet werden/wird. the excitation frequency of the external excitation of the drive train (1) during the drive of the drive train (1) and / or the at least one torsional natural frequency of the drive train (1) is calculated.
10. Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, 10. The method according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Antriebstrang (1) unter Verwendung einer Antriebseinheit (2) mit der veränderlichen oder der konstanten Drehzahl angetrieben wird, insbesondere dass der Antriebstrang (1) unter Verwendung eines frequenzumrichtergeführten Elektromotors angetrieben wird, wobei der Elektromotor unter Verwendung des Frequenzumrichters (3) zur Veränderung der Drehzahl und/oder zu einer Kompensation von Schwankungen einer Netzfrequenz gesteuert wird. the drive train (1) is driven using a variable or constant speed drive unit (2), in particular that the drive train (1) is driven using a frequency converter controlled electric motor, the electric motor using the frequency converter (3) for varying the Speed and / or is controlled to compensate for fluctuations in a mains frequency.
11. Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, 11. The method according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Antriebstrang (1) mehrere konfigurationsbestimmte Torsi¬ onseigenfrequenzen aufweist, wobei bei der Annährung der Anregungsfrequenz der äußeren Anregung an eine von den mehreren Torsionseigenfrequenzen diese Torsionseigenfrequenz verändert wird . the drive train (1) comprises a plurality of configuration specific Torsi ¬ onseigenfrequenzen, this torsion is changed when approaching the excitation frequency of the external stimulus to one of the plurality of torsional frequencies.
12. Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, eingesetzt zur Vermeidung von Drehschwingungen bei einem Turboverdichter, insbesondere einem Ein-Wellen- Turboverdichter oder einem Getriebeturboverdichter. 12. The method according to at least one of the preceding claims, used to prevent torsional vibrations in a turbocompressor, in particular a single-shaft turbocompressor or a Getriebeturboverdichter.
13. Anordnung mit einem mit veränderlicher oder konstanter Drehzahl antreibbaren, zumindest eine konfigurationsbestimmte Torsionseigenfrequenz aufweisenden Antriebstrang (1) einer Turbomaschine, der beim Antrieb durch eine äußere Anregung mit sich verändernder Anregungsfrequenz anregbar ist, gekennzeichnet durch 13. Arrangement with a drivable with variable or constant speed, at least one configurational Torsionseigenfrequenz having drivetrain (1) of a turbomachine, which is excitable when driven by an external excitation with changing excitation frequency, characterized by
- ein schaltbares, die zumindest eine konfigurationsbestimmte Torsionseigenfrequenz des Antriebstrangs (1) änderndes An¬ triebstrangelement, - a switchable, the at least one configuration certain torsion of the drivetrain (1) changing to ¬ drive train element,
- eine Steuerungseinheit (15), die derart eingerichtet, dassa control unit (15) arranged such that
- eine Annäherung der Anregungsfrequenz der äußeren Anregung an die zumindest eine Torsionseigenfrequenz des Antriebstrangs (1) ermittelbar ist und - An approximation of the excitation frequency of the external excitation to the at least one torsional natural frequency of the drive train (1) can be determined and
- wenn die Annährung der Anregungsfrequenz der äußeren Anregung an die zumindest eine Torsionseigenfrequenz des Antriebstrangs (1) ermittelt ist, die Schaltung des Antriebstrangelements zur Veränderung der zumin¬ dest einen Torsionseigenfrequenz des Antriebstrangs (1) steuert. - when the approximation of the excitation frequency of the external stimulus to the at least one torsion of the drivetrain (1) is detected, controls the switching of the power train element to change the at least one ¬ torsion of the drivetrain (1).
14. Anordnung nach mindestens einem der voranstehenden Anordnungsansprüche, 14. Arrangement according to at least one of the preceding claims,
gekennzeichnet durch marked by
eine das Antriebstrangelement (5) schaltbare, insbesondere pneumatisch, hydraulisch oder elektromagnetisch schaltbare, durch die Steuereinheit (15) gesteuerte Kupplung. a drive train element (5) switchable, in particular pneumatically, hydraulically or electromagnetically switchable, by the control unit (15) controlled clutch.
15. Anordnung nach mindestens einem der voranstehenden Anordnungsansprüche, 15. Arrangement according to at least one of the preceding claims,
gekennzeichnet durch marked by
eine den Antriebstrang (1) mit der veränderlicher oder der konstanten Drehzahl antreibbare, frequenzumrichtergeführte Antriebseinheit (2) und einen die Antriebseinheit (2) führen¬ den Frequenzumrichter (3) . a drive train (1) can be driven with the variable or constant rotational speed, frequenzumrichtergeführte drive unit (2) and a drive unit (2) ¬ cause the drive (3).
PCT/EP2013/070411 2012-10-30 2013-10-01 Prevention of torsional vibrations in turbo engines WO2014067735A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210219854 DE102012219854B3 (en) 2012-10-30 2012-10-30 Avoidance of torsional vibrations in turbomachinery
DE102012219854.7 2012-10-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2014067735A2 true WO2014067735A2 (en) 2014-05-08
WO2014067735A3 WO2014067735A3 (en) 2014-06-26

Family

ID=49301479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/070411 WO2014067735A2 (en) 2012-10-30 2013-10-01 Prevention of torsional vibrations in turbo engines

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102012219854B3 (en)
WO (1) WO2014067735A2 (en)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH571714A5 (en) * 1974-05-20 1976-01-15 Bbc Brown Boveri & Cie
DE3616768A1 (en) * 1986-05-17 1987-11-19 Fichtel & Sachs Ag METHOD FOR OPERATING A CLUTCH
JPH04165124A (en) * 1990-10-26 1992-06-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Electromagnetic clutch
EP0957278A4 (en) * 1997-12-01 2000-10-25 Toyoda Automatic Loom Works Power transmission mechanism
US7173399B2 (en) * 2005-04-19 2007-02-06 General Electric Company Integrated torsional mode damping system and method
JP4816243B2 (en) * 2006-05-17 2011-11-16 トヨタ自動車株式会社 VEHICLE POWER DEVICE AND CONTROL DEVICE THEREOF
DE102006025366A1 (en) * 2006-05-31 2007-12-06 Prüftechnik Dieter Busch AG Electrical drive actuating method for vehicle, involves emitting appropriate signal to converter, controller and sensor device to change control parameter and/or filter such that load is brought into rotational vibration-load condition
US8344673B2 (en) * 2008-12-04 2013-01-01 Nuovo Pignone S.P.A. Torsional mode damping apparatus
WO2011117183A2 (en) * 2010-03-22 2011-09-29 Siemens Aktiengesellschaft Avoidance of torsional excitations in converter-controlled compressor runs
JP2012211623A (en) * 2011-03-31 2012-11-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Compressor
DE102011083225A1 (en) * 2011-09-22 2013-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Turbo machinery train
DE102012203426B4 (en) * 2012-03-05 2013-10-10 Siemens Aktiengesellschaft Avoidance of continuous operation in frequency converter-excited torsional resonances of a compressor train

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014067735A3 (en) 2014-06-26
DE102012219854B3 (en) 2013-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220154716A1 (en) Systems and method for use of single mass flywheel alongside torsional vibration damper assembly for single acting reciprocating pump
CN101749220B (en) Torsional mode damping apparatus
EP2997285B1 (en) Method and device for starting a drive train
AT514589B1 (en) Method of operating a drive train and drive train
DE102012205761A1 (en) torque converter
RU2633199C2 (en) Threaded shank, connection joint, gas turbine engine and method for assembling turbomashine rotor of gas turbine engine
DE112012000242T5 (en) damper device
EP2805410B1 (en) Avoidance of continuous operation in frequency converter-stimulated torsion resonances of a compressor train
EP2997284A1 (en) Method for operating a drive train, and drive train
EP3004551A1 (en) Gas turbine tie shaft arrangement comprising a shell disposed between the tie shaft and the rotor
DE102010016824A1 (en) Coupling for rotary components
US9148084B2 (en) Machine having a converter controlled drive
WO2014067735A2 (en) Prevention of torsional vibrations in turbo engines
AT516038B1 (en) powertrain
WO2016173910A1 (en) Power transmission device and method for operating such a power transmission system
Hollingsworth et al. Reciprocating compressors
US20160053849A1 (en) Interlock system for ring gear on flywheels
WO2016041700A1 (en) Torsional vibration damper and start-up element
EP2146115B1 (en) Hydrodynamic torque converter
EP2550733B1 (en) Avoidance of torsional excitations in converter-controlled compressor trains
WO2020200359A1 (en) Hydrodynamic torque converter and torsional vibration damper for same
US20170198794A1 (en) Long travel damper using a clockspring
Kacani Simulation of Reciprocating Compressor Start-Up and Shut down under Loaded and Unloaded Conditions
Gregory Is Your Community Ready for Economic Development?.
DE102014006691A1 (en) Nonuniformity reduction through power split - characteristic design

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13771470

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13771470

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2