[發(fā)明專利]電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210159874.2
• 申請(qǐng)日: 2012-05-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102801373A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 名倉(cāng)寬和;永田浩一郎;伊藤雄太;秋田佳稔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立制作所
• 主分類號(hào): H02P5/74
• 分類號(hào): H02P5/74;H02K7/02
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 張寶榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及最適合防止由連接原動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)軸、連接電動(dòng)機(jī)及被驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)軸的軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)所引起的共振現(xiàn)象的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

近些年，從節(jié)省能量的觀點(diǎn)出發(fā)，大多使用通過(guò)電力轉(zhuǎn)換器將發(fā)電機(jī)的發(fā)出電力轉(zhuǎn)換為可變頻率而對(duì)壓縮機(jī)、風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)載荷進(jìn)行電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的技術(shù)。例如，至今為止，進(jìn)行通過(guò)電動(dòng)機(jī)和電力轉(zhuǎn)換裝置對(duì)由蒸汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)直接驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)進(jìn)行可變速驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)化，因系統(tǒng)不同，而存在設(shè)置汽輪發(fā)電機(jī)作為電源設(shè)備，將由其得到的電能通過(guò)電力轉(zhuǎn)換裝置和電動(dòng)機(jī)再次轉(zhuǎn)換成機(jī)械能而進(jìn)行可變速驅(qū)動(dòng)的情況。但是，因系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或控制條件的不同，而可能在汽輪發(fā)電機(jī)軸上產(chǎn)生軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，使發(fā)電機(jī)軸破損。

關(guān)于汽輪發(fā)電機(jī)間的軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，大多在直流供電系統(tǒng)中進(jìn)行研究，例如在日本特開(kāi)2000-224896號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了在汽輪發(fā)電機(jī)與直流供電系統(tǒng)的直流變換所附近連接時(shí)，因直流變換所中進(jìn)行的電力控制的條件的不同，而直流供電系統(tǒng)與汽輪發(fā)電機(jī)干涉，從而汽輪發(fā)電機(jī)的軸產(chǎn)生振動(dòng)的情況。另外，公開(kāi)了如下技術(shù)：軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)與作用在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)有關(guān)，根據(jù)直流供電系統(tǒng)的直流變換所的母線電壓的頻率變動(dòng)來(lái)檢測(cè)振動(dòng)現(xiàn)象，并使控制角變化來(lái)抑制軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。

另外，在直流供電系統(tǒng)以外，例如在日本特開(kāi)平11-27993號(hào)公報(bào)中還公開(kāi)了一種如下這樣的電力轉(zhuǎn)換裝置的控制技術(shù)：在將由發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)的組合等構(gòu)成的發(fā)電裝置作為電源的電力轉(zhuǎn)換裝置及電源系統(tǒng)中，通過(guò)檢測(cè)發(fā)電裝置的共振頻率成分，并利用共振頻率除去電路消除發(fā)電裝置的振動(dòng)成分，從而抑制與發(fā)電裝置的機(jī)械系統(tǒng)的共振頻率干涉而使振動(dòng)持續(xù)增加的情況。

【在先技術(shù)文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)1】日本特開(kāi)2000-224896號(hào)公報(bào)

【專利文獻(xiàn)2】日本特開(kāi)平11-27993號(hào)公報(bào)

在上述發(fā)明中，存在如下問(wèn)題：即在發(fā)電機(jī)軸上產(chǎn)生軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，該振動(dòng)成為發(fā)電機(jī)端子電壓變動(dòng)而向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用逆變器傳遞，使電動(dòng)機(jī)端子電壓變動(dòng)及使電動(dòng)機(jī)軸振動(dòng)，該振動(dòng)進(jìn)一步使發(fā)電機(jī)軸振動(dòng)，這樣產(chǎn)生共振現(xiàn)象，這樣的共振現(xiàn)象必須利用使所述控制角變化的控制或消除所述發(fā)電裝置的振動(dòng)成分的控制，來(lái)抑制所述振動(dòng)，在進(jìn)行所述控制的系統(tǒng)的精度上、在所述系統(tǒng)涉及的控制裝置發(fā)生誤動(dòng)作、故障等情況下共振現(xiàn)象的抑制效果的可靠性較為欠缺。本發(fā)明的課題在于提供一種不依賴于基于上述系統(tǒng)等的特殊的控制，就能夠抑制所述振動(dòng)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述課題，在本發(fā)明中，提供一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其具備原動(dòng)機(jī)、通過(guò)所述原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電機(jī)、將由所述發(fā)電機(jī)發(fā)出的電力轉(zhuǎn)換成所期望的頻率的電力的轉(zhuǎn)換器、通過(guò)從所述轉(zhuǎn)換器供給的電力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)、通過(guò)所述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的被驅(qū)動(dòng)裝置，所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特征在于，將所述原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力向所述發(fā)電機(jī)傳遞的發(fā)電機(jī)軸的軸共振頻率與將所述電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力向所述被驅(qū)動(dòng)裝置傳遞的電動(dòng)機(jī)軸的軸共振頻率為不同的值。

【發(fā)明效果】

根據(jù)本發(fā)明，起到不依賴于特殊的控制，就可抑制發(fā)電機(jī)軸與電動(dòng)機(jī)軸的共振頻率一致或近似的情況下的軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的共振現(xiàn)象這樣的效果。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置或系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是表示汽輪發(fā)電機(jī)的振動(dòng)系統(tǒng)的雙質(zhì)量(マスモデル)模型框圖。

圖3是電系統(tǒng)阻尼系數(shù)De的算出模型圖。

圖4是共振比h與電系統(tǒng)阻尼系數(shù)的關(guān)系的圖。

圖5是軸共振頻率可變結(jié)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的圖。

圖6是提高了通用性的軸共振頻率可變結(jié)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的圖。

圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式2的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置或系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。

圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式3的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。

圖9是能夠更換軸的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的圖。

圖10是軸長(zhǎng)可變結(jié)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的圖。

圖11是在驅(qū)動(dòng)軸上安裝了旋轉(zhuǎn)體的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的圖。

【符號(hào)說(shuō)明】

1燃?xì)廨啓C(jī)(ガスタ一ビン)

2發(fā)電機(jī)

3、18發(fā)電機(jī)軸

4、5變壓器

6系統(tǒng)

7電力轉(zhuǎn)換器

8電動(dòng)機(jī)

9、58被驅(qū)動(dòng)裝置

10、20、51、53、56電動(dòng)機(jī)軸

11電力轉(zhuǎn)換器控制裝置

12電力轉(zhuǎn)換器輸出電流檢測(cè)器