EP3000976A1 - Verfahren zum Beeinflussen eines Schwingungszustands eines Läuferbauteils, zugehörige System und Fluidenergiemaschine - Google Patents

Verfahren zum Beeinflussen eines Schwingungszustands eines Läuferbauteils, zugehörige System und Fluidenergiemaschine Download PDF

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EP3000976A1
EP3000976A1 EP14186853.9A EP14186853A EP3000976A1 EP 3000976 A1 EP3000976 A1 EP 3000976A1 EP 14186853 A EP14186853 A EP 14186853A EP 3000976 A1 EP3000976 A1 EP 3000976A1
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EP
European Patent Office
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component
vibration
magnetic field
control
controllable electromagnet
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14186853.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Francois Benkler
Christoph Biela
Stefan Braun
Olga Deiss
Daniel Gloss
Florian Hiss
Harald Hoell
Anna KNÖDLER
Florian Purps
Nicola Siebenborn
Julian Timmermann
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/04—Antivibration arrangements
    • F01D25/06—Antivibration arrangements for preventing blade vibration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
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    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/334—Vibration measurements

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for influencing a vibration state of at least one component of a rotor or a stator of a fluid energy machine.
  • the invention relates to a fluid energy machine, in particular a turbine or a compressor.
  • a fluid energy machine has a rotor with at least one blade ring formed by blades.
  • blade vibrations typically occur. Blade vibration with amplitudes that are above critical vibration amplitudes can degrade the life of a blade and, in the worst case, cause the blade to fail.
  • the object of the invention is to reduce vibrations of a component of a rotor or a stand of a fluid energy machine during operation of the fluid energy machine.
  • vibration-reducing forces are introduced into the component by means of a magnetic field.
  • the state of vibration of the at least one component of the rotor or of the stator of the fluid energy machine is influenced by, during operation, the Fluidsergiemaschine the respective vibration of the component is reduced by means of the magnetic field.
  • the reduction of the respective vibration of the component, in particular a blade or a vane, is thereby a consequence of the vibration-reducing forces introduced into the component by means of the magnetic field.
  • the magnetic field or the forces introduced thereby into the component thus counteract the oscillation of the component, whereby the vibration of the component is damped.
  • the damping of vibrations takes place, for example, a blade through their structural design, which is technically possible only to a limited extent.
  • the damping properties of the blades themselves are limited by aerodynamic specifications, according to which the blades of blades are to be designed as thin as possible in order to give a correspondingly equipped fluid energy machine a higher efficiency. Due to this thin design of blades, however, the blades are much more susceptible to vibrations.
  • the blades of blades can be designed thinner than previously, without the life of the blades is reduced or the blades fail. As a result, the efficiency of a fluid energy machine can be increased by means of the method according to the invention.
  • the influencing of the vibration state of the component according to the invention takes place via the magnetic field and thus without contact.
  • a plurality of components in particular all blades of a blade ring or all vanes of a vane ring, or their vibration states can be influenced accordingly.
  • the magnetic field for example, eddy currents in the component by a relative movement between the component and Magnetic field are generated, which in turn generate a magnetic field.
  • the respective magnetic field generated by the eddy currents can be damped by means of the magnetic field generated for the vibration reduction, whereby the vibration-reducing forces are introduced into the component.
  • a magnetizability of the component for interaction with the vibration-reducing magnetic field and thus for the introduction of forces can be used in the component.
  • a vibration of the component is detected and the magnetic field for introducing the vibration-reducing forces in the component as a function of the respectively detected vibration of the component regulated.
  • the magnetic field is regulated as a function of the respective detected vibration of the component, so that there is the possibility to react during operation of the fluid energy machine variable to a respective existing waveform of the component or counteract this. So it is possible to actively reduce the vibration of the component.
  • the magnetic field can be changed over time.
  • the magnetic field without detection of the vibration of the component in knowledge of operationally occurring vibrations of the component can be generated at certain times or continuously.
  • the vibration of the component formed as a rotor blade is preferably detected by means of at least one radially outwardly to a radially outer orbit of the component arranged vibration sensor, wherein the magnetic field by means of at least one radially outwardly to the radially outer orbit of the component and circumferentially offset to the vibration sensor arranged, generates controllable electromagnet becomes.
  • the vibration sensor and / or the controllable electromagnet can be arranged, for example, on a housing surrounding the rotor of the fluid energy machine.
  • the vibration of the component formed as a blade is alternatively preferably by means of at least one radial outside, to a radially outer orbit of the component arranged, controllable electromagnet detected, wherein the magnetic field is generated by means of the controllable electromagnet.
  • the controllable electromagnet serves both as a vibration sensor and as a magnetic field generator.
  • the controllable electromagnet can be arranged, for example, on a housing surrounding the rotor of the fluid energy machine.
  • At least one parameter of a rotational movement of the rotor and a time of passage of the arranged on the rotor component by a predetermined reference position is detected, is determined based on the parameter and the time when the component reaches an effective range of the controllable electromagnet.
  • This is necessary in order to be able to control the activatable electromagnet for influencing the vibration state of the component at the correct moment, in which the component is in the effective range of the controllable electromagnet.
  • the detection of the time of passage of the component through the predetermined reference position can be upstream or downstream of the detection of the respective vibration of the component with respect to the direction of rotation of the rotor.
  • the correct moment for driving the controllable electromagnet in which the component is in the effective range of the controllable electromagnet can alternatively be determined only from the time of passage of the arranged on the rotor component by the predetermined reference position and a correlation calculation.
  • the system according to the invention for influencing a vibration state of at least one component of a rotor or a stator of a fluid energy machine, in particular a turbine or a compressor comprises at least one controllable electromagnet with which a magnetic field can be generated via which vibration-reducing forces can be introduced into the component.
  • the component may be a blade or a vane.
  • the system may also include two or more vibration sensors and / or controllable electromagnets.
  • the communication-technical connection of the control and / or regulating unit to the vibration sensor and / or the controllable electromagnet can be wired or wireless.
  • the control and / or regulating unit may have at least one microcontroller.
  • controllable electromagnet two functions in one component, namely the controllable electromagnet integrated.
  • the controllable electromagnet simultaneously serves as a vibration sensor and magnetic field generator.
  • the position sensor may be arranged on a housing surrounding the rotor of the fluid energy machine.
  • the sensor unit can detect, for example, the rotational speed of the rotor as a parameter.
  • the control and / or regulating unit can be wired or wireless communication technology connected to the position sensor.
  • the system may comprise a so-called tip-timing system according to this embodiment.
  • the controllable electromagnet can take over the function of the position sensor, which further simplifies the structure of the system.
  • the at least one parameter of the rotational movement of the rotor can alternatively also be determined by a correlation calculation, whereby for structural simplification of the system and the sensor device could be saved.
  • the fluid energy machine according to the invention in particular turbine or compressor, comprises at least one system according to one of the aforementioned embodiments or any combination thereof.
  • the fluid energy machine may be part of a gas turbine or a steam turbine.
  • the fluid energy machine may be a turbomachine.
  • FIG. 1 shows a representation of an exemplary embodiment of a system 1 according to the invention for influencing a vibration state of at least one component 2 in the form of a moving blade of a rotating rotor 3 of a fluid energy machine not further described.
  • the system 1 comprises a vibration sensor 5 arranged radially outside a radially outer circulation path 4 of the component 2 for detecting a vibration of the component 2.
  • the vibration sensor 5 is arranged on a housing 6 surrounding the rotor 3 radially on the outside.
  • the system 1 further comprises a controllable electromagnet 7 for generating a magnetic field 8 arranged radially outside the radially outer circulation path 4 of the component 2 and circumferentially offset from the oscillation sensor 5.
  • system 1 comprises a control and / or regulating unit 9 which is communicatively connected to the vibration sensor 5 and the controllable electromagnet 7.
  • the system 1 furthermore comprises a position sensor 10 which is arranged radially outside the radially outer circulation path 4 of the component 2 and communicatively connected to the control and / or regulating unit 9 for detecting a time of passage of the component 2 through a predetermined reference position, which corresponds to FIG Figure 1 corresponds to the vertical position of the component 2 shown above.
  • a position sensor 10 which is arranged radially outside the radially outer circulation path 4 of the component 2 and communicatively connected to the control and / or regulating unit 9 for detecting a time of passage of the component 2 through a predetermined reference position, which corresponds to FIG Figure 1 corresponds to the vertical position of the component 2 shown above.
  • the system 1 comprises a communication unit with the control and / or regulating unit 9 connected, not shown sensor unit for detecting at least one parameter of a rotational movement of the rotor 3.
  • this parameter can be determined from a correlation calculation using the signal of the position sensor 10.
  • the control and / or regulating unit 9 is set up to control the activatable electromagnet 7 in such a way that the magnetic field 8 for introducing the vibration-reducing forces into the component 2 is regulated as a function of the respective detected oscillation of the component 2.
  • control and / or regulating unit 9 is set up to determine, on the basis of the parameter detected by the sensor unit and the time detected by means of the position sensor 10, when the component 2 reaches an effective range of the controllable electromagnet 7, as in FIG the horizontal position of the component 2 is indicated.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beeinflussen eines Schwingungszustands von wenigstens einem Bauteil eines Läufers oder eines Ständers einer Fluidenergiemaschine, insbesondere einer Turbine oder eines Verdichters, wobei mittels eines Magnetfelds schwingungsreduzierende Kräfte in das Bauteil eingeleitet werden. Ein zugehöriges System sowie eine zugehörige Fluidenergiemaschine werden ebenfalls präsentiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Beeinflussen eines Schwingungszustands von wenigstens einem Bauteil eines Läufers oder eines Ständers einer Fluidenergiemaschine.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Fluidenergiemaschine, insbesondere eine Turbine oder einen Verdichter.
  • Eine Fluidenergiemaschine weist einen Läufer mit wenigstens einem aus Laufschaufeln gebildeten Laufschaufelkranz auf. Bei stationären Betriebsvorgängen oder transienten Betriebsvorgängen, wie beispielsweise einem Anfahren oder einem Herunterfahren der Fluidenergiemaschine, treten üblicherweise Laufschaufelschwingungen auf. Laufschaufelschwingungen mit Amplituden, die oberhalb kritischer Schwingungsamplituden liegen, können die Lebensdauer einer Laufschaufel herabsetzen und im schlimmsten Fall zum Versagen der Laufschaufel führen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, Schwingungen eines Bauteils eines Läufers oder eines Ständers einer Fluidenergiemaschine während des Betriebs der Fluidenergiemaschine zu reduzieren.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Beeinflussen eines Schwingungszustands von wenigstens einem Bauteil eines Läufers oder eines Ständers einer Fluidenergiemaschine, insbesondere einer Turbine oder eines Verdichters, werden mittels eines Magnetfelds schwingungsreduzierende Kräfte in das Bauteil eingeleitet.
  • Erfindungsgemäß wird der Schwingungszustand des wenigstens einen Bauteils des Läufers oder des Ständers der Fluidenergiemaschine beeinflusst, indem während des Betriebs der Fluidenergiemaschine die jeweilige Schwingung des Bauteils mittels des Magnetfelds reduziert wird. Die Reduzierung der jeweiligen Schwingung des Bauteils, insbesondere einer Laufschaufel oder einer Leitschaufel, ist dabei Folge der mittels des Magnetfelds in das Bauteil eingeleiteten schwingungsreduzierenden Kräfte. Das Magnetfeld bzw. die hierdurch in das Bauteil eingeleiteten Kräfte wirken somit der Schwingung des Bauteils entgegen, wodurch die Schwingung des Bauteils gedämpft wird.
  • Herkömmlich erfolgt die Dämpfung von Schwingungen beispielsweise einer Laufschaufel durch deren bauliche Ausgestaltung, was materialtechnisch nur eingeschränkt möglich ist. Dabei sind insbesondere die Dämpfungseigenschaften der Laufschaufeln selbst durch aerodynamische Vorgaben eingeschränkt, nach denen die Schaufelblätter von Laufschaufeln möglichst dünn auszulegen sind, um einer entsprechend ausgestatteten Fluidenergiemaschine einen höherer Wirkungsgrad zu verleihen. Durch diese dünne Auslegung von Schaufelblättern werden die Laufschaufeln jedoch deutlich schwingungsanfälliger. Bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens beim Betreiben einer Fluidenergiemaschine können die Schaufelblätter von Laufschaufeln dünner als bisher ausgelegt werden, ohne das die Lebensdauer der Laufschaufeln herabgesetzt wird oder die Laufschaufeln versagen. Hierdurch kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens der Wirkungsgrad einer Fluidenergiemaschine erhöht werden.
  • Die erfindungsgemäße Beeinflussung des Schwingungszustands des Bauteils erfolgt über das Magnetfeld und somit berührungslos. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können natürlich auch mehrere Bauteile, insbesondere alle Laufschaufeln eines Laufschaufelkranzes oder alle Leitschaufeln eines Leitschaufelkranzes, bzw. deren Schwingungszustände entsprechend beeinflusst werden.
  • Mittels des Magnetfelds können beispielsweise Wirbelströme in dem Bauteil durch eine Relativbewegung zwischen Bauteil und Magnetfeld erzeugt werden, die wiederum ein Magnetfeld erzeugen. Das jeweilig durch die Wirbelströme erzeugte Magnetfeld kann mittels des zur Schwingungsreduzierung erzeugten Magnetfeldes gedämpft werden, wodurch die schwingungsreduzierenden Kräfte in das Bauteil eingeleitet werden. Alternativ oder additiv kann eine Magnetisierbarkeit des Bauteils zur Wechselwirkung mit dem schwingungsreduzierenden Magnetfeld und somit zur Einleitung der Kräfte in das Bauteil genutzt werden.
  • Bevorzugt wird eine Schwingung des Bauteils erfasst und das Magnetfeld zum Einleiten der schwingungsreduzierenden Kräfte in das Bauteil in Abhängigkeit der jeweilig erfassten Schwingung des Bauteils geregelt. Hiernach wird das Magnetfeld in Abhängigkeit der jeweilig erfassten Schwingung des Bauteils geregelt, so dass die Möglichkeit besteht, während des Betriebs der Fluidenergiemaschine veränderlich auf eine jeweilig vorliegende Schwingungsform des Bauteil zu reagieren bzw. dieser entgegenzuwirken. Es ist also eine aktive Reduzierung der Schwingung des Bauteils möglich. Hierzu kann das Magnetfeld zeitlich verändert werden. Alternativ kann das Magnetfeld ohne Erfassung der Schwingung des Bauteils in Kenntnis von betriebsbedingt auftretenden Schwingungen des Bauteils zu bestimmten Zeiten oder kontinuierlich erzeugt werden.
  • Die Schwingung des als Laufschaufel ausgebildeten Bauteils wird bevorzugt mittels wenigstens eines radial außen zu einer radial äußeren Umlaufbahn des Bauteils angeordneten Schwingungssensors erfasst, wobei das Magnetfeld mittels wenigstens eines radial außen zu der radial äußeren Umlaufbahn des Bauteils und umfangsversetzt zu dem Schwingungssensor angeordneten, ansteuerbaren Elektromagneten erzeugt wird. Der Schwingungssensor und/oder der ansteuerbare Elektromagnet können beispielsweise an einem den Läufer umgebenden Gehäuse der Fluidenergiemaschine angeordnet sein.
  • Die Schwingung des als Laufschaufel ausgebildeten Bauteils wird alternativ bevorzugt mittels wenigstens eines radial außen zu einer radial äußeren Umlaufbahn des Bauteils angeordneten, ansteuerbaren Elektromagneten erfasst, wobei das Magnetfeld mittels des ansteuerbaren Elektromagneten erzeugt wird. Hierbei dient der ansteuerbare Elektromagnet sowohl als Schwingungssensor als auch als Magnetfelderzeuger. Der ansteuerbare Elektromagnet kann beispielsweise an einem den Läufer umgebenden Gehäuse der Fluidenergiemaschine angeordnet sein.
  • Bevorzugt wird wenigstens ein Parameter einer Rotationsbewegung des Läufers und ein Zeitpunkt eines Durchgangs des an dem Läufer angeordneten Bauteils durch eine vorgegebene Referenzposition erfasst, wobei anhand des Parameters und des Zeitpunkts ermittelt wird, wann das Bauteil einen Wirkbereich des ansteuerbaren Elektromagneten erreicht. Dies ist erforderlich, um den ansteuerbaren Elektromagneten zur Beeinflussung des Schwingungszustands des Bauteils im richtigen Moment ansteuern zu können, in dem sich das Bauteil im Wirkungsbereich des ansteuerbaren Elektromagneten befindet. Die Erfassung des Zeitpunkt des Durchgangs des Bauteils durch die vorgegebene Referenzposition kann bezüglich der Drehrichtung des Läufers vorgeschaltet oder nachgeschaltet zu der Erfassung der jeweiligen Schwingung des Bauteils erfolgen. Der richtige Moment zum Ansteuern des ansteuerbaren Elektromagneten, in dem sich das Bauteil im Wirkungsbereich des ansteuerbaren Elektromagneten befindet, kann alternativ lediglich aus dem Zeitpunkt des Durchgangs des an dem Läufer angeordneten Bauteils durch die vorgegebene Referenzposition und einer Korrelationsrechnung ermittelt werden.
  • Das erfindungsgemäße System zum Beeinflussen eines Schwingungszustands von wenigstens einem Bauteil eines Läufers oder eines Stators einer Fluidenergiemaschine, insbesondere einer Turbine oder eines Verdichters, umfasst wenigstens einen ansteuerbaren Elektromagneten, mit dem ein Magnetfeld erzeugbar ist, über das schwingungsreduzierende Kräfte in das Bauteil einleitbar sind.
  • Mit dem System sind die oben mit Bezug auf das Verfahren genannten Vorteile entsprechend verbunden. Das Bauteil kann eine Laufschaufel oder eine Leitschaufel sein.
  • Das System umfasst bevorzugt
    • wenigstens einen radial außen zu einer radial äußeren Umlaufbahn des als Laufschaufel ausgebildeten Bauteils angeordneten Schwingungssensor zum Erfassen einer Schwingung des Bauteils und
    • wenigstens eine Steuer- und/oder Regeleinheit, die kommunikationstechnisch mit dem Schwingungssensor und dem Elektromagneten verbunden ist,
    • wobei der ansteuerbare Elektromagnet radial außen zu der radial äußeren Umlaufbahn des Bauteils und umfangsversetzt zu dem Schwingungssensor angeordnet ist, und
    • wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit eingerichtet ist, den ansteuerbaren Elektromagneten derart anzusteuern, dass das Magnetfeld zum Einleiten der schwingungsreduzierenden Kräfte in das Bauteil in Abhängigkeit der jeweilig erfassten Schwingung des Bauteils geregelt wird.
  • Das System kann auch zwei oder mehrere Schwingungssensoren und/oder ansteuerbare Elektromagneten aufweisen. Die kommunikationstechnische Verbindung der Steuer- und/oder Regeleinheit zu dem Schwingungssensor und/oder dem ansteuerbaren Elektromagneten kann kabelgebunden oder kabellos sein. Die Steuer- und/oder Regeleinheit kann wenigstens einen Mikrokontroller aufweisen.
  • Das System umfasst alternativ bevorzugt
    • wenigstens eine Steuer- und/oder Regeleinheit, die kommunikationstechnisch mit dem ansteuerbaren Elektromagneten verbunden ist,
    • wobei der ansteuerbare Elektromagnet radial außen zu einer radial äußeren Umlaufbahn des als Laufschaufel ausgebildeten Bauteils angeordneten angeordnet ist, und
    • wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit eingerichtet ist, über den ansteuerbaren Elektromagneten eine Schwingung des Bauteils zu erfassen und den ansteuerbaren Elektromagneten derart anzusteuern, dass das Magnetfeld zum Einleiten der schwingungsreduzierenden Kräfte in das Bauteil in Abhängigkeit der jeweilig erfassten Schwingung des Bauteils geregelt wird.
  • Nach dieser Ausgestaltung sind zwei Funktionen in einem Bauteil, nämlich dem ansteuerbaren Elektromagneten, integriert. Der ansteuerbare Elektromagnet dient gleichzeitig als Schwingungssensor und Magnetfelderzeuger. Hierdurch wird das System baulich vereinfacht und damit kostengünstiger.
  • Bevorzugt umfasst das System
    • wenigstens einen radial außen zu der radial äußeren Umlaufbahn des Bauteils angeordneten, kommunikationstechnisch mit der Steuer- und/oder Regeleinheit verbundenen Positionssensor zum Erfassen eines Zeitpunkts eines Durchgangs des Bauteils durch eine vorgegebene Referenzposition und
    • wenigstens eine kommunikationstechnisch mit der Steuer- und/oder Regeleinheit verbundene Sensoreinheit zum Erfassen von wenigstens einem Parameter einer Rotationsbewegung des Läufers,
    • wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit eingerichtet ist, anhand des Parameters und des Zeitpunkts zu ermitteln, wann das Bauteil einen Wirkbereich des ansteuerbaren Elektromagneten erreicht.
  • Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des Verfahrens verbundenen Vorteile entsprechend verbunden. Der Positionssensor kann an einem den Läufer umgebenden Gehäuse der Fluidenergiemaschine angeordnet sein. Die Sensoreinheit kann als Parameter beispielsweise die Rotationsgeschwindigkeit des Läufers erfassen. Die Steuer- und/oder Regeleinheit kann kabelgebunden oder kabellos kommunikationstechnisch mit dem Positionssensor verbunden sein. Das System kann gemäß dieser Ausgestaltung ein sogenanntes tip-timing-System umfassen. Alternativ kann der ansteuerbare Elektromagnet die Funktion des Positionssensors übernehmen, was den Aufbau des Systems weiter vereinfacht. Der wenigstens eine Parameter der Rotationsbewegung des Läufers kann alternativ auch durch eine Korrelationsrechnung ermittelt werden, wodurch zur baulichen Vereinfachung des Systems auch die Sensoreinrichtung eingespart werden könnte.
  • Die erfindungsgemäße Fluidenergiemaschine, insbesondere Turbine oder Verdichter, umfasst wenigstens ein System gemäß einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben.
  • Mit der Fluidenergiemaschine sind die oben mit Bezug auf das Verfahren bzw. das System genannten Vorteile entsprechend verbunden. Die Fluidenergiemaschine kann Teil einer Gasturbine oder einer Dampfturbine sein. Die Fluidenergiemaschine kann eine Turbomaschine sein.
  • Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems anhand der beigefügten schematischen Zeichnung erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System.
  • Figur 1 zeigt eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System 1 zum Beeinflussen eines Schwingungszustands von wenigstens einem Bauteil 2 in Form einer Laufschaufel eines rotierenden Läufers 3 einer nicht weitergehender dargestellten Fluidenergiemaschine.
  • Das System 1 umfasst einen radial außen zu einer radial äußeren Umlaufbahn 4 des Bauteils 2 angeordneten Schwingungssensor 5 zum Erfassen einer Schwingung des Bauteils 2. Der Schwingungssensor 5 ist an einem den Läufer 3 radial außen umgebenden Gehäuse 6 angeordnet.
  • Das System 1 umfasst des Weiteren einen radial außen zu der radial äußeren Umlaufbahn 4 des Bauteils 2 und umfangsversetzt zu dem Schwingungssensor 5 angeordneten, ansteuerbaren Elektromagneten 7 zum Erzeugen eines Magnetfelds 8.
  • Zudem umfasst das System 1 eine Steuer- und/oder Regeleinheit 9, die kommunikationstechnisch mit dem Schwingungssensor 5 und dem ansteuerbaren Elektromagneten 7 verbunden ist.
  • Das System 1 umfasst des Weiteren einen radial außen zu der radial äußeren Umlaufbahn 4 des Bauteils 2 angeordneten, kommunikationstechnisch mit der Steuer- und/oder Regeleinheit 9 verbundenen Positionssensor 10 zum Erfassen eines Zeitpunkts eines Durchgangs des Bauteils 2 durch eine vorgegebene Referenzposition, welche der in Figur 1 oben gezeigten vertikalen Position des Bauteils 2 entspricht.
  • Ferner umfasst das System 1 eine kommunikationstechnisch mit der Steuer- und/oder Regeleinheit 9 verbundene, nicht dargestellte Sensoreinheit zum Erfassen von wenigstens einem Parameter einer Rotationsbewegung des Läufers 3. Alternativ kann dieser Parameter aus einer Korrelationsrechnung unter Verwendung des Signals des Positionssensors 10 ermittelt werden.
  • Die Steuer- und/oder Regeleinheit 9 ist eingerichtet, den ansteuerbaren Elektromagneten 7 derart anzusteuern, dass das Magnetfeld 8 zum Einleiten der schwingungsreduzierenden Kräfte in das Bauteil 2 in Abhängigkeit der jeweilig erfassten Schwingung des Bauteils 2 geregelt wird.
  • Des Weiteren ist die Steuer- und/oder Regeleinheit 9 eingerichtet, anhand des mittels der Sensoreinheit erfassten Parameters und des mittels des Positionssensors 10 erfassten Zeitpunkts zu ermitteln, wann das Bauteil 2 einen Wirkbereich des ansteuerbaren Elektromagneten 7 erreicht, wie es in Figur 1 rechts durch die horizontale Position des Bauteils 2 angedeutet ist.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch das offenbarte Beispiel eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Beeinflussen eines Schwingungszustands von wenigstens einem Bauteil (2) eines Läufers (3) oder eines Ständers einer Fluidenergiemaschine, insbesondere einer Turbine oder eines Verdichters,
    wobei mittels eines Magnetfelds (8) schwingungsreduzierende Kräfte in das Bauteil (2) eingeleitet werden.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1,
    wobei eine Schwingung des Bauteils (2) erfasst wird und das Magnetfeld (8) zum Einleiten der schwingungsreduzierenden Kräfte in das Bauteil (2) in Abhängigkeit der jeweilig erfassten Schwingung des Bauteils (2) geregelt wird.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2,
    wobei die Schwingung des als Laufschaufel ausgebildeten Bauteils (2) mittels wenigstens eines radial außen zu einer radial äußeren Umlaufbahn (4) des Bauteils (2) angeordneten Schwingungssensors (5) erfasst wird, und
    wobei das Magnetfeld (8) mittels wenigstens eines radial außen zu der radial äußeren Umlaufbahn (4) des Bauteils (2) und umfangsversetzt zu dem Schwingungssensor (5) angeordneten, ansteuerbaren Elektromagneten (7) erzeugt wird.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 2,
    wobei die Schwingung des als Laufschaufel ausgebildeten Bauteils (2) mittels wenigstens eines radial außen zu einer radial äußeren Umlaufbahn (4) des Bauteils (2) angeordneten, ansteuerbaren Elektromagneten (7) erfasst wird, und wobei das Magnetfeld (8) mittels des ansteuerbaren Elektromagneten (7) erzeugt wird.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4,
    wobei wenigstens ein Parameter einer Rotationsbewegung des Läufers (3) und ein Zeitpunkt eines Durchgangs des an dem Läufer (3) angeordneten Bauteils (2) durch eine vorgegebene Referenzposition erfasst wird, und
    wobei anhand des Parameters und des Zeitpunkts ermittelt wird, wann das Bauteil (2) einen Wirkbereich des Elektromagneten (7) erreicht.
  6. System (1) zum Beeinflussen eines Schwingungszustands von wenigstens einem Bauteil (2) eines Läufers (3) oder eines Stators einer Fluidenergiemaschine, insbesondere einer Turbine oder eines Verdichters,
    aufweisend wenigstens einen ansteuerbaren Elektromagneten (7), mit dem ein Magnetfeld (8) erzeugbar ist, über das schwingungsreduzierende Kräfte in das Bauteil (2) einleitbar sind.
  7. System gemäß Anspruch 6, aufweisend
    - wenigstens einen radial außen zu einer radial äußeren Umlaufbahn (4) des als Laufschaufel ausgebildeten Bauteils (2) angeordneten Schwingungssensor (5) zum Erfassen einer Schwingung des Bauteils (2) und
    - wenigstens eine Steuer- und/oder Regeleinheit (9), die kommunikationstechnisch mit dem Schwingungssensor (5) und dem Elektromagneten (7) verbunden ist,
    - wobei der ansteuerbare Elektromagnet (7) radial außen zu der radial äußeren Umlaufbahn (4) des Bauteils (2) und umfangsversetzt zu dem Schwingungssensor (5) angeordnet ist, und
    - wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit (9) eingerichtet ist, den ansteuerbaren Elektromagneten (7) derart anzusteuern, dass das Magnetfeld (8) zum Einleiten der schwingungsreduzierenden Kräfte in das Bauteil (2) in Abhängigkeit der jeweilig erfassten Schwingung des Bauteils (2) geregelt wird.
  8. System gemäß Anspruch 6,
    aufweisend
    - wenigstens eine Steuer- und/oder Regeleinheit (9), die kommunikationstechnisch mit dem ansteuerbaren Elektromagneten (7) verbunden ist,
    - wobei der ansteuerbare Elektromagnet (7) radial außen zu einer radial äußeren Umlaufbahn (4) des als Laufschaufel ausgebildeten Bauteils (2) angeordneten angeordnet ist, und
    - wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit (9) eingerichtet ist, über den ansteuerbaren Elektromagneten (7) eine Schwingung des Bauteils (2) zu erfassen und den ansteuerbaren Elektromagneten (7) derart anzusteuern, dass das Magnetfeld (8) zum Einleiten der schwingungsreduzierenden Kräfte in das Bauteil (2) in Abhängigkeit der jeweilig erfassten Schwingung des Bauteils (2) geregelt wird.
  9. System (1) gemäß Anspruch 7 oder 8,
    aufweisend
    - wenigstens einen radial außen zu der radial äußeren Umlaufbahn (4) des Bauteils (2) angeordneten, kommunikationstechnisch mit der Steuer- und/oder Regeleinheit (9) verbundenen Positionssensor (10) zum Erfassen eines Zeitpunkts eines Durchgangs des Bauteils (2) durch eine vorgegebene Referenzposition und
    - wenigstens eine kommunikationstechnisch mit der Steuer- und/oder Regeleinheit (9) verbundene Sensoreinheit zum Erfassen von wenigstens einem Parameter einer Rotationsbewegung des Läufers (3),
    - wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit (9) eingerichtet ist, anhand des Parameters und des Zeitpunkts zu ermitteln, wann das Bauteil (2) einen Wirkbereich des ansteuerbaren Elektromagneten (7) erreicht.
  10. Fluidenergiemaschine, insbesondere Turbine oder Verdichter,
    aufweisend wenigstens ein System (1) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9.
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