[發明專利]主動轉子對齊控制系統和方法

無效

• 申請號: 201010193743.7
• 申請日: 2010-05-20
• 公開（公告）號: CN101892871A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: M·A·麥卡勒姆;P·G·博加帕;D·A·斯奈德
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D11/16
• 分類號: F01D11/16;F01D11/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;劉華聯

1.一種帶間隙控制系統的燃氣渦輪機(10)，包括：

轉子(18)，其帶有旋轉地支撐在殼體結構(26)內的轉子葉片(23)的至少一個級；

所述轉子包括相對的軸端(21)，且各所述軸端由相應的軸承(50)支撐；

多個致動器(30)，其與至少其中一個所述軸承一起配置，以使所述軸承移動，并從而使所述轉子相對于所述殼體結構偏心地移位；

多個傳感器(32)，其周向隔開在所述殼體結構周圍，并且配置成當所述轉子在所述殼體結構內旋轉時測量指示所述轉子與所述殼體結構之間的偏心度的參數；以及

控制系統(36)，其與所述多個傳感器以及所述多個致動器通信，并且配置成控制所述多個致動器以使所述軸承相對于所述殼體結構移位，從而補償通過所述多個傳感器在所述轉子與所述殼體結構之間檢測到的偏心度。

2.根據權利要求1所述的燃氣渦輪機(10)，其特征在于，所述燃氣渦輪機還包括與另一相應的所述軸承(50)一起配置的另外的多個致動器(30)，所述另外的多個致動器與所述控制系統(36)通信，使得所述轉子(18)通過一個或兩個所述軸承的運動相對于所述殼體結構(26)移位。

3.根據權利要求1或2中任一項所述的燃氣渦輪機(10)，其特征在于，所述控制系統(36)包括帶軟件實現的程序的閉環反饋系統(38)，所述閉環反饋系統(38)根據從所述多個傳感器(32)接收的信號計算轉子偏心度的量級和旋轉位置，并且當所述轉子(18)在所述殼體結構(26)內旋轉時控制所述多個致動器(30)以補償計算出的轉子偏心度。

4.根據權利要求1或2中任一項所述的燃氣渦輪機(10)，其特征在于，所述多個傳感器(32)為主動間隙傳感器或被動間隙傳感器的任何組合，周向隔開在所述殼體結構(26)周圍的所述主動間隙傳感器傳輸并接收從所述轉子葉片(23)反射的信號，以測量所述轉子葉片與所述殼體結構之間的末端間隙，所述被動間隙傳感器周向隔開在所述殼體結構周圍，以測量所述轉子葉片(23)與所述殼體結構(26)之間的末端間隙。

5.一種用于機器中的轉子(18)與殼體結構(26)之間的間隙控制的方法，其中所述轉子在所述殼體結構內旋轉，所述方法包括：

當所述轉子在所述殼體結構內旋轉時，通過感測指示偏心度的參數而檢測所述轉子(18)與所述殼體結構(26)之間的偏心度；以及

當所述轉子在所述殼體結構內旋轉時，響應于任何檢測到的偏心度，使所述轉子(18)相對于所述殼體結構(26)偏心地移位，以補償該檢測到的偏心度。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括在所述殼體結構周圍的多個位置處感測所述轉子(18)與所述殼體結構(26)之間的間隙，以及計算偏心度的量級和相對旋轉位置，以便當所述轉子在所述殼體結構內旋轉時連續地補償所述偏心度。

7.根據權利要求5或6中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括使用周向隔開在所述殼體結構周圍的主動傳感器(32)來主動地感測所述轉子(18)與所述殼體結構(26)之間的間隙，或使用周向隔開在所述殼體結構周圍的被動傳感器(32)來被動地感測所述轉子(18)與所述殼體結構(26)之間的間隙。

8.根據權利要求5或6中任一項所述的方法，其特征在于，所述轉子(18)在所述轉子的相對端由相應軸承(50)相對于所述殼體結構(26)旋轉地支撐，并且包括通過控制在至少其中一個軸承與所述殼體結構之間配置的多個致動器(30)而使所述轉子相對于所述殼體結構偏心地移位，并且還包括在所述殼體結構的周圍的多個位置處感測所述轉子與所述殼體結構之間的間隙，計算所述偏心度的量級和相對旋轉位置，并且當所述轉子在所述殼體結構內旋轉時在閉環反饋系統(38)中連續地控制所述致動器使所述軸承移位以便補償所述偏心度。