ES2303944T3

ES2303944T3 - AMORTIGUATION PROCEDURE AND DEVICE FOR AMORTIGATING A TORSIONAL VIBRATION IN A ROTARY PROPULSOR TRAIN.

Info

Publication number: ES2303944T3
Application number: ES04735739T
Authority: ES
Inventors: Christof Sihler
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2008-09-01
Anticipated expiration: 2024-06-02
Also published as: CN1806384B; HK1095669A1; CN1806384A; DE10326816A1; DK1634368T3

Abstract

Procedimiento para la amortiguación de una vibración torsional en un tren propulsor rotatorio que presenta al menos una máquina eléctrica (13, 72, 82), aplicando la máquina eléctrica (13, 72, 82) en el tren propulsor un par de giro de amortiguación con una frecuencia predefinida de amortiguación, esencialmente en correspondencia con una frecuencia de resonancia del tren propulsor, y en fase opuesta a la velocidad angular de la vibración torsional, y almacenándose temporalmente (41; 41'') la energía en un circuito de corriente continua con una componente continua y alterna para la aplicación del par de giro de amortiguación extrayéndose la energía almacenada temporalmente de un circuito (31) de corriente alterna, al que está conectada la máquina eléctrica (13, 72, 82).Procedure for damping a torsional vibration in a rotary drive train that has at least one electric machine (13, 72, 82), applying the electric machine (13, 72, 82) on the drive train a damping torque with a predefined damping frequency, essentially in correspondence with a resonance frequency of the drive train, and in phase opposite to the angular velocity of the torsional vibration, and temporarily storing (41; 41 '') the energy in a direct current circuit with a continuous and alternating component for applying the damping torque by extracting temporarily stored energy from an alternating current circuit (31), to which the electric machine (13, 72, 82) is connected.

Description

Procedimiento y dispositivo de amortiguación para amortiguar una vibración torsional en un tren propulsor rotatorio.Procedure and damping device to dampen a torsional vibration in a drive train Rotary

La invención se refiere a un procedimiento para la amortiguación de una vibración torsional en un tren propulsor según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un dispositivo correspondiente de amortiguación según el preámbulo de la reivindicación 21.The invention relates to a method for damping a torsional vibration in a drive train according to the preamble of claim 1, as well as to a device corresponding damping according to the preamble of the claim 21.

En los trenes propulsores, que sirven para la transmisión del par de giro y que contienen un motor eléctrico o generador, se pueden producir vibraciones torsionales respectivas especialmente al existir una masa grande de elementos móviles o momentos grandes de inercia de masa del árbol y de los elementos fijados en el árbol junto con pequeñas amortiguaciones, típicas en especial en el material de acero. Debido a la pequeña amortiguación se necesitan sólo potencias relativamente pequeñas para activar una vibración torsional de resonancia (vibración torsional en una frecuencia de resonancia). En este sentido, la activación se puede llevar a cabo especialmente de forma mecánica y/o eléctrica. En la parte mecánica, las activaciones se pueden producir, por ejemplo, mediante cambios mecánicos de carga repentinos con un amplio espectro de frecuencia de activación. En la parte eléctrica, la conexión o desconexión de cargas pueden representar, por ejemplo, en un generador, una activación o mediante fenómenos transitorios electromagnéticos en la red se producen activaciones con la frecuencia de resonancia.On drive trains, which serve for torque transmission and containing an electric motor or generator, respective torsional vibrations can occur especially when there is a large mass of moving elements or great moments of mass inertia of the tree and the elements fixed on the tree along with small dampers, typical in Special in the steel material. Due to the small damping only relatively small powers are needed to activate a torsional resonance vibration (torsional vibration in a resonance frequency). In this sense, activation can be Carry out especially mechanically and / or electrically. In the mechanical part, activations can occur, for example, by sudden mechanical load changes with a wide activation frequency spectrum. In the electrical part, the connection or disconnection of loads may represent, for example, in a generator, an activation or through transient phenomena electromagnetic in the network activations occur with the resonance frequency

Las vibraciones torsionales de resonancia pueden provocar daños considerables en el tren propulsor o en elementos de éste, por ejemplo, en acoplamientos. Si falla el tren propulsor, es decir, si se rompe debido a la carga de torsión, los elementos conectados al tren propulsor se pueden destruir debido a la alta energía mecánica de los elementos rotatorios del tren propulsor. Aunque se detecten a tiempo los daños, las reparaciones resultan trabajosas y muy caras, especialmente por la parada durante el período de mantenimiento. A pesar de que es posible la simple desconexión de las máquinas al producirse las vibraciones torsionales mencionadas, ésta resulta económicamente desventajosa, por lo que se desarrollaron distintos sistemas para impedir estas vibraciones.Torsional resonance vibrations can cause considerable damage to the drive train or elements of this, for example, in links. If the drive train fails, it is say, if it breaks due to the torsion load, the elements connected to the drive train can be destroyed due to high mechanical energy of the rotating elements of the drive train. Even if damage is detected in time, repairs result laborious and very expensive, especially for the stop during the maintenance period Although simple is possible machine disconnection when vibrations occur torsional mentioned, this is economically disadvantageous, so different systems were developed to prevent these vibrations

En la patente estadounidense US5804949, por ejemplo, se describe un dispositivo que mediante una conexión controlada de capacidades y/o inductividades suprime vibraciones no deseadas en la parte de carga de un generador y de este modo suprime o al menos amortigua una activación de vibraciones en el árbol de accionamiento, al que está conectado el generador.In US Patent US5804949, for an example describes a device that through a connection controlled capabilities and / or inductivities suppress vibrations not desired in the load part of a generator and thus suppresses or at least dampens a vibration activation in the drive shaft, to which the generator is connected.

La desventaja de este dispositivo es que suprime sólo la activación de las vibraciones mediante la carga eléctrica, pero no amortigua directamente la vibración, por lo que no puede contrarrestar la activación que se origina en la parte mecánica.The disadvantage of this device is that it suppresses only the activation of vibrations by electric charge, but it doesn't directly dampen the vibration, so it can't counteract the activation that originates in the part mechanics.

Para la amortiguación directa de vibraciones torsionales en el tren propulsor de un generador, C.-J. Wu y Col. propone en "IE-EE Trans.Energy Conv.", tomo 8, pág. 63 y siguientes, 1993, un sistema con un acumulador temporal de energía, desde el que se puede transmitir la potencia activa al generador y contrarrestar así vibraciones en el tren propulsor. Para el almacenamiento temporal de energía se usa una bobina superconductora dispuesta en un circuito de corriente continua, estando conectado el circuito de corriente continua a la red eléctrica del generador mediante un circuito de tiristor y un transformador. La red se compone de una pluralidad de distintos consumidores independientemente unos de otros que conectan o desconectan cargas a corto plazo cargas. El objetivo original de la disposición descrita por C.-J. Wu y col. no es la amortiguación de vibraciones, sino la puesta a disposición de un acumulador temporal de energía para compensar diferencias de carga a corto plazo en la red. Al superponerse al control de la disposición un regulador que registra cambios de velocidad en el eje del generador y los contrarresta con ayuda de la disposición, se pueden amortiguar vibraciones torsionales en el tren propulsor que se perciben como cambio de velocidad en el eje del generador.For direct vibration damping torsionals in the drive train of a generator, C.-J. Wu et al. proposed in "IE-EE Trans.Energy Conv.", volume 8, P. 63 et seq., 1993, a system with a temporary accumulator of energy, from which the active power can be transmitted to the generator and thus counteract vibrations in the drive train. For temporary storage of energy a coil is used superconductor arranged in a direct current circuit, the DC circuit connected to the network generator generator using a thyristor circuit and a transformer. The network consists of a plurality of different consumers independently of each other connecting or Short-term loads disconnect loads. The original objective of the provision described by C.-J. Wu et al. is not the damping of vibrations, but the provision of a temporary accumulator of energy to compensate for short-term load differences in the net. By overlapping the control of the provision a regulator that records speed changes on the generator shaft and the counteract with the help of the layout, can be cushioned torsional vibrations in the drive train that are perceived as speed change in the generator shaft.

Con este procedimiento se podría realizar teóricamente una amortiguación directa de la vibración torsional. Sin embargo, en aplicaciones prácticas resulta inadecuado el procedimiento de C.-J. Wu y col., especialmente por las desventajas siguientes. En este procedimiento se registran y se amortiguan todos los cambios de velocidad, independientemente de si forman parte o no de una vibración torsional en resonancia. Esto puede originar fallos en el funcionamiento del generador.With this procedure you could perform theoretically a direct damping of torsional vibration. However, in practical applications the C.-J. procedure Wu et al., Especially because of the disadvantages following. In this procedure, all are recorded and buffered. speed changes, regardless of whether they are part or not of a torsional vibration in resonance. This may cause generator malfunctions.

Además, constituye un problema el uso en una red, a la que están conectados varios generadores, cuyos trenes propulsores presentan, dado el caso, frecuencias diferentes de resonancia, ya que la amortiguación de una vibración en un tren propulsor puede provocar la activación de una vibración en otro tren propulsor.In addition, the use in a network, to which several generators are connected, whose trains thrusters have, if necessary, different frequencies of resonance, since the damping of a vibration in a train propellant can cause the activation of a vibration in another train propeller.

La puesta a disposición de la energía para la amortiguación de banda ancha del tren propulsor requiere además el uso de la bobina superconductora de gran inductividad, a cuyo funcionamiento van asociadas otras desventajas.The provision of energy for the Broadband damping of the drive train also requires the use of the super inductive superconducting coil, at whose operation other disadvantages are associated.

El problema del uso de una bobina superconductora grande para la amortiguación de vibraciones radica, entre otras cosas, en que al entregarse una potencia en el intervalo de entre 10 Hz y 40 Hz se pueden producir pérdidas de campo alterno en el enrollado superconductor, que pueden originar la interrupción de la superconducción (Quench). Esto se podría evitar con un gran gasto técnico, pero el resultado sería una instalación no rentable. Además, en el procedimiento con una bobina grande, descrito por C.-J. Wu y col., se necesita de manera obligatoria mantener la bobina siempre bajo corriente, independientemente de la producción de una vibración, lo que origina pérdidas, en especial también en la zona del dispositivo de refrigeración.The problem of using a coil large superconductor for vibration damping lies, among other things, that when a power is delivered in the range between 10 Hz and 40 Hz losses of alternate field in the superconducting winding, which can cause the Superconduction interruption (Quench). This could be avoided. with a great technical expense, but the result would be an installation not profitable. Also, in the procedure with a large coil, described by C.-J. Wu et al., Is mandatory keep the coil always under current, regardless of the production of a vibration, which causes losses, especially also in the area of the cooling device.

Asimismo, la medición de las diferencias de velocidad del eje del generador como magnitud de regulación es propensa a fallos, ya que las diferencias de velocidad respecto a la velocidad de rotación del eje son muy pequeñas. Esto se debe, por una parte, a que los ejes giran a velocidades de rotación parcialmente superiores a 1000 revoluciones por minuto y además a que las velocidades angulares son muy pequeñas debido a la vibración torsional en ejes con un gran diámetro, por ejemplo, de más de 20 cm. De este modo, en el caso de trenes propulsores de grandes generadores, las vibraciones pueden originar esfuerzos críticos en aproximadamente 30 Hz con una amplitud de toda la torsión angular de una décima de grado. Teniendo en cuenta la alta velocidad angular del árbol debido a la rotación condicionada por el funcionamiento, la medición de estas torsiones angulares mediante una medición de la velocidad del árbol es propensa a fallos e insegura.Also, the measurement of differences in generator shaft speed as regulation magnitude is prone to failures, since the differences in speed with respect to the Shaft rotation speed are very small. This is due, for one part, to which the axes rotate at rotation speeds partially higher than 1000 revolutions per minute and also at that angular velocities are very small due to vibration torsional on shafts with a large diameter, for example, of more than 20 cm. Thus, in the case of large propeller trains generators, vibrations can cause critical efforts in approximately 30 Hz with an amplitude of the entire angular torque of a tenth grade. Considering the high angular speed of the tree due to the rotation conditioned by the operation, measuring these angular torsions by measuring Tree speed is prone to failures and insecure.

La patente US4377780 da a conocer un procedimiento y un dispositivo para la amortiguación de una vibración torsional en un tren propulsor rotatorio, en el que una máquina eléctrica aplica en el tren propulsor un par de giro de amortiguación en fase opuesta a la velocidad angular de la vibración torsional. La energía para el par de giro de amortiguación se pone a disposición al controlarse convenientemente un convertidor de corriente, al que está conectada una red de consumo de corriente continua y que está unido con la máquina eléctrica mediante un circuito de corriente alterna, de manera que en correspondencia con la potencia extraída para la amortiguación se pueden producir variaciones de la tensión en la red de corriente continua.US4377780 discloses a procedure and a device for damping a torsional vibration in a rotary drive train, in which a electric machine applies a torque of damping in phase opposite to the angular velocity of the vibration torsional The energy for the damping torque is set available when a converter is conveniently controlled current, to which a power consumption network is connected continuous and that is connected to the electric machine by a alternating current circuit, so that in correspondence with the power extracted for damping can occur voltage variations in the direct current network.

La patente US5537967 da a conocer un sistema de regulación para un accionamiento híbrido de un vehículo, en el que la máquina eléctrica del accionamiento híbrido se utiliza para amortiguar vibraciones derivadas de la cinemática de la máquina de combustión interna de émbolo. La amortiguación se realiza con una frecuencia proporcional al número de revoluciones de la máquina de combustión interna de émbolo. Se da a conocer además una batería como acumulador de energía para la máquina eléctrica.US5537967 discloses a system of regulation for a hybrid drive of a vehicle, in which The hybrid drive electric machine is used to dampen vibrations derived from the kinematics of the machine internal combustion of piston. The damping is done with a frequency proportional to the speed of the machine internal combustion of piston. A battery is also disclosed As an energy accumulator for the electric machine.

La invención tiene el objetivo de proporcionar un procedimiento y un dispositivo para la amortiguación de vibraciones torsionales en trenes propulsores rotatorios, debiéndose realizar la amortiguación con el menor gasto posible y debiéndose suprimir vibraciones de resonancia en el tren propulsor. Además, la amortiguación de varios trenes propulsores de distintas máquinas eléctricas, conectadas a una red, dado el caso, con diferentes frecuencias de resonancia por torsión, se debe realizar con el menor gasto posible.The invention aims to provide a procedure and a device for damping torsional vibrations on rotary drive trains, due to perform the damping with the lowest possible expense and due suppress resonance vibrations in the drive train. Besides, the damping of several drive trains of different machines electrical, connected to a network, if necessary, with different torsion resonance frequencies, should be performed with the least possible expense.

Estos objetivos relativos al procedimiento se consiguen mediante las características de la reivindicación 1 y las relativas al dispositivo mediante las características de la reivindicación 21.These objectives related to the procedure are achieved by the characteristics of claim 1 and the related to the device using the characteristics of the claim 21.

La invención tiene como objetivo que se amortigüen exclusivamente vibraciones torsionales que sean problemáticas durante el funcionamiento de una instalación que presenta un tren propulsor con una máquina eléctrica. Se consideran problemáticas, por ejemplo, aquellas vibraciones torsionales con una frecuencia determinada que pueden provocar daños en elementos de la instalación. Esto tiene la ventaja de que se puede minimizar la potencia usada de amortiguación.The invention aims at cushion only torsional vibrations that are problems during the operation of an installation that It presents a powertrain with an electric machine. They are considered problematic, for example, those torsional vibrations with a determined frequency that can cause damage to elements of the installation. This has the advantage that you can minimize the used damping power.

La amortiguación se realiza según la invención en correspondencia con una amortiguación mecánica clásica. La amortiguación se aplica en fase opuesta a la velocidad angular de la vibración torsional. Esto es ventajoso, porque así se usa adecuadamente la energía para la amortiguación de la vibración torsional. La vibración torsional de un tren propulsor se puede representar simplificadamente en forma de la ecuación diferencial de un vibrador torsional
simple:The damping is carried out according to the invention in correspondence with a classical mechanical damping. The damping is applied in phase opposite to the angular velocity of the torsional vibration. This is advantageous, because thus the energy is properly used for damping torsional vibration. The torsional vibration of a drive train can be simplified in the form of the differential equation of a torsional vibrator
simple:

I \Phi \text{**} + c_{\Phi} \Phi \text{*} + k_{\Phi} \Phi = 0I \ Phi \ text {**} + c _ {\ Phi} \ Phi \ text {*} + k _ {\ Phi} \ Phi = 0

Siendo I el momento de inercia de masa del vibrador, c_{\Phi} la constante de la amortiguación torsional, k_{\Phi} la constante del muelle de torsión. \Phi es la magnitud del recorrido, dependiente del tiempo, de la vibración torsional. La primera derivación de la magnitud del recorrido según el tiempo es la velocidad angular \Phi* y la segunda derivación de la magnitud del recorrido según el tiempo es la aceleración angular \Phi**. Un par de giro de amortiguación es entonces efectivo, si se aplica el par de giro máximo al pasarse la posición cero de la magnitud del recorrido, o sea, en fase opuesta a la velocidad angular.Being I the moment of mass inertia of the vibrator, c \ \ Phi the torsional damping constant, k \ Phi the torsion spring constant. \ Phi is the magnitude of travel, time dependent, of torsional vibration. The first derivation of the magnitude of the route according to time is the angular velocity \ Phi * and the second derivation of the magnitude of travel according to time is angular acceleration \ Phi **. A damping torque is then effective, if the maximum torque is applied when the zero position of the magnitude of the route, that is, in phase opposite to the speed angular.

Se amortigua preferentemente un tren propulsor que presenta al menos una máquina para la transformación electromecánica de la energía que puede ser, por ejemplo, un generador y/o un motor. La máquina puede ser una máquina sincrónica o asincrónica. El tren propulsor puede ser, por ejemplo, una turbina de vapor con generador conectado, una instalación eólica con generador, una turbina hidroeléctrica con generador o un acumulador temporal de energía eléctrica con un volante, un motor que acciona el volante, y un generador. El acumulador temporal de energía eléctrica puede presentar también una máquina eléctrica para el accionamiento y la parada del volante. La máquina eléctrica puede ser también, por ejemplo, un motor de una instalación de laminación. Durante el funcionamiento según el fin, el tren propulsor de las instalaciones descritas aquí gira normalmente de forma continua. En este caso puede girar continuamente a una velocidad angular constante o a una velocidad variable con una dirección exacta en un intervalo situado entre dos velocidades angulares, incluyendo procesos de conexión y desconexión. El procedimiento según la invención se puede utilizar también en instalaciones, en las que se trata especialmente de amortiguar vibraciones que se originan durante el proceso de conexión y/o desconexión.A drive train is preferably damped which presents at least one machine for transformation electromechanical energy that can be, for example, a generator and / or an engine. The machine can be a synchronous machine or asynchronous. The drive train can be, for example, a turbine of steam with connected generator, a wind installation with generator, hydroelectric turbine with generator or accumulator Temporary electric power with a steering wheel, a motor that drives The steering wheel, and a generator. The temporary energy accumulator electric can also present an electric machine for the Drive and flywheel stop. The electric machine can be also, for example, an engine of a rolling mill. During operation according to the end, the drive train of the Facilities described here normally rotate continuously. In this case can rotate continuously at an angular speed constant or at a variable speed with an exact direction in a interval between two angular speeds, including connection and disconnection processes. The procedure according to invention can also be used in installations, in which especially try to dampen vibrations that originate during the connection and / or disconnection process.

La máquina eléctrica está conectada a un multipolo eléctrico que puede accionar la máquina y/o puede extraer potencia de la máquina. El multipolo puede representar una red de corriente trifásica o una red simple de corriente alterna o continua. El multipolo puede ser una red pública de suministro o una red de suministro interno de fábrica. Si con la máquina eléctrica se abastece una red fija (por ejemplo, una red pública de suministro), se puede elevar el efecto de la amortiguación según la invención cuando la red de suministro de la máquina eléctrica con el dispositivo de amortiguación se desacopla de la red fija mediante una inductividad (por ejemplo, inductor o transformador). Con esta medida se eleva ventajosamente la inductividad inicial de la red de suministro para la potencia activa proporcionada por el dispositivo de amortiguación. Esto es válido para una máquina eléctrica que se abastece con una red
fija.The electric machine is connected to an electric multi-pin that can drive the machine and / or extract power from the machine. The multipole can represent a three-phase network or a simple network of alternating or direct current. The multiple can be a public supply network or an internal factory supply network. If a fixed network (for example, a public supply network) is supplied with the electric machine, the damping effect according to the invention can be increased when the supply network of the electric machine with the damping device is decoupled from the fixed network through an inductivity (for example, inductor or transformer). With this measure, the initial inductivity of the supply network for the active power provided by the damping device is advantageously increased. This is valid for an electric machine that is supplied with a network
fixed.

Según la invención, el dispositivo de amortiguación se sintoniza con una frecuencia de resonancia de una vibración torsional, lo que permite minimizar, por una parte, los requisitos relativos a la precisión del dispositivo de medición y, por otra parte, la potencia usada para la amortiguación. La amortiguación con la frecuencia de resonancia tiene además la siguiente ventaja. Normalmente no se varían durante años en su disposición las instalaciones de generador con las correspondientes turbinas y las masas movidas u otras instalaciones con máquinas eléctricas de un orden de magnitud comparable. Por tanto, tampoco varían esencialmente las frecuencias de resonancia de las vibraciones torsionales del tren propulsor. El dispositivo puede estar sintonizado con la frecuencia de resonancia más baja del tren propulsor o con una frecuencia más alta de resonancia torsional. La sintonización se puede realizar también con una frecuencia variable que se sitúa, por ejemplo, hasta el 3% por encima o por debajo de una frecuencia de resonancia. La sintonización de la frecuencia puede fijarse según el tipo de construcción y no hay que regularla. Resulta suficiente cuando la regulación del dispositivo según la invención regula la amplitud y la posición de fase de la amortiguación. Al sintonizarse el dispositivo con una frecuencia de resonancia se puede lograr también una ventaja relativa a los costos.According to the invention, the device of damping is tuned to a resonant frequency of a torsional vibration, which minimizes, on the one hand, the requirements regarding the accuracy of the measuring device and, on the other hand, the power used for damping. The damping with the resonant frequency also has the Next advantage. Normally they don't vary for years in their arrangement of the generator facilities with the corresponding turbines and moving masses or other installations with machines electrical of an order of comparable magnitude. Therefore, neither essentially the resonance frequencies of the torsional vibrations of the drive train. The device can be tuned to the lowest resonant frequency of the train propellant or with a higher frequency of torsional resonance. The tuning can also be performed with a variable frequency which is, for example, up to 3% above or below a resonant frequency Frequency tuning It can be fixed according to the type of construction and should not be regulated. It is sufficient when the device regulation according to the invention regulates the amplitude and phase position of the damping When the device is tuned to a frequency of resonance can also be achieved a relative advantage to costs

La invención se usa ventajosamente para la amortiguación torsional en trenes propulsores, cuya vibración torsional de resonancia presenta un factor de calidad de 500 o más. En caso de pequeñas amortiguaciones, el factor de calidad es en aproximación exacta indirectamente proporcional al decremento logarítmico de una vibración y describe el comportamiento de atenuación. El procedimiento se puede usar también ventajosamente al existir un factor de calidad superior a 300 ó 150. Las vibraciones torsionales, que presentan este factor alto de calidad, se producen normalmente en grandes instalaciones de gran masa.The invention is advantageously used for the torsional damping on drive trains, whose vibration Torsional resonance has a quality factor of 500 or more. In case of small buffers, the quality factor is in exact approximation indirectly proportional to the decrease logarithmic of a vibration and describes the behavior of attenuation. The procedure can also be used advantageously when there is a quality factor greater than 300 or 150. The vibrations torsional, which present this high quality factor, are produced normally in large mass installations.

La invención se puede usar alternativamente también ventajosamente en trenes propulsores, cuya vibración torsional de resonancia presenta un factor de calidad inferior a 150, por ejemplo, en instalaciones de producción. Si se amortiguan según la invención vibraciones torsionales en instalaciones de producción, esto ofrece la ventaja de aumentar la exactitud de la fabricación.The invention can be used alternatively also advantageously on drive trains, whose vibration torsional resonance has a lower quality factor than 150, for example, in production facilities. If they are cushioned according to the invention torsional vibrations in installations of production, this offers the advantage of increasing the accuracy of the manufacturing.

El factor de calidad con el par de giro de amortiguación, aplicado según la invención, se sitúa preferentemente por debajo de 200. Sin embargo, el factor de calidad con par de giro aplicado de amortiguación puede ser también ventajosamente inferior, por ejemplo, a 150 ó a 100. Es posible también un factor de calidad inferior a 70, según el efecto de la amortiguación. Un factor bajo de calidad tiene la ventaja de atenuar rápidamente la vibración.The quality factor with the torque of damping, applied according to the invention, is preferably located below 200. However, the quality factor with a couple of Applied damping rotation can also be advantageously lower, for example, at 150 or 100. A factor is also possible less than 70 quality, depending on the damping effect. A Low quality factor has the advantage of quickly attenuating the vibration.

En una forma preferida de realización de la invención se regula la amplitud o la potencia del par de giro de amortiguación en dependencia de una magnitud de regulación. El regulador utiliza como magnitud inicial una magnitud de regulación que representa la carga mecánica por torsión (esfuerzo de torsión) en al menos un punto del tren propulsor. El esfuerzo de torsión del tren propulsor se mide preferentemente en al menos un punto, en el que la carga es máxima. Esto permite detectar vibraciones torsionales con una especial precisión y sin errores. Particularmente en trenes propulsores con grandes diámetros puede ser muy alto el esfuerzo de torsión debido a una vibración torsional, incluso en caso de ángulos de torsión relativamente pequeños. Por tanto, la medición del esfuerzo mecánico en un punto adecuado ofrece ventajas en relación con una simple medición de la velocidad angular en el árbol de la máquina eléctrica, aunque en caso de una preparación adecuada de la señal también pueda estar prevista una medición de la velocidad angular en la máquina. El uso del esfuerzo de torsión como magnitud de regulación de la intensidad de la amortiguación tiene la ventaja de que los pares de giro aplicados se usan convenientemente para amortiguar la vibración torsional y en caso de existir un ajuste adecuado del regulador no provocan una sobrecompensación, es decir, una activación de la vibración.In a preferred embodiment of the invention regulates the amplitude or power of the torque of damping depending on a magnitude of regulation. He regulator uses a regulation quantity as initial quantity which represents the mechanical torsional load (torque) at least one point of the drive train. The torque of the drive train is preferably measured at least one point, in the That the load is maximum. This allows to detect vibrations torsional with special precision and without errors. Particularly in propeller trains with large diameters can the torque is very high due to a vibration torsional, even in case of relatively torsional angles little ones. Therefore, the measurement of mechanical stress at one point adequate offers advantages in relation to a simple measurement of the angular speed in the tree of the electric machine, although in case of proper signal preparation may also be provided a measurement of the angular speed in the machine. The use of the torque as a magnitude of regulation of the damping intensity has the advantage that the pairs of Applied spin are conveniently used to dampen vibration torsional and if there is an adequate adjustment of the regulator cause overcompensation, that is, an activation of the vibration.

La magnitud de regulación se puede determinar a partir de la señal de medición de un sensor o a partir de las señales de medición de varios sensores. Por tanto, varios sensores pueden tener la ventaja de que mediante la preparación adecuada de la señal de los sensores se pueden filtrar magnitudes perturbadoras. Un sensor puede tener la ventaja de condicionar un gasto menor para el desmontaje y montaje del dispositivo de medición. Si se utilizan varios sensores, estos se pueden instalar preferentemente en distintas posiciones del tren propulsor. Las distintas posiciones pueden estar separadas entre sí de forma acimutal o axial respecto al tren propulsor. Así, por ejemplo, resulta ventajosa una disposición de dos sensores de medición de la extensión de la torsión en dos posiciones opuestas del tren propulsor, de modo que ambos sensores formen un ángulo acimutal de 180º.The magnitude of regulation can be determined at from the measurement signal of a sensor or from the measurement signals of several sensors. Therefore, several sensors they can have the advantage that by properly preparing The signal from the sensors can be filtered disturbing quantities. A sensor can have the advantage of conditioning a lower expense for the disassembly and assembly of the measuring device. If used several sensors, these can preferably be installed in different positions of the drive train. The different positions they can be azimuthal or axially separated from each other to the drive train. Thus, for example, it is advantageous to arrangement of two sensors measuring the extent of the torsion in two opposite positions of the drive train, so that both sensors form an azimuth angle of 180º.

Al procesarse adecuadamente las señales de salida de los sensores se pueden filtrar magnitudes perturbadoras, condicionadas por una propiedad del árbol de accionamiento que varía en la circunferencia. En caso de una preparación adecuada de la señal también son posibles otros ángulos acimutales, por ejemplo, de 30º ó 90º. Con preferencia se pueden instalar también varios sensores separados axialmente entre sí. Los sensores de medición de la extensión de la torsión, separados axialmente entre sí, son ventajosos en especial cuando se desconoce primero la forma propia exacta de la vibración torsional de resonancia y el lugar del esfuerzo mecánico máximo.When properly processed signals output of the sensors can be filtered disturbing quantities, conditioned by a property of the drive shaft that varies in the circumference In case of proper preparation of the signal are also possible other azimuthal angles, for example of 30th or 90th. Preferably you can also install several sensors axially separated from each other. The measurement sensors of the torsion extension, axially separated from each other, are advantageous especially when the proper form is unknown first exact torsional resonance vibration and the place of maximum mechanical stress

Si el esfuerzo de torsión se mide con ayuda de uno o varios sensores de medición de la velocidad angular, los dos dispositivos de medición de la velocidad angular, separados axialmente entre sí, ofrecen ventajas especiales, ya que de este modo se puede determinar a partir de la señal diferencial el esfuerzo de torsión de los elementos del tren propulsor, situados entre ambos sensores.If the torque is measured with the help of one or more angular velocity measurement sensors, both angular velocity measuring devices, separated axially with each other, they offer special advantages, since this mode can be determined from the differential signal the torque of the drive train elements, located between both sensors.

La velocidad angular del árbol de la máquina eléctrica está sujeta durante el funcionamiento continuo a cambios que pueden dificultar en gran medida o imposibilitar la determinación del esfuerzo de torsión, incluso en caso de una magnitud mínima. Aquí se ha de tener en cuenta que la velocidad angular es muy pequeña respecto a la velocidad angular constante del árbol debido a la vibración torsional. Por tanto, en instalaciones grandes de generador son usuales velocidades angulares superiores a 1000 revoluciones/minuto. Debido a la alta rigidez del muelle de torsión, condicionada por los gruesos trenes propulsores, se producen sólo pequeñas desviaciones en presencia de vibraciones torsionales. En unión con la frecuencia, a menudo baja, de la primera vibración torsional de resonancia, por ejemplo, de entre 10 y 40 Hz, esto provoca pequeñas velocidades angulares de la vibración torsional. Estas pequeñas velocidades angulares de torsión pueden representar un gran problema en la técnica de medición. Por lo tanto, es ventajosa la medición mediante una señal diferencial de dos sensores separados axialmente entre sí. Sin embargo, al usarse un sensor suficientemente preciso con una preparación muy buena de la señal es posible también el uso de un solo
sensor.The angular speed of the shaft of the electric machine is subject during continuous operation to changes that can greatly hinder or prevent the determination of torque, even in the case of a minimum magnitude. Here it must be taken into account that the angular velocity is very small with respect to the constant angular velocity of the tree due to torsional vibration. Therefore, in large generator installations, angular speeds greater than 1000 revolutions / minute are usual. Due to the high rigidity of the torsion spring, conditioned by the thick drive trains, only small deviations occur in the presence of torsional vibrations. Together with the often low frequency of the first torsional resonance vibration, for example, between 10 and 40 Hz, this causes small angular velocities of the torsional vibration. These small angular torsion speeds can be a big problem in the measurement technique. Therefore, the measurement by a differential signal of two axially separated sensors is advantageous. However, when using a sufficiently precise sensor with a very good signal preparation it is also possible to use only one
sensor.

La invención se puede realizar ventajosamente con distintos tipos de sensores. Si el esfuerzo de torsión se mide con ayuda de sensores de velocidad angular, se pueden usar todos los sensores ópticos de velocidad angular conocidos en sí. Estos resultan ventajosos, porque miden sin contacto, su uso está probado y además son económicos.The invention can be advantageously carried out. With different types of sensors. If the torque is measured with the help of angular velocity sensors, all the optical angular velocity sensors known per se. These they are advantageous, because they measure without contact, their use is proven And they are also economical.

El esfuerzo de torsión se mide preferentemente de manera directa. A tal efecto, se pueden utilizar, por ejemplo, calibres extensométricos que se fijan, por ejemplo, mediante pegado, en el árbol. En este caso resultan adecuados calibres extensométricos largos con varias bandas situadas en paralelo debido a las pequeñas extensiones especialmente en árboles de grandes diámetros. Con los calibres extensométricos se mide directamente el esfuerzo mecánico, lo que puede significar una ventaja respecto a las mediciones indirectas.The torque is preferably measured directly. For this purpose, they can be used, for example, strain gauges that are set, for example, by gluing, in the tree. In this case, calibres are suitable long strain gauges with several bands located in parallel due to small extensions especially in large trees diameters With strain gauges, the mechanical stress, which can mean an advantage over indirect measurements.

Preferentemente se realiza una medición sin contacto del esfuerzo de torsión, por ejemplo, mediante un sensor magnetoestrictivo. De la práctica se conocen distintos sensores para la medición magnetoestrictiva del esfuerzo de torsión, por ejemplo, "el sensor de par de giro sin contacto" del Instituto de Matemática Técnica y Económica (ITWM, por sus siglas en alemán) de Fraunhof en Kaiserslautern (ficha técnica Fraunhofer ITWM 2001). Los sensores magnetoestrictivos son especialmente ventajosos para el uso en árboles grandes debido a su alta precisión. Para poder excluir efectos perturbadores, que se pueden originar, por ejemplo, debido a inhomogeneidades del material que gira con el árbol, es posible instalar varios sensores en dirección circunferencial del árbol.Preferably a measurement is made without torque contact, for example, by a sensor magnetostrictive Different sensors are known from practice for magnetostrictive measurement of torque, for example, "the contactless turning torque sensor" of the Institute of Technical and Economic Mathematics (ITWM) of Fraunhof in Kaiserslautern (data sheet Fraunhofer ITWM 2001). The magnetostrictive sensors are especially advantageous for the use on large trees due to its high accuracy. To exclude disturbing effects, which may arise, for example, due to inhomogeneities of the material that rotates with the tree, it is possible to install several sensors in the circumferential direction of the tree.

La señal de medición del sensor o de los sensores se procesa para usarla con el fin de regular la amortiguación. A partir de la magnitud de regulación, obtenida de la señal de medición de uno o varios sensores, se deriva preferentemente una magnitud de retorno. La magnitud de retorno representa aquí preferentemente la velocidad angular provocada por la vibración torsional de resonancia. Si esta velocidad angular se determina, según se describe arriba, de manera directa a partir de la diferencia de la señal de dos sensores de medición de velocidad angular, entonces esta señal se sigue filtrando ventajosamente sólo para obtener la magnitud de retorno. En su caso están previstos otros pasos de procedimiento para suprimir magnitudes perturbadoras. Si el esfuerzo de torsión se mide directamente, las magnitudes determinadas de recorrido se pueden derivar para obtener una magnitud en correspondencia con la velocidad angular de la vibración torsional. A tal efecto, la señal de medición filtrada se desfasa y se invierte ventajosamente. Si el desplazamiento total de fase en el circuito de regulación asciende esencialmente a 90º, entonces se obtiene con la inversión una magnitud que está en fase opuesta a la velocidad angular de la vibración torsional. Si antes o después del desplazamiento de fase y de la inversión se procesa la señal con un filtro, que está diseñado de manera que la señal emitida es principalmente una señal de vibración en correspondencia con una frecuencia torsional de resonancia del tren propulsor, esto ofrece la ventaja de que el dispositivo de amortiguación use la potencia aplicada principal o exclusivamente para amortiguar la vibración torsional de resonancia.The measurement signal of the sensor or of the sensors are processed for use in order to regulate the damping From the magnitude of regulation, obtained from The measurement signal of one or more sensors is derived preferably a magnitude of return. The magnitude of return here it preferably represents the angular velocity caused by torsional resonance vibration. If this angular velocity is determines, as described above, directly from the difference of the signal of two speed measurement sensors angular, then this signal is still advantageously filtered only to get the magnitude of return. In their case they are planned other procedural steps to suppress disturbing quantities. If the torque is measured directly, the magnitudes certain routes can be derived to obtain a magnitude corresponding to the angular velocity of the vibration torsional For this purpose, the filtered measurement signal is offset and it is invested advantageously. If the total phase shift in the regulation circuit essentially rises to 90º, then it it obtains with the investment a magnitude that is in opposite phase to the angular velocity of torsional vibration. If before or after phase shift and inversion the signal is processed with a filter, which is designed so that the emitted signal is mainly a vibration signal in correspondence with a torsional frequency of the drive train resonance, this offers the advantage that the damping device uses the power applied primarily or exclusively to dampen vibration torsional resonance.

La amortiguación de la vibración torsional se produce en el caso del procedimiento según la invención con el dispositivo de amortiguación según la invención al generarse la potencia activa en la máquina. De este modo se frena o acelera la máquina en dependencia de la posición de fase de la vibración torsional y del par de giro de amortiguación. Según la invención se usa un acumulador temporal de energía, en el que se almacena temporalmente energía, que se extrae de la máquina eléctrica en una fase de frenado, para volver a aplicarla en la máquina en la próxima fase de aceleración como potencia activa. La energía se puede extraer también alternativamente de otro portador de energía. Si el multipolo conectado a la máquina eléctrica es un circuito de corriente alterna, entonces como acumulador temporal de energía se utiliza según la invención un circuito de corriente continua con componente de vibración que se puede identificar también como componente de corriente alterna.The damping of the torsional vibration is produces in the case of the process according to the invention with the damping device according to the invention when the active power in the machine. This slows or accelerates the machine depending on the phase position of the vibration torsional and torque damping. According to the invention, use a temporary energy store, in which it is stored temporarily energy, which is extracted from the electric machine in a braking phase, to reapply it to the machine in the next phase of acceleration as active power. The energy is it can also alternatively extract from another energy carrier. If the multiple connected to the electric machine is a circuit of alternating current, then as a temporary energy accumulator uses according to the invention a direct current circuit with vibration component that can also be identified as AC component.

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Como acumulador temporal de energía en el circuito de corriente continua resulta especialmente adecuada una bobina, ya que ésta tiene de manera ventajosa una gran capacidad de almacenamiento de energía. Alternativamente es posible también usar en el circuito de corriente continua una disposición de capacidades y/o inductividades y/o resistencias óhmicas adicionales como acumulador temporal de energía.As a temporary energy accumulator in the DC circuit is especially suitable a coil, since this advantageously has a large capacity of Energy storage. Alternatively it is also possible to use in the direct current circuit an arrangement of capacities and / or inductivities and / or additional ohmic resistances such as temporary energy accumulator.

Si como acumulador temporal de energía se usa una bobina, esta bobina es ventajosamente una bobina con o sin núcleo de hierro, enfriada con aire o agua. Estas se diferencian, por ejemplo, de las bobinas superconductoras, por los costos esencialmente más bajos de adquisición y mantenimiento. Sin embargo, es posible también usar una bobina diferente a las mencionadas aquí. También es posible una combinación de bobinas. La inductividad total de la al menos una bobina asciende preferentemente a menos de 5 mH. El uso de bobinas de baja inductividad permite ahorrar costos y lograr una forma constructiva compacta del dispositivo de amortiguación. En el caso de instalaciones más grandes o frecuencias bajas de resonancia pueden resultar ventajosas también las bobinas más grandes, por ejemplo, de hasta 10 mH o incluso 20 mH o más (por ejemplo, 50 mH). En determinadas aplicaciones pueden ser suficientes y ventajosas también inductividades totales que sean inferiores a 3 mH o incluso 1 mH. Otra ventaja especialmente importante del uso de pequeñas inductividades radica en la posibilidad de recargar con rapidez la bobina. El establecimiento de la corriente en la bobina se puede realizar en un período corto de tiempo, por ejemplo, en pocos milisegundos. La bobina no se ha de mantener continuamente bajo corriente y se puede cargar, dado el caso, sólo al producirse una vibración torsional de resonancia durante el primer período. Por tanto, el dispositivo de amortiguación puede ahorrar pérdidas que se podrían producir al mantenerse la bobina bajo corriente.If as a temporary energy accumulator it is used a coil, this coil is advantageously a coil with or without iron core, cooled with air or water. These differ, for example, of superconducting coils, for the costs essentially lower acquisition and maintenance. But nevertheless, it is also possible to use a coil other than those mentioned here. A combination of coils is also possible. Inductivity total of the at least one coil preferably amounts to less than 5 mH The use of low inductance coils saves costs and achieve a compact constructive form of the device damping In the case of larger installations or low resonance frequencies can also be advantageous larger coils, for example, up to 10 mH or even 20 mH or more (for example, 50 mH). In certain applications they can be sufficient and also advantageous total inductivities that are less than 3 mH or even 1 mH. Another advantage especially important use of small inductivities lies in the possibility to recharge the coil quickly. The establishment of the current in the coil can be realized in a short period of time, for example, in a few milliseconds. The coil must not be keep continuously under current and can be charged, given the case, only when a torsional resonance vibration occurs during the first period. Therefore, the device damping can save losses that could occur when Keep the coil under current.

El circuito de corriente continua se conecta de manera ventajosa al circuito de corriente alterna mediante un convertidor de corriente. Éste es preferentemente un circuito puente de 6 pulsos en caso de un circuito de corriente trifásica con una frecuencia de la red por encima de la frecuencia torsional de resonancia que se va a amortiguar. Alternativamente es posible también usar un circuito puente de 12 pulsos u otros circuitos. Si la frecuencia torsional de resonancia se encuentra por encima de la frecuencia de la red del circuito de corriente alterna, pueden resultar adecuados convertidores de corriente diferentes a los mencionados aquí. En caso de un circuito puente de 6 pulsos u otros convertidores de corriente con tiristores, la corriente del circuito de corriente continua se regula mediante un control adecuado del ángulo de encendido de los tiristores. El control del tiristor se realiza aquí sobre la base de métodos, conocidos en sí, de la técnica de conversión de corriente.The DC circuit is connected from advantageous way to the alternating current circuit by means of a power converter This is preferably a bridge circuit. 6-pulse in the case of a three-phase current circuit with a network frequency above the torsional frequency of resonance to be damped. Alternatively it is possible also use a 12 pulse bridge circuit or other circuits. Yes the torsional resonance frequency is above the network frequency of the alternating current circuit, can be suitable current converters other than mentioned here. In case of a 6-pulse or other bridge circuit current converters with thyristors, the current DC circuit is regulated by a control adequate of the angle of ignition of the thyristors. The control of Thyristor is performed here based on methods, known per se, of the current conversion technique.

En otra variante preferida de la invención se utiliza un condensador como acumulador de energía en el lado de la corriente continua del convertidor de corriente. Esto tiene la ventaja de que el lado de la corriente continua se puede accionar con control de la tensión y en el convertidor de corriente se pueden usar también, por ejemplo, transistores IGBT. Esto ofrece la ventaja de que las válvulas del convertidor de corriente se pueden conectar independientemente de la frecuencia de la red en el lado de la corriente alterna del convertidor de corriente y de este modo se puede lograr una potencia activa en el multipolo casi con cualquier frecuencia, incluso claramente superior a la frecuencia de la red, por ejemplo, el doble. El control de la tensión del convertidor de corriente IGBT se realiza de un modo conocido del estado de la técnica.In another preferred variant of the invention, uses a capacitor as an energy accumulator on the side of the direct current of the current converter. This has the advantage that the direct current side can be operated With voltage control and in the current converter you can also use, for example, IGBT transistors. This offers the advantage that the current converter valves can be connect regardless of the frequency of the network on the side of the alternating current of the current converter and thus it can achieve active power in the multipolus with almost any frequency, even clearly higher than the network frequency, for example, double. Converter voltage control IGBT current is performed in a known way of the state of the technique.

Representan también una alternativa ventajosa los tiristores GTO que funcionan con control de la corriente y que se pueden desconectar. En el caso de los tiristores GTO se pueden usar ventajosamente bobinas como acumuladores de energía. Como los tiristores GTO se pueden desconectar, es posible generar una potencia activa con frecuencias claramente más elevadas que la frecuencia de la red. Los tiristores GTO ofrecen también la ventaja de ser económicos. Para los tiristores GTO se precisa en general un circuito de control más potente que para los tiristores, ya que la desconexión requiere una corriente alta de control. La invención se usa preferentemente para la amortiguación de una vibración torsional en un tren propulsor con una máquina eléctrica que es una máquina sincrónica. Esto tiene la ventaja de que la frecuencia de la red queda fijada mediante el número de revoluciones de la máquina sincrónica. De este modo se puede diseñar adecuadamente el convertidor de corriente en caso de una frecuencia conocida de la vibración torsional y una frecuencia conocida de la red o un intervalo conocido de la frecuencia de la red. Si la frecuencia de la red se sitúa en un intervalo superior a la frecuencia torsional que se va a amortiguar, se pueden utilizar, por ejemplo, los circuitos puente de 6 ó 12 pulsos mencionados arriba.They also represent an advantageous alternative GTO thyristors that work with current control and that They can be disconnected. In the case of GTO thyristors you can advantageously use coils as energy accumulators. Like the GTO thyristors can be disconnected, it is possible to generate a active power with frequencies clearly higher than the network frequency GTO thyristors also offer the advantage of being cheap. For GTO thyristors, a general more powerful control circuit than for thyristors, since the Disconnection requires a high control current. The invention is preferably used for damping a vibration torsional on a powertrain with an electric machine that is a synchronous machine This has the advantage that the frequency of the network is set by the machine speed synchronous In this way you can properly design the current converter in case of a known frequency of the torsional vibration and a known network frequency or a known range of network frequency. If the frequency of the network is in a range greater than the torsional frequency that will be cushioned, for example, the 6 or 12 pulse bridge circuits mentioned above.

Según el caso de la aplicación, la posibilidad de aplicar el procedimiento en la máquina asincrónica o en la máquina sincrónica requiere un gasto técnico adicional, por ejemplo, en el caso de un accionamiento con número variable de revoluciones. Este gasto comprende la adaptación del convertidor de corriente a la frecuencia de la red variable, dado el caso, en un intervalo mayor.Depending on the case of the application, the possibility of applying the procedure in the asynchronous machine or in the synchronous machine requires an additional technical expense, for example, in the case of a drive with variable speed. This expense includes adapting the current converter to the frequency of the variable network, if necessary, in an interval higher.

Ventajosamente, el convertidor de corriente con su lado situado del lado de la corriente alterna se separa por galvanización del circuito de corriente alterna. Esto tiene la ventaja de que la tensión en el lado del convertidor de corriente se puede ajustar mediante la relación de transmisión del transformador. Este ajuste se realiza en dependencia de la tensión en el circuito de corriente alterna, al que está acoplada la máquina eléctrica. Es posible también una disposición sin separación galvánica, pudiéndose obtener ventajas al prescindirse del transformador.Advantageously, the current converter with its side located on the side of the alternating current is separated by AC circuit galvanization. This has the advantage of the voltage on the side of the current converter can be adjusted by the transmission ratio of the transformer. This adjustment is made depending on the voltage in the alternating current circuit, to which the machine is coupled electric An arrangement without separation is also possible galvanic, being able to obtain advantages when dispensing with transformer.

A partir de la magnitud de retorno del circuito de regulación se forma con medidas adecuadas un valor nominal para el control de fase de la regulación de corriente o de la regulación de tensión en el circuito de corriente continua. A tal fin, una componente de vibración o componente alterna, que representa la magnitud de retorno y por consiguiente tiene una frecuencia que equivale esencialmente a la frecuencia torsional de resonancia que se va a amortiguar, se suma ventajosamente con una componente de corriente continua o componente continua. Si el convertidor de corriente se controla con el valor nominal formado de este modo, entonces se produce una potencia de amortiguación en la máquina en correspondencia con la componente de vibración del valor nominal.From the magnitude of return of the circuit A nominal value is formed with appropriate measures for phase control of current regulation or regulation of voltage in the DC circuit. To that end, a vibration component or alternating component, which represents the magnitude of return and therefore has a frequency that essentially equivalent to the torsional resonance frequency that it is going to be buffered, it is advantageously added with a component of direct current or continuous component. If the converter current is controlled with the nominal value formed in this way, then a damping power is produced in the machine in correspondence with the vibration component of the value nominal.

La intensidad de la amortiguación se puede regular ventajosamente al controlarse la amplitud de la componente de vibración del valor nominal. Cuanto más grande sea la componente de vibración, más energía se extraerá en cada fase de vibración torsional de la máquina y se alimentará a ésta. Además, la potencia de amortiguación se puede ajustar mediante la magnitud de la componente de corriente continua. Esto permite también ventajosamente predefinir una potencia máxima de amortiguación, ya que la energía máxima almacenable en cada fase depende de la componente de corriente continua. El control de la componente de corriente continua ofrece ventajas especiales en el montaje y la puesta en marcha por primera vez del dispositivo de amortiguación en una instalación nueva o en una instalación ya existente. El circuito de corriente continua se conecta ventajosamente sin corriente, si no se produce ninguna vibración torsional. Incluso después de suprimirse una vibración torsional se puede conectar el circuito de corriente continua sin corriente, dado el caso, después de un período de mantenimiento.The intensity of the damping can be regulate advantageously when controlling the amplitude of the component of nominal value vibration. The larger the component of vibration, more energy will be extracted in each phase of vibration torsional of the machine and will be fed to it. In addition, the power damping can be adjusted by the magnitude of the DC component This also allows advantageously predefine a maximum damping power, since that the maximum storable energy in each phase depends on the DC component The component control of direct current offers special advantages in mounting and start-up of the damping device for the first time in a new installation or an existing installation. He DC circuit is advantageously connected without current, if no torsional vibration occurs. Even After suppressing a torsional vibration, the DC circuit without current, if necessary, after of a maintenance period.

El dispositivo de amortiguación está diseñado para generar una potencia activa con la frecuencia de una frecuencia de resonancia torsional del árbol de accionamiento en la máquina eléctrica. Al no funcionar el circuito de regulación, esto podría provocar en un período corto de tiempo graves daños en la instalación. Por esta razón, la regulación de corriente en el circuito de corriente continua resulta especialmente ventajosa para la seguridad del funcionamiento del dispositivo de amortiguación, ya que así se puede comprobar la funcionalidad del circuito de regulación y de todo el dispositivo de amortiguación cuando existe una componente pequeña de corriente continua y una potencia activa máxima correspondiente. La regulación de corriente posibilita durante el funcionamiento una limitación de la potencia de amortiguación, lo que permite impedir una sobrecarga del convertidor de corriente y/o de la bobina y/o de otros elementos.The damping device is designed to generate an active power with the frequency of a frequency torsional resonance of the drive shaft in the machine electric When the regulation circuit does not work, this could cause serious damage in the short term installation. For this reason, the current regulation in the DC circuit is especially advantageous for the safety of the operation of the damping device, since this way you can check the functionality of the circuit regulation and of the entire damping device when it exists a small component of direct current and active power corresponding maximum. The current regulation enables during operation a limitation of the power of damping, which prevents overloading of the converter of current and / or coil and / or other elements.

El dispositivo de amortiguación puede funcionar ventajosamente con una potencia muy pequeña. Esto tiene la ventaja de que todos los componentes del convertidor de corriente y del circuito de corriente continua se pueden diseñar de un modo económico. El dispositivo de amortiguación está diseñado preferentemente para usar como máximo el 5% de la potencia transformada de manera electromecánica por la máquina como potencia de amortiguación. Esto es suficiente en la mayoría de las aplicaciones, ya que con el dispositivo de amortiguación se amortiguan sólo las vibraciones en el intervalo de frecuencia de la resonancia. Alternativamente es posible diseñar la instalación para un máximo de 1% o 3% de la potencia transformada por la máquina. Puede resultar adecuado también un diseño para el 10% o 20%.The damping device can work advantageously with a very small power. This has the advantage. that all the components of the power converter and the DC circuit can be designed in a way economic. The damping device is designed preferably to use a maximum of 5% of the power Electromechanically transformed by the machine as power of damping. This is sufficient in most applications, since with the damping device dampen only vibrations in the frequency range of the resonance. Alternatively it is possible to design the installation to a maximum of 1% or 3% of the power transformed by the machine. A design for 10% or 20% may also be suitable.

El procedimiento y el dispositivo de amortiguación son especialmente adecuados para instalaciones con máquinas eléctricas, en las que la masa del árbol rotatorio de accionamiento con los elementos rotatorios fijados en él asciende a más de 20 toneladas. Las propiedades de vibración torsional se determinan esencialmente mediante los momentos de inercia de masa de los elementos montados en el árbol de accionamiento. Las frecuencias bajas de resonancia en caso de una pequeña amortiguación, para la que es adecuada especialmente el procedimiento según la invención, se producen con preferencia en trenes propulsores con grandes momentos de inercia de masa. Por tanto, el uso del procedimiento y del dispositivo para la amortiguación es especialmente ventajoso, si el momento de inercia de masa total del tren propulsor con los elementos montados en éste asciende a más de 5000 kgm^{2}. Sin embargo, el uso puede ser adecuado también en caso de momentos de inercia de masa más pequeños, por ejemplo, por encima de 1000 kgm^{2}. El procedimiento resulta especialmente adecuado para momentos muy grandes de inercia de masa, superiores a 20 000 u 80 000 kgm^{2}. Por consiguiente, el uso es especialmente ventajoso en caso de masas totales de los elementos rotatorios de un tren propulsor con más de 40 ó 100 toneladas.The procedure and the device damping are especially suitable for installations with electric machines, in which the mass of the rotating shaft of drive with the rotating elements fixed on it amounts to More than 20 tons. The properties of torsional vibration are essentially determine through moments of mass inertia of the elements mounted on the drive shaft. The low resonance frequencies in case of a small damping, for which the process according to the invention, they are preferably produced in propeller trains with great moments of mass inertia. By both, the use of the procedure and the device for Damping is especially advantageous, if the moment of inertia total mass of the drive train with the elements mounted on it amounts to more than 5000 kgm 2. However, the use may be suitable also in case of mass inertia moments more small, for example, above 1000 kgm2. He procedure is especially suitable for very moments large mass inertia, greater than 20,000 or 80,000 kgm2. Therefore, the use is especially advantageous in case of total masses of the rotating elements of a drive train with more than 40 or 100 tons.

Las frecuencias bajas de resonancia, que se pueden amortiguar ventajosamente con el dispositivo de amortiguación según la invención, se pueden producir también en caso de masas esencialmente más pequeñas del tren propulsor. La frecuencia de resonancia no sólo depende del momento de inercia de masa de las masas rotatorias, sino también de la rigidez del muelle de torsión de los árboles que unen las masas rotatorias. Así, por ejemplo, en máquinas para la fabricación de papel o máquinas impresoras, que pueden presentar masas rotatorias de una a cinco toneladas, es posible también la producción de frecuencias bajas de resonancia, ya que la rigidez del muelle de torsión de los árboles presenta valores correspondientes.Low resonance frequencies, which are they can advantageously buffer with the damping device according to the invention, they can also be produced in case of masses essentially smaller of the drive train. The frequency of resonance not only depends on the moment of mass inertia of the rotating masses, but also of the torsion spring stiffness of the trees that join the rotating masses. So, for example, in papermaking machines or printing machines, which they can present rotating masses of one to five tons, it is possible also the production of low resonance frequencies, since that the rigidity of the torsion spring of the trees presents corresponding values.

En instalaciones grandes, el dispositivo de amortiguación se divide ventajosamente en un módulo de regulación y en varios módulos de potencia, mediante los que se puede escalar la potencia de amortiguación total con la cantidad de módulos de potencia del mismo tipo constructivo. Los módulos están diseñados de manera que un módulo de regulación puede controlar varios módulos de potencia. Los módulos de potencia están compuestos en cada caso de un convertidor de potencia, en su caso, un transformador, para la separación galvánica de la red, un circuito de corriente continua, conectado al convertidor de corriente, con acumulador temporal de energía, preferentemente en forma de una bobina, y el control del ángulo de encendido. El control del ángulo de encendido puede estar presente también alternativamente en el módulo de regulación. El módulo de regulación tiene todos los dispositivos previstos para la preparación de la señal y presenta en el lado de entrada conexiones para uno o varios sensores. Con esta construcción se puede reforzar ventajosamente la potencia máxima de los dispositivos de amortiguación existentes mediante la instalación adicional de módulos de potencia.In large installations, the device damping is advantageously divided into a regulation module and in several power modules, through which you can scale the total damping power with the number of modules power of the same constructive type. The modules are designed of so that a regulation module can control several modules of power The power modules are composed in each case of a power converter, if any, a transformer, for the galvanic network separation, a direct current circuit, connected to the power converter, with temporary storage energy, preferably in the form of a coil, and control of the ignition angle The ignition angle control can be also present alternately in the regulation module. He regulation module has all the devices provided for the signal preparation and presents connections on the input side for one or more sensors. With this construction you can reinforce advantageously the maximum power of the devices of existing damping by additional installation of power modules

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Si varias máquinas eléctricas se encuentran en una red, es decir, varias máquinas eléctricas están conectadas al mismo multipolo, se pueden amortiguar ventajosamente de manera separada vibraciones torsionales de resonancia en los trenes propulsores de cada una de las máquinas eléctricas al presentar los trenes propulsores frecuencias diferentes de resonancia torsional. A tal efecto, para cada frecuencia de resonancia torsional de un tren propulsor en una máquina eléctrica en la red está previsto un dispositivo de amortiguación que está sintonizado con la frecuencia respectiva de resonancia torsional. La potencia, que se aplica para la amortiguación en la red con el fin de amortiguar la vibración torsional de un árbol de accionamiento, no es perjudicial para el tren propulsor de otra máquina eléctrica en la misma red, ya que ahí no se puede activar una vibración de resonancia al ser diferentes las frecuencias de resonancia de los trenes propulsores.If several electric machines are in a network, that is, several electrical machines are connected to the same multiple, can be advantageously cushioned so separate torsional resonance vibrations on trains propellers of each of the electric machines when presenting the propulsion trains different frequencies of torsional resonance. For this purpose, for each torsional resonance frequency of a drive train in an electric machine in the network is planned a damping device that is tuned to the frequency respective torsional resonance. The power, which is applied to damping in the network in order to dampen vibration torsional of a drive shaft, it is not harmful to the drive train of another electric machine on the same network, since there a resonance vibration cannot be activated because it is different the resonance frequencies of the drive trains.

En una forma preferida de realización, el dispositivo de amortiguación según la invención es adecuado para amortiguar varias vibraciones torsionales con distintas frecuencias de un tren propulsor rotatorio. Con este fin, el par de giro de amortiguación, aplicado en el tren propulsor, tiene componentes de frecuencia de distintas frecuencias predefinidas, encontrándose las componentes de frecuencia en fase opuesta a las velocidades angulares de las distintas vibraciones torsionales. Esto tiene la ventaja de que también se pueden amortiguar de un modo favorable varias vibraciones torsionales pequeñas que pueden representar un peligro durante el funcionamiento del tren propulsor. A tal fin, el dispositivo de amortiguación dispone ventajosamente de varios dispositivos de medición que permiten determinar magnitudes de retorno para distintas vibraciones torsionales del tren propulsor con distintas frecuencias en cada caso. Los dispositivos de medición pueden estar unidos con uno o varios sensores. Puede estar previsto, por ejemplo, que cada dispositivo de medición esté unido con un sensor correspondiente o con varios sensores correspondientes. Esto tiene la ventaja de que los sensores pueden estar sintonizados por separado con los respectivos dispositivos de medición y con las frecuencias que van a medir los dispositivos de medición. Alternativamente puede estar previsto que varios dispositivos de medición usen de manera conjunta la señal de uno o varios sensores. Esto tiene la ventaja de que no es necesario disponer un sensor propio o varios sensores para cada dispositivo de medición.In a preferred embodiment, the damping device according to the invention is suitable for dampen several torsional vibrations with different frequencies of a rotary drive train. To this end, the torque of damping, applied on the drive train, has components of frequency of different predefined frequencies, meeting the frequency components in opposite phase to the speeds angle of the different torsional vibrations. This has the advantage that they can also be cushioned in a favorable way several small torsional vibrations that can represent a danger during operation of the drive train. To that end, the damping device advantageously has several measuring devices that allow determining quantities of return for different torsional vibrations of the drive train with different frequencies in each case. Measuring devices They can be connected with one or more sensors. Can be provided, for example, that each measuring device is attached with a corresponding sensor or with several sensors corresponding. This has the advantage that the sensors can be tuned separately with the respective devices of measurement and with the frequencies that are going to measure the devices of measurement. Alternatively it may be provided that several measuring devices use the signal of one or Several sensors This has the advantage that it is not necessary have an own sensor or several sensors for each device measurement.

Preferentemente, al menos algunas de las frecuencias predefinidas, con las que se amortiguan varias vibraciones torsionales del tren propulsor, están en correspondencia de forma esencial con frecuencias de resonancia del tren propulsor. Esto tiene la ventaja de que la potencia utilizada para la amortiguación se puede minimizar, ya que la potencia de amortiguación se usa para vibraciones torsionales que representan un peligro durante el funcionamiento de la instalación. Varias frecuencias distintas de resonancia, que se pueden amortiguar de un modo especialmente ventajoso con el dispositivo de amortiguación según la invención, se producen, por ejemplo, en turbogeneradores que disponen de varias turbinas, por ejemplo, una turbina de alta presión, una turbina de media presión y dos turbinas de baja presión. Cada una de las turbinas, el propio generador y, en su caso, otros elementos representan masas rotatorias, que están unidas mediante árboles. Una disposición de este tipo presenta a menudo varias formas propias de vibración con una frecuencia pequeña de resonancia. Una frecuencia pequeña de resonancia es, por ejemplo, una frecuencia inferior a 50 Hz o a 100 Hz. Las formas propias de vibración correspondientes se caracterizan porque una o varias masas rotatorias vibran respecto a las demás masas rotatorias. De ese modo pueden girar, por ejemplo, en el caso del turbogenerador descrito, la turbina de alta presión y la turbina de media presión respecto a las otras turbinas o la turbina de alta presión, la turbina de media presión y una turbina de baja presión respecto a la otra turbina de baja presión y al generador con frecuencias pequeñas de resonancia. Para poder registrar con la mayor exactitud posible las distintas vibraciones torsionales, se dispone respectivamente un sensor o varios sensores en los puntos del tren propulsor, en los que son máximas las deformaciones provocadas por las vibraciones torsionales. Es ventajosa, por ejemplo, una disposición de los sensores de vibración en cada uno de los árboles, entre las masas rotatorias, ya que ahí se han de esperar las máximas deformaciones en las formas propias de vibración de las frecuencias de resonancia. El dispositivo de medición, sintonizado con una frecuencia de resonancia predefinida, se une preferentemente con el o los sensores dispuestos en un punto, en el que es máxima la deformación provocada por vibración torsional con la frecuencia correspondiente de resonancia. Esto tiene la ventaja de que en la zona de los dispositivos de medición es necesario un gasto mínimo para el procesamiento ulterior de las señales de sensor que representan las magnitudes de regulación.Preferably, at least some of the predefined frequencies, with which several are damped torsional vibrations of the drive train, are in correspondence essentially with resonance frequencies of the powertrain This has the advantage that the power used for damping can be minimized, since the power of damping is used for torsional vibrations that represent a danger during operation of the installation. Several frequencies other than resonance, which can be dampened by a especially advantageous mode with the damping device according to the invention, they are produced, for example, in turbogenerators that have several turbines, for example, a high turbine pressure, a medium pressure turbine and two low turbines Pressure. Each of the turbines, the generator itself and, in its case, other elements represent rotating masses, which are joined through trees. Such an arrangement often presents several forms of vibration with a small frequency of resonance. A small resonant frequency is, for example, a frequency below 50 Hz or 100 Hz. The proper forms of corresponding vibration are characterized because one or several masses Rotating vibrate with respect to the other rotating masses. Of that mode can rotate, for example, in the case of the turbogenerator described, high pressure turbine and medium pressure turbine with respect to the other turbines or the high pressure turbine, the medium pressure turbine and a low pressure turbine with respect to the another low pressure turbine and generator with frequencies Small resonance. To be able to register as accurately possible different torsional vibrations, available respectively one sensor or several sensors at the train points propellant, in which the deformations caused by torsional vibrations It is advantageous, for example, a arrangement of vibration sensors in each of the trees, among the rotating masses, since there you have to wait for the maximum deformations in the proper forms of vibration of the resonance frequencies The measuring device, tuned with a predefined resonance frequency, it joins preferably with the sensor (s) arranged at one point, in the which is the maximum deformation caused by torsional vibration with the corresponding resonance frequency. This has the advantage. that in the area of the measuring devices a minimum expense for further processing of the signals of sensor representing the regulation quantities.

A partir de las magnitudes de regulación se forman preferentemente varias magnitudes de retorno con los dispositivos de medición, presentando cada magnitud de retorno una frecuencia esencialmente igual a la frecuencia de la vibración torsional correspondiente. La amplitud de las magnitudes individuales de retorno se basa en la intensidad de la vibración torsional que se puede asignar a esta magnitud de retorno. Esto tiene la ventaja de que cada una de las vibraciones torsionales que se van a amortiguar se amortiguan con la intensidad correcta y no se produce una sobrecompensación, es decir, una activación de vibración. Ventajosamente, un dispositivo de medición puede emitir también sólo una magnitud de retorno en caso de producirse una vibración torsional con la frecuencia correspondiente y una amplitud por encima del valor umbral fijado previamente. Esto tiene la ventaja de que el dispositivo de amortiguación se utiliza sólo en caso de que se pudiera producir realmente una vibración que representara una desventaja en el funcionamiento. El dispositivo de amortiguación presenta ventajosamente un sumador de magnitudes de retorno que suma las magnitudes de retorno emitidas por los dispositivos de medición y cuya salida está unida con la entrada del sumador del regulador. En el sumador del regulador se adiciona a la suma de las magnitudes de retorno la componente de corriente continua que influye en la amplitud de la potencia de amortiguación. El sumador de magnitudes de retorno tiene la ventaja de que sólo es necesario un módulo de potencia para las distintas vibraciones que se van a amortiguar. Alternativamente puede estar previsto el uso de varios módulos de potencia, amortiguando, por ejemplo, un módulo de potencia las vibraciones torsionales con la frecuencia más pequeña de resonancia y otro módulo de potencia, las vibraciones torsionales con las dos frecuencias de resonancia situadas por encima.From the regulation quantities, preferably they form several return quantities with the measuring devices, presenting each magnitude of return a frequency essentially equal to the frequency of the vibration corresponding torsional. The amplitude of the magnitudes Individual return is based on vibration intensity torsional that can be assigned to this magnitude of return. This It has the advantage that each of the torsional vibrations that they are going to be damped, they are damped with the correct intensity and they are not produces an overcompensation, that is, an activation of vibration. Advantageously, a measuring device can emit also only a magnitude of return in the event of a torsional vibration with the corresponding frequency and a amplitude above the previously set threshold value. This has the advantage that the damping device is used only in case a vibration could actually occur that It will represent a disadvantage in operation. The device of damping advantageously presents an adder of magnitudes of return that adds the magnitudes of return issued by the measuring devices and whose output is connected to the input of the adder of the regulator. In the adder of the regulator is added at the sum of the return quantities the current component continuous influencing the amplitude of the power of damping The return quantity adder has the advantage that only one power module is required for the different vibrations that are going to damp. Alternatively it can be planned the use of several power modules, damping, by example, a torsional vibrations power module with the smaller resonance frequency and other power module, the torsional vibrations with the two resonance frequencies located above.

En la salida del sumador se emite la suma de las magnitudes de retorno y de la componente de corriente continua, representando esta suma el valor nominal del convertidor de corriente.At the output of the adder the sum of the magnitudes of return and of the DC component, this sum representing the nominal value of the converter stream.

Alternativamente también es posible ejecutar las tareas del dispositivo de medición mediante un ordenador con un convertidor analógico-digital y digital-analógico. Esto ofrece la ventaja de que la preparación de la señal, incluyendo el filtrado y el desplazamiento de fase, se puede adaptar con un pequeño gasto. La suma de las magnitudes de retorno y la adición de la componente de corriente continua se puede realizar de forma digital. Esto tiene la ventaja de que el ordenador asume la función de los numerosos elementos individuales y se simplifica así la construcción del dispositivo de amortiguación. La construcción a partir de elementos individuales analógicos, por el contrario, ofrece la ventaja de que el filtrado y el desplazamiento de fase se ejecutan de manera fiable, independientemente de la capacidad de cálculo de un ordenador, en un período de tiempo predefinido.Alternatively it is also possible to execute the Measuring device tasks using a computer with a analog-digital converter and digital-analog This offers the advantage that the signal preparation, including filtering and displacement phase, can be adapted with a small expense. The sum of the return quantities and the addition of the current component Continuous can be done digitally. This has the advantage. that the computer assumes the function of the numerous elements individual and thus simplifies the construction of the device damping The construction from individual elements analog, on the other hand, offers the advantage that filtering and the phase shift run reliably, regardless of the computing capacity of a computer, in a predefined time period.

La invención se puede usar ventajosamente en especial para amortiguar una vibración torsional o una vibración torsional de resonancia en un tren propulsor de un aerogenerador o turbogenerador, un sistema de propulsión naval, un sistema de propulsión de helicóptero o un sistema de propulsión de ascensor o en un árbol central. Para esto sólo se necesita en cada caso la adaptación, por parte de un técnico, de la frecuencia de amortiguación y de la potencia de amortiguación a la aplicación respectiva.The invention can be used advantageously in special to dampen a torsional vibration or a vibration torsional resonance on a propeller train of a wind turbine or turbogenerator, a naval propulsion system, a system of helicopter propulsion or an elevator propulsion system or In a central tree. For this you only need in each case the adaptation by a technician of the frequency of damping and damping power to the application respective.

La invención se explica detalladamente a continuación por medio de los dibujos. Muestran:The invention is explained in detail to continuation by means of the drawings. They show:

Fig. 1 una representación esquemática de una construcción a modo de ejemplo de un dispositivo de amortiguación,Fig. 1 a schematic representation of a exemplary construction of a device damping,

fig. 2 la representación de varios datos registrados durante el funcionamiento de un dispositivo de amortiguación,fig. 2 the representation of various data registered during the operation of a device damping,

fig. 3 una representación esquemática de otra construcción a modo de ejemplo de un dispositivo de amortiguación,fig. 3 a schematic representation of another exemplary construction of a device damping,

fig. 4 una representación esquemática de una forma de realización de la invención para un árbol central,fig. 4 a schematic representation of a embodiment of the invention for a central shaft,

fig. 5 una representación esquemática de otra forma de realización de la invención para el árbol de un sistema de propulsión naval yfig. 5 a schematic representation of another embodiment of the invention for the tree of a system of naval propulsion and

fig. 6 una representación esquemática de una forma alternativa de realización de un elemento de potencia de la invención.fig. 6 a schematic representation of a alternative embodiment of a power element of the invention.

En la figura 1 está representada en el centro una unidad 10 de suministro de energía que se usa en especial para suministrar cargas eléctricas de gran variación a consumidores 20. La unidad 10 de suministro de energía tiene un motor 11 que con la energía eléctrica procedente de una red pública 30 acciona un tren propulsor, en el que están montados una masa 12 de inercia y un generador 13. El generador 13 entrega una potencia de 140 MVA (potencia nominal de corta duración) o aproximadamente de 20 a 30 MVA (potencia constante). El generador 13 transforma la energía mecánica de la masa 12 de inercia en energía eléctrica y la alimenta a una red 31 de suministro, separada de la red pública 30. La red 31 de suministro es una red de corriente trifásica que se acciona con frecuencias de red de entre 85 Hz y 110 Hz.In figure 1 it is represented in the center a power supply unit 10 that is used especially for supply electrical loads of great variation to consumers 20. The power supply unit 10 has a motor 11 that with the electric power from a public network 30 drives a train propellant, in which a mass 12 of inertia and a Generator 13. Generator 13 delivers a power of 140 MVA (nominal power of short duration) or approximately 20 to 30 MVA (constant power). The generator 13 transforms the energy mechanical mass 12 of inertia in electrical energy and feeds to a supply network 31, separate from the public network 30. The network Supply 31 is a three-phase power network that is powered with network frequencies between 85 Hz and 110 Hz.

La frecuencia de resonancia del tren propulsor en la primera forma propia de vibración torsional asciende en el ejemplo a 25 Hz aproximadamente. En esta forma propia, el árbol del generador 13 se tuerce respecto al árbol de la masa 12 de inercia. El esfuerzo máximo de torsión se produce en el tren propulsor en la zona entre la masa 12 de inercia y el generador 13. Pueden existir otras formas propias de vibración torsional del tren propulsor con frecuencias más altas de resonancia, pero que no se deben amortiguar con el dispositivo de amortiguación mostrado en la
figura 1.The resonance frequency of the drive train in the first proper torsional vibration form in the example amounts to approximately 25 Hz. In this way, the generator shaft 13 is twisted with respect to the inertia mass shaft 12. The maximum torque occurs in the drive train in the area between the mass 12 of inertia and the generator 13. There may be other forms of torsional vibration of the drive train with higher resonance frequencies, but which should not be dampened with the damping device shown in the
Figure 1.

Las vibraciones torsionales se activan mediante cambios de carga de los consumidores 20 que a través de la red 31 de suministro se abastecen de la energía eléctrica del generador 13. A la red 31 de suministro está conectado además el dispositivo de amortiguación según la invención que presenta un módulo 40 de potencia, un control 50, un indicador 60 de valor nominal y un sensor 14.Torsional vibrations are activated by consumer load changes 20 that through the network 31 of supply are supplied with the electric power of the generator 13. The supply device 31 is also connected to the damping according to the invention having a module 40 of power, a control 50, a nominal value indicator 60 and a sensor 14.

La carga mecánica debido a la vibración torsional se registra en el ejemplo con el sensor 14 que aprovecha el efecto magnetoestrictivo producido por la carga mecánica debido a la torsión. El sensor 14 suministra una señal 33, cuyo desarrollo se compone de la amplitud de vibración de la vibración torsional y, dado el caso, de magnitudes perturbadoras. En el dispositivo de medición, que presenta un filtro 61, un cambiador 62 de fase, un inversor 63 y un amplificador 64, la señal 33 se filtra, se desfasa, se invierte y se amplifica. La magnitud de retorno, determinada de este modo, es una señal de vibración con la frecuencia de la frecuencia de resonancia de la vibración torsional, cuya amplitud corresponde a la intensidad de la vibración torsional de resonancia. Con el fin de formar un valor nominal 32 para el control 50 de la unidad 40 de potencia se suma la magnitud de retorno en un sumador 65 a una componente ajustable 66 de corriente continua. La componente 66 de corriente continua se ajusta en dependencia del estado funcional del dispositivo de amortiguación o se predefine manualmente. En caso de producirse una vibración torsional se puede ajustar también la componente 66 de corriente continua en dependencia de la amplitud medida de la vibración torsional.The mechanical load due to vibration torsional is recorded in the example with the sensor 14 that takes advantage of the magnetostrictive effect produced by mechanical loading due to torsion The sensor 14 supplies a signal 33, whose development It consists of the amplitude of vibration of torsional vibration and, if necessary, of disturbing quantities. On the device measurement, which has a filter 61, a phase changer 62, a inverter 63 and an amplifier 64, signal 33 is filtered, offset, It is reversed and amplified. The magnitude of return, determined from This mode is a vibration signal with the frequency of the resonance frequency of torsional vibration, whose amplitude corresponds to the intensity of the torsional vibration of resonance. In order to form a nominal value 32 for the control 50 of the power unit 40 adds the magnitude of return in a Adder 65 to an adjustable DC component 66. The DC component 66 is adjusted depending on the functional status of the damping device or is predefined manually. In case of a torsional vibration, you can also adjust the DC component 66 in dependence on the measured amplitude of torsional vibration.

El control 50 controla la unidad 40 de potencia de modo que ésta genera a través de la red 31 de suministro una potencia activa en el generador 13. La potencia activa se determina mediante la componente de corriente continua y corriente alterna. Mediante un amplificador 53 se activa en particular un control 51 del ángulo de encendido, que está unido a un convertidor 42 de corriente en la unidad 40 de potencia. El convertidor 42 de corriente se compone de un circuito puente de 6 pulsos con tiristores. El control 51 del ángulo de encendido controla el circuito puente 42 de 6 pulsos en el procedimiento convencional de control de encendido con la activación simultánea de dos válvulas y la formación de tres grupos que presentan en cada caso un desplazamiento de 120º.The control 50 controls the power unit 40 so that it generates through the supply network 31 a active power in the generator 13. The active power is determined by the component of direct current and alternating current. A control 51 is activated in particular by an amplifier 53 of the ignition angle, which is connected to a converter 42 of current in the power unit 40. The converter 42 of current consists of a 6 pulse bridge circuit with thyristors The ignition angle control 51 controls the 6-pulse bridge 42 circuit in the conventional procedure of ignition control with simultaneous activation of two valves and the formation of three groups that present in each case a 120º displacement.

En el lado de la corriente continua del convertidor 42 de corriente está dispuesto un medidor 44 de corriente y una bobina 41 con aproximadamente 1 mH en un circuito de corriente continua, cuya corriente se regula mediante el convertidor 42 de corriente. El medidor 44 de corriente sirve como dispositivo de medición para un sumador 52, cuyo medidor sustrae del valor nominal 32 la corriente que circula realmente en el circuito de corriente continua. La bobina 41 constituye el acumulador temporal de energía.On the DC side of the current converter 42 is arranged a meter 44 of current and a coil 41 with approximately 1 mH in a circuit of direct current, whose current is regulated by the current converter 42. The current meter 44 serves as measuring device for an adder 52, whose meter subtracts of the nominal value 32 the current that actually circulates in the DC circuit The coil 41 constitutes the temporary energy accumulator.

Asimismo, en el convertidor 42 de corriente está conectado un transformador 43, mediante el que el circuito puente de 6 pulsos del convertidor 42 de corriente se encuentra unido, separado por galvanización, con la red 31 de suministro. El transformador 43 es en el caso representado un transformador de corriente trifásica, con el que se puede accionar el circuito puente de 6 pulsos en un nivel adecuado de tensión.Also, in the current converter 42 is connected a transformer 43, whereby the bridge circuit 6-pulse current converter 42 is attached, galvanized, with supply network 31. He transformer 43 is in the case represented a transformer of three-phase current, with which the circuit can be operated 6-pulse bridge at an adequate voltage level.

Para establecer por primera vez la corriente en el circuito de corriente continua se extrae potencia activa del generador 13 en correspondencia con la componente de corriente continua del valor nominal 32 mediante la red 31 de suministro, el transformador 43 y el convertidor 42 de corriente. Como resultado de la pequeña inductividad de la bobina se puede establecer en pocos milisegundos la corriente en el circuito de corriente continua al producirse una vibración torsional con frecuencia de resonancia. Esto demuestra la gran dinámica de la amortiguación según la invención. Si se produce una vibración torsional con frecuencia de resonancia en el tren propulsor, entonces el valor nominal 32 presenta una componente que vibra en fase opuesta a la velocidad angular de la vibración. En correspondencia con la componente de vibración del valor nominal 32, o sea, con la frecuencia de resonancia, pero en fase opuesta a la velocidad angular de la vibración torsional, se extrae adicionalmente potencia activa del generador 13 o se alimenta a éste; mediante lo que se amortigua la vibración en el tren propulsor.To set the current for the first time in the direct current circuit is extracted active power from the generator 13 in correspondence with the current component of the nominal value 32 via the supply network 31, the transformer 43 and current converter 42. As a result of The small coil inductivity can be set in a few milliseconds the current in the direct current circuit at Torsional vibration occurs with resonance frequency. This demonstrates the great dynamics of damping according to the invention. If a torsional vibration occurs with frequency of resonance in the drive train, then the nominal value 32 it presents a component that vibrates in phase opposite to the speed angular of vibration. In correspondence with the component of vibration of nominal value 32, that is, with the frequency of resonance, but in phase opposite to the angular velocity of the torsional vibration, additional active power is extracted from the generator 13 or is fed to it; through which the vibration in the drive train.

La figura 2 muestra varios diagramas que representan en el tiempo distintas magnitudes registradas durante el funcionamiento continuo de un dispositivo de amortiguación. En el diagrama superior de la figura 2 aparece una magnitud perturbadora P_{perturb.} que activa una vibración torsional de resonancia en el tren propulsor. La magnitud perturbadora es en el caso representado una vibración de carga en la red eléctrica, a la que está conectada la máquina eléctrica como generador. La magnitud perturbadora vibra con una frecuencia que corresponde esencialmente a la primera frecuencia de resonancia del tren propulsor. El momento de torsión m_{SG} en el tren propulsor está indicado en el tiempo en el diagrama inferior de la figura 2. Se observa claramente cómo debido a la activación se produce una vibración torsional creciente. La vibración torsional es registrada por el dispositivo de amortiguación, a partir de lo que se produce esta potencia activa P_{amort.} en la máquina. El desarrollo de la potencia activa P_{amort.} está indicada en el tiempo en el diagrama central. La potencia activa P_{amort.} está desfasada en 90º respecto a la vibración torsional m_{SG} (véase la flecha A) y se encuentra en fase opuesta a la velocidad angular de la vibración torsional. Mediante la amortiguación, que aumenta con la amplitud creciente de la vibración torsional, se limita la vibración torsional a pesar de la activación continua (véase flecha B).Figure 2 shows several diagrams that represent different magnitudes recorded over time the continuous operation of a damping device. At upper diagram of figure 2 appears a disturbing magnitude P_ {perturb.} That activates a torsional resonance vibration in The drive train. The disturbing magnitude is in the case represented a vibration of charge in the power grid, to which The electric machine is connected as a generator. Magnitude disturbing vibrates with a frequency that corresponds essentially at the first resonance frequency of the drive train. The moment of torsion m_ {SG} in the drive train is indicated in time in the lower diagram of figure 2. It is clearly seen how due to activation, an increased torsional vibration occurs. The torsional vibration is recorded by the device damping, from which this active power is produced P_ {amort.} On the machine. The development of active power P_ {amort.} Is indicated in time in the central diagram. The active power P_ {amort.} is 90º out of phase with respect to the torsional vibration m_ {SG} (see arrow A) and is in phase opposite to the angular velocity of torsional vibration. By damping, which increases with the increasing amplitude of torsional vibration, torsional vibration is limited despite continuous activation (see arrow B).

La figura 3 muestra una forma alternativa de realización de la invención que es adecuada para amortiguar dos vibraciones torsionales de frecuencia diferente en un tren propulsor. La construcción de la instalación está en correspondencia en muchos elementos con la construcción de la instalación representada en la figura 1. Los elementos constructivos, provistos de números de referencia iguales, corresponden en su funcionamiento a los mostrados en la figura 1. La unidad 10 de suministro de energía está en correspondencia con la unidad 10 de suministro de energía mostrada en la figura 1, con la diferencia de que en el ejemplo de realización mostrado aquí se debe amortiguar una segunda vibración torsional, cuya frecuencia de resonancia asciende aproximadamente a 35 Hz. En el caso de la forma propia correspondiente, el árbol del generador 13 y el árbol de la masa 12 de inercia se tuercen respecto al árbol del motor 11. Está presente además la primera frecuencia de resonancia con la primera forma propia que se describió en relación con la figura 1.Figure 3 shows an alternative form of embodiment of the invention that is suitable for damping two torsional vibrations of different frequency in a train propeller. The construction of the installation is in correspondence in many elements with the construction of the installation shown in figure 1. The elements constructive, provided with equal reference numbers, correspond in operation to those shown in figure 1. The power supply unit 10 is in correspondence with the power supply unit 10 shown in Figure 1, with the difference that in the example of embodiment shown here it must dampen a second torsional vibration, whose frequency of resonance amounts to approximately 35 Hz. In the case of the shape corresponding own, the generator tree 13 and the tree of the mass 12 of inertia are twisted with respect to the motor shaft 11. It is also present the first resonant frequency with the first own form that was described in relation to figure 1.

Las vibraciones torsionales de ambas frecuencias de resonancia se activan mediante cambios de carga en los consumidores 20 que se abastecen a través de la red 31 de suministro con la energía eléctrica del generador 13. Como en el ejemplo de realización mostrado en la figura 1, a la red 31 de suministro está conectado el dispositivo de amortiguación según la invención que presenta un módulo 40 de potencia, un control 50 y un sensor 14. Para determinar la producción y la amplitud de la segunda vibración torsional, el dispositivo de amortiguación presenta también un segundo sensor 14' y un indicador 60' de valor nominal, modificado respecto al mostrado en la figura 1.The torsional vibrations of both frequencies resonance are activated by load changes in the consumers 20 that are supplied through the supply network 31 with the electric power of the generator 13. As in the example of embodiment shown in figure 1, to the supply network 31 is connected the damping device according to the invention which It has a power module 40, a control 50 and a sensor 14. To determine the production and amplitude of the second vibration torsional, the damping device also has a second sensor 14 'and an indicator 60' of nominal value, modified with respect to that shown in figure 1.

La carga mecánica debido a las vibraciones torsionales se registra con los dos sensores 14 y 14' que aprovechan el efecto magnetoestrictivo. Los sensores 14, 14' suministran las señales 33 y 33', cuyo desarrollo se compone de las amplitudes de vibración de las vibraciones torsionales y, dado el caso, de las magnitudes perturbadoras. Al igual que en la figura 1, la señal 33 del sensor 14 se filtra en un filtro 61, se desfasa en un cambiador 62 de fase, se invierte en un inversor 63 y se amplifica en un amplificador 64. La magnitud de retorno determinada de este modo es una señal de vibración con la frecuencia de la frecuencia de resonancia de la vibración torsional, cuya amplitud corresponde a la intensidad de la primera vibración torsional de resonancia. La señal 33' del segundo sensor 14' se filtra en un segundo filtro 61', se desfasa en un segundo cambiador 62' de fase, se invierte en un segundo inversor 63' y se amplifica en un segundo amplificador 64'. La segunda magnitud de retorno determinada de este modo es una señal de vibración con la frecuencia de la frecuencia de resonancia de la segunda vibración torsional, cuya amplitud corresponde a la intensidad de la segunda vibración torsional de resonancia. Los filtros 61, 61', los cambiadores 62, 62' de fase, los inversores 63, 63' y los amplificadores 64, 64' están sintonizados en cada caso con la respectiva frecuencia de resonancia.The mechanical load due to vibrations torsionals are recorded with the two sensors 14 and 14 'that take advantage the magnetostrictive effect. The sensors 14, 14 'supply the signals 33 and 33 ', whose development consists of the amplitudes of vibration of torsional vibrations and, where appropriate, of disturbing quantities. As in Figure 1, signal 33 of the sensor 14 is filtered in a filter 61, it is offset in a changer Phase 62, is invested in an inverter 63 and amplified in a amplifier 64. The magnitude of return determined in this way is a vibration signal with the frequency of the frequency of torsional vibration resonance, whose amplitude corresponds to the intensity of the first torsional resonance vibration. The signal 33 'of the second sensor 14' is filtered on a second filter 61 ', is offset in a second phase changer 62', is invested in a second inverter 63 'and is amplified in a second amplifier 64 '. The second magnitude of return determined in this way is a vibration signal with the frequency of the resonant frequency of the second torsional vibration, whose amplitude corresponds to the intensity of the second torsional resonance vibration. The filters 61, 61 ', phase changers 62, 62', inverters 63, 63 'and amplifiers 64, 64' are tuned in each case with the respective resonance frequency.

En un sumador 67 de magnitudes de retorno se suman las magnitudes de retorno determinadas a partir de ambas señales 33, 33'. El resultado de la adición es una señal superpuesta de vibración que contiene componentes de frecuencia para amortiguar ambas vibraciones torsionales. Para la formación de un valor nominal 32' se suma la señal de vibración, que representa la suma de las magnitudes de retorno, con una componente ajustable 66 de corriente continua en un sumador 65. El valor nominal 32' sirve para controlar la unidad 40 de potencia mediante el control 50. La componente 66 de corriente continua se ajusta en dependencia del estado funcional del dispositivo de amortiguación o se predefine manualmente. Si no se produce una vibración torsional, el circuito de corriente continua de la unidad 40 de potencia también se puede conectar sin corriente mediante la puesta a cero de la componente 66 de corriente continua. La intensidad de la amortiguación se puede ajustar mediante el nivel de la componente 66 de corriente continua o también mediante la amplificación de los amplificadores 64, 64'. Mediante la relación de amplificación de ambos amplificadores 64, 64' se puede ajustar también la relación de la amortiguación de las dos vibraciones torsionales.In an adder 67 of magnitudes of return sum the return quantities determined from both signs 33, 33 '. The result of the addition is an overlaid signal of vibration containing frequency components to damp both torsional vibrations. For the formation of a nominal value 32 'the vibration signal is added, which represents the sum of the return quantities, with an adjustable current component 66 continues in an adder 65. The nominal value 32 'is used to control power unit 40 by control 50. Component 66 DC current is adjusted depending on the functional state of the damping device or is preset manually. If not torsional vibration occurs, the current circuit Continuous power unit 40 can also be connected without current by zeroing component 66 of DC. The intensity of the damping can be adjust using the level of the DC component 66 or also by amplifying amplifiers 64, 64 '. Through the amplification ratio of both amplifiers 64, 64 'you can also adjust the damping ratio of the Two torsional vibrations.

La construcción ulterior y el funcionamiento ulterior del ejemplo representado en la figura 3 están en correspondencia con el ejemplo representado en la figura 1. Si se deben amortiguar más de dos vibraciones torsionales con más de dos frecuencias diferentes de resonancia en un tren propulsor, esto se puede realizar de un modo simple mediante la ampliación del indicador 60' de valor nominal en unión con otros sensores. A tal efecto, el indicador 60' de valor nominal se amplía con un canal respectivamente, compuesto de filtro, cambiador de fase, inversor y amplificador, cuya señal se adiciona a las otras magnitudes de retorno en el sumador 67 de magnitudes de retorno.Further construction and operation Further example shown in Figure 3 are in correspondence with the example represented in figure 1. If you must dampen more than two torsional vibrations with more than two different resonance frequencies in a drive train, this is you can perform in a simple way by extending the 60 'nominal value indicator in conjunction with other sensors. Such In effect, the 60 'nominal value indicator is extended with a channel respectively, composed of filter, phase changer, inverter and amplifier, whose signal is added to the other magnitudes of return in adder 67 of return quantities.

La figura 4 muestra cómo se pueden amortiguar vibraciones de un árbol central 70 con ayuda de la invención. El árbol central 70 acciona distintos consumidores 71 y éste se acciona a su vez mediante un accionamiento con un número variable de revoluciones. El accionamiento con número variable de revoluciones se compone de un motor sincrónico 72 que se abastece de corriente trifásica mediante una unidad 75 de suministro de energía, que según el número deseado de revoluciones de la máquina sincrónica 72 presenta una frecuencia variable.Figure 4 shows how they can be damped vibrations of a central shaft 70 with the help of the invention. He central shaft 70 drives different consumers 71 and it drives in turn by means of a drive with a variable number of Revolutions The drive with variable speed it consists of a synchronous motor 72 that supplies power three-phase using a power supply unit 75, which according to the desired number of revolutions of the synchronous machine 72 It has a variable frequency.

Como en el ejemplo de realización mostrado en la figura 3, con dos sensores 14, 14' se determina una carga de torsión del árbol central 70 en distintos puntos. La evaluación de las señales de vibración y la amortiguación mediante la máquina sincrónica 72 se realizan según el principio representado en la figura 3 y explicado en el texto relativo a la figura 3 mediante un indicador modificado 60' de valor nominal, un control 50 y un módulo 40 de potencia. El módulo 40 de potencia está conectado a la red de corriente trifásica que abastece a la máquina sincrónica 72.As in the example of embodiment shown in the Figure 3, with two sensors 14, 14 'a load of torsion of the central shaft 70 at different points. The evaluation of vibration signals and damping by machine synchronous 72 are performed according to the principle represented in the figure 3 and explained in the text relating to figure 3 by a modified indicator 60 'of nominal value, a control 50 and a power module 40. The power module 40 is connected to the three-phase power network that supplies the synchronous machine 72.

A diferencia de la activación de vibración en la figura 3, la activación de la vibración no se realiza en el caso del árbol central 70 mediante variaciones de carga de los consumidores eléctricos, sino mediante variaciones de carga de los consumidores mecánicos 71. Sin embargo, esto no varía nada el funcionamiento básico de la invención.Unlike vibration activation in the Figure 3, vibration activation is not performed in the case of the central shaft 70 by load variations of the electrical consumers, but through load variations of the mechanical consumers 71. However, this does not vary at all basic operation of the invention.

La figura 5 muestra a título de ejemplo en una representación esquemática cómo mediante la invención se pueden amortiguar vibraciones torsionales de resonancia en un árbol 81 de un sistema 80 de propulsión naval. En el ejemplo representado, un motor marino diesel 82 con una potencia máxima de 30 MW aproximadamente acciona una hélice 83 de un barco mediante el árbol 81. El apoyo del árbol 81 está bosquejado aquí sólo de manera esquemática mediante dos cojinetes 84. Para abastecer de corriente eléctrica al barco, el sistema 80 de propulsión naval presenta un generador 85 que se acciona con el árbol 81 de la hélice y que presenta una potencia máxima de 2 MW aproximadamente.Figure 5 shows by way of example in a schematic representation how by the invention you can dampen torsional resonance vibrations in a tree 81 of a system 80 of naval propulsion. In the example shown, a 82 marine diesel engine with a maximum power of 30 MW approximately actuates a propeller 83 of a ship through the tree 81. The support of tree 81 is sketched here only so schematic using two bearings 84. To supply current electric to the ship, the naval propulsion system 80 presents a generator 85 that is driven by the propeller shaft 81 and that It has a maximum power of approximately 2 MW.

En el árbol 81 de la hélice de barco se pueden producir vibraciones torsionales de resonancia mediante cambios de carga en dicha hélice 83, por ejemplo, debido a fuertes marejadas. Las vibraciones torsionales de resonancia se pueden originar también por cambios de carga en los consumidores eléctricos, conectados al generador 85. Las dos formas propias más débiles de vibración torsional de resonancia del árbol 81 presentan las dos formas propias siguientes de vibración. En la primera frecuencia de resonancia, el árbol 81 se tuerce entre la máquina 82 de accionamiento y el generador 85, es decir, el momento de inercia de masa de los elementos rotatorios de la máquina eléctrica 82 actúa contra los momentos de inercia de masa de los elementos móviles del generador 85 y de la hélice 83 del barco. La segunda forma propia de vibración se compone de una torsión de la hélice 83 del barco respecto al generador 85 y la máquina 82 de accionamiento. La producción de una vibración torsional de resonancia con la segunda forma propia se puede determinar por medio del sensor 14 y la producción de una vibración torsional de resonancia con la primera forma propia se puede determinar por medio del sensor 14'. Según se describe en relación con la figura 3, la amortiguación de las vibraciones se realiza mediante el uso de un indicador modificado 60' de valor nominal, un control 50 y un módulo 40 de potencia que está conectado al multipolo unido con el generador.In tree 81 of the boat propeller you can produce torsional resonance vibrations through changes in load on said propeller 83, for example, due to heavy swells. Torsional resonance vibrations can originate also due to load changes in electric consumers, connected to generator 85. The two weakest forms of torsional vibration of tree 81 resonance present the two following own forms of vibration. In the first frequency of resonance, the shaft 81 is twisted between the machine 82 of drive and generator 85, that is, the moment of inertia of mass of the rotating elements of the electric machine 82 acts against the moments of mass inertia of the mobile elements of the boat generator 85 and propeller 83. The second proper form vibration consists of a twist of the ship's propeller 83 with respect to generator 85 and drive machine 82. The production of a torsional resonance vibration with the second own form can be determined by means of sensor 14 and the production of a torsional resonance vibration with the first own form can be determined by means of the sensor 14 '. Is according describes in relation to figure 3, the damping of the vibrations are performed by using a modified indicator 60 'nominal value, a control 50 and a power module 40 that It is connected to the multipole connected to the generator.

Mediante la invención se pueden amortiguar también vibraciones torsionales de resonancia en un tren propulsor de un helicóptero. Esto se realiza del mismo modo que en el sistema de propulsión naval descrito al usarse un generador para la generación de corriente, que es parte del tren propulsor, para aplicar un momento de amortiguación en el tren propulsor.By the invention they can be cushioned also torsional resonance vibrations in a powertrain Of a helicopter. This is done in the same way as in the system of naval propulsion described when using a generator for power generation, which is part of the drive train, for apply a damping moment on the drive train.

La figura 6 muestra una forma alternativa de realización del módulo 40 de potencia como módulo 40' de potencia IGBT. Como los transistores IGBT se accionan con control de tensión, se necesita también un control 50 IGBT, adaptado convenientemente, para controlar el módulo 40' de potencia IGBT. Los elementos alternativos representados se pueden utilizar en vez de los módulos 40 de potencia y los controles 50 mostrados en las figuras 1 y 3 a 5, especialmente en caso de que se deban amortiguar frecuencias torsionales de resonancia que se encuentran claramente por encima de la frecuencia de la red en el lado de la corriente alterna del convertidor 42 de corriente del módulo 40 de potencia, por ejemplo, por encima del doble de la frecuencia de la red.Figure 6 shows an alternative form of realization of power module 40 as power module 40 ' IGBT Since IGBT transistors are operated with voltage control, 50 IGBT control is also needed, conveniently adapted, to control the 40 'IGBT power module. The elements represented alternatives can be used instead of modules Power 40 and controls 50 shown in Figures 1 and 3 a 5, especially if frequencies must be dampened torsional resonance that are clearly above of the network frequency on the alternating current side of the power converter 42 of power module 40, for example, above twice the frequency of the network.

El módulo 40' de potencia IGBT presenta un condensador 41' como acumulador de energía, en vez de la bobina 41. El condensador 41' tiene una capacidad de 20 mF y está unido con un convertidor 42' de corriente IGBT. El convertidor 42' de corriente IGBT presenta doce transistores IGBT que se pueden controlar de manera que el condensador 41' puede extraer energía de un multipolo 31 mediante un transformador 43 o alimentarla a éste. El multipolo 31 y el transformador 43 están en correspondencia con los elementos provistos de los mismos números de referencia en la figura 1. En el lado de la corriente continua del convertidor 42' de corriente IGBT está dispuesto en derivación al condensador 41' un medidor 44' de tensión que sirve para suministrar al control 50' IGBT un valor de medición para determinar el estado de carga del condensador 41'.The 40 'IGBT power module features a capacitor 41 'as energy accumulator, instead of coil 41. The capacitor 41 'has a capacity of 20 mF and is connected to a 42 'IGBT current converter. The current converter 42 ' IGBT features twelve IGBT transistors that can be controlled from so that the capacitor 41 'can extract energy from a multipole 31 via a transformer 43 or feed it to it. The multiple 31 and transformer 43 are in correspondence with the elements provided with the same reference numbers in figure 1. In the direct current side of the converter 42 'of IGBT current a meter 44 'of the capacitor 41' is disposed bypass voltage that serves to provide the control 50 'IGBT with a value of measurement to determine the state of charge of the capacitor 41 '.

Al igual que el control 50 mostrado en la figura 1, el control 50' IGBT presenta un sumador 52 y un amplificador 53 que tienen la misma función que los elementos mostrados en la figura 1 con los mismos números de referencia. En vez del control 51 de ángulo de encendido se usa un módulo 51' de control IGBT que controla con control de la tensión doce transistores IGBT del convertidor 42' de corriente IGBT de manera que mediante el transformador 43 se alimenta al multipolo 31 y se extrae de éste una energía con una frecuencia, que es adecuada para amortiguar una vibración torsional de resonancia producida en el tren propulsor. La energía extraída del multipolo alimenta al condensador 41' mediante la activación de distintos transistores IGBT y a continuación se extrae nuevamente en un período de tiempo correspondiente a la frecuencia de la amortiguación para volver a alimentarla al multipolo 31. El control del convertidor 42' de corriente IGBT mediante el módulo 51' de control IGBT se realiza de un modo conocido en sí. Como los transistores IGBT del convertidor 42' de corriente IGBT se pueden activar o bloquear en cualquier momento mediante el módulo 51' de control IGBT, es posible extraer del multipolo 31 o alimentar a éste una energía con una frecuencia que se encuentra también claramente por encima de la frecuencia de la red del multipolo 31.Like the control 50 shown in the figure 1, the 50 'IGBT control features an adder 52 and an amplifier 53 which have the same function as the elements shown in the figure 1 with the same reference numbers. Instead of control 51 of ignition angle a 51 'IGBT control module is used that with twelve voltage controllers controls the IGBT transistors of the converter 42 'of IGBT current so that through the transformer 43 is fed to multipole 31 and extracted from it an energy with a frequency, which is suitable for damping a torsional resonance vibration produced in the drive train. The energy extracted from the multipole feeds the capacitor 41 'by the activation of different IGBT transistors and then it extracted again in a period of time corresponding to the damping frequency to feed it back to multipolo 31. The control of the converter 42 'of current IGBT by means of the module 51 'of control IGBT is realized of a way known itself. As the IGBT transistors of converter 42 'of IGBT stream can be activated or blocked at any time by means of the 51 'IGBT control module, it is possible to extract from the multiply 31 or feed it an energy with a frequency that it is also clearly above the frequency of the multipole network 31.

La invención no se limita al ejemplo preferido de realización anteriormente descrito. Más bien, resulta posible una pluralidad de variantes y modificaciones que hacen uso, asimismo, de las ideas de la invención.The invention is not limited to the preferred example. of embodiment described above. Rather, it is possible a plurality of variants and modifications that make use, also, of the ideas of the invention.

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Documents cited in the description Esta lista de los documentos citados por el solicitante se incluyó exclusivamente para informar al lector y no es parte integrante de la patente europea. Ésta se confeccionó con el máximo cuidado, pero la Oficina Europea de Patentes pero no asume, sin embargo, ningún tipo de responsabilidad por posibles errores u omisiones.This list of documents cited by the applicant was included exclusively to inform the reader and is not part European patent member. This one was made with the maximum careful, but the European Patent Office but does not assume, without However, no liability for possible errors or omissions Patents cited in the description

\bullet US 5804949 A [0004] US 5804949 A [0004]: \bullet US 5537967 A [0013]US 5537967 A [0013]

\bullet US 4377780 A [0012]US 4377780 A [0012]

Non-patent literature cited in the description

\bullet C.-J. Wu et al. IE-EE Trans.Energy Conv., 1993, vol. 8, pág. 63 y sgtes [0006]C.-J. Wu et al . IE-EE Trans.Energy Conv. , 1993 , vol. 8, p. 63 and sgtes [0006]

Claims

1. Procedure for damping a torsional vibration in a rotary drive train that has at least one electric machine (13, 72, 82), applying the electric machine (13, 72, 82) on the drive train a torque of damping with a predefined damping frequency, essentially in correspondence with a resonance frequency of the drive train, and in phase opposite to the angular velocity of the torsional vibration, and temporarily storing (41; 41 ') the energy in a direct current circuit with a continuous and alternating component for the application of the damping torque, extracting temporarily stored energy from an alternating current circuit (31), to which the electric machine (13, 72, is connected,
82).

2. Method according to claim 1, characterized in that the torsional vibration of the drive train with no applied torque of damping has a quality factor greater than 500.

3. Method according to claim 2, characterized in that the quality factor with applied torque of damping is below 200.

4. Method according to one of the preceding claims, characterized by the following steps:

--: determinación de al menos una magnitud (33, 33') de regulación que representa un esfuerzo de torsión en al menos un punto del tren propulsor, ydetermination of at least one magnitude (33, 33 ') of regulation that represents a torque in the minus one point of the drive train, and

--: regulación del par de giro de amortiguación en función de la magnitud (33, 33') de regulación en un circuito de regulación.torque regulation of damping depending on the magnitude (33, 33 ') of regulation in A regulation circuit.

5. Method according to claim 4, characterized in that the magnitude (33, 33 ') of regulation is determined from a measurement signal of one or more sensors (14, 14').

Method according to claim 5, characterized in that the sensors are azimuthal and / or axially separated from each other with respect to the drive train.

Method according to claim 5 or 6, characterized in that at least one of the sensors (14, 14 ') is a magnetostrictive sensor and / or an extensometric gauge and / or a sensor for measuring angular velocity.

Method according to one of the claims 4 to 7, characterized in that, from the magnitude (33, 33 ') of regulation, a magnitude of return is derived when filtering, offsetting and inverting the magnitude (33, 33') of regulation, the total phase shift in the regulation circuit ascending essentially to 90 °, the magnitude of return being represented by the angular velocity caused by the torsional vibration in the resonance frequency.

Method according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the energy is temporarily stored in the direct current circuit with at least one coil (41).

Method according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the energy is temporarily stored in the direct current circuit with at least one capacitor (41 ').

11. Method according to at least one of claims 1 to 10, characterized by the following steps:

--: formación de un valor nominal (32, 32') para una regulación de corriente o una regulación de tensión del circuito de corriente continua a partir de la componente continua y la componente alterna, representando la componente alterna la magnitud de retorno y presentando una frecuencia que corresponde esencialmente a la frecuencia de resonancia yformation of a nominal value (32, 32 ') for a current regulation or a voltage regulation of the DC circuit from the DC component and the alternate component, representing the alternate component the magnitude of return and presenting a corresponding frequency essentially at the resonant frequency and

--: control del circuito de corriente continua con el valor nominal mediante un convertidor (42, 42') de corriente unido con el circuito (31) de corriente alterna, produciéndose mediante el circuito (31) de corriente alterna la potencia activa en la máquina eléctrica (13, 72, 82).current circuit control continues with the nominal value by means of a converter (42, 42 ') of current connected to the alternating current circuit (31), occurring by means of the alternating current circuit (31) the active power in the electric machine (13, 72, 82).

12. Method according to claim 11, characterized in that the damping power is adjusted by the magnitude of the continuous component and / or by the magnitude of the alternating component.

13. Method according to claim 11 or 12, characterized in that a maximum of 5% of the power transformed by the electric machine (13, 72, 82) is used for damping the torsional vibration by means of the converter (42, 42 ') of current.

14. Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the total mass of the rotating elements of the drive train amounts to more than 20 tons.

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15. Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the torsional vibration of at least one other drive train having at least one other electric machine is damped, with the drive trains having different resonance frequencies.

16. Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the electric machine (13, 72, 82) is a synchronous machine.

17. Method according to at least one of claims 1 to 16, characterized in that current flows only in the DC circuit when torsional vibration occurs in the drive train.

18. Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that several torsional vibrations are damped with different frequencies of the rotary drive train, the damping torque pair contains damping frequency components with predefined damping frequencies and the frequency components being found damping respectively in phase opposite to the angular velocity of the corresponding torsional vibration.

19. Method according to claim 18, characterized in that the predefined damping frequencies essentially correspond to the resonance frequencies of the drive train.

20. Method according to claim 18 or 19, characterized by the following steps:

--: determinación de varias magnitudes (33, 33') de regulación,determination of various magnitudes (33, 33 ') of regulation,

--: formación de varias magnitudes de retorno a partir de magnitudes (33, 33') de regulación para las vibraciones torsionales, presentando cada magnitud de retorno una frecuencia que es esencialmente igual a la frecuencia de las vibraciones torsionales correspondientes,formation of various magnitudes of return from magnitudes (33, 33 ') of regulation for torsional vibrations, presenting each magnitude of return a frequency that is essentially equal to the frequency of the corresponding torsional vibrations,

--: formación del valor nominal (32, 32') para la regulación de la corriente o la regulación de la tensión del circuito de corriente continua a partir de la componente continua y la componente alterna, representando la componente alterna la suma de las magnitudes de retorno, yformation of nominal value (32, 32 ') for the regulation of the current or the regulation of the voltage of the DC circuit from the DC component and the alternating component, representing the alternating component the sum of the magnitudes of return, and

--: control del circuito de corriente continua con el valor nominal mediante el convertidor (42, 42') de corriente unido con el circuito (31) de corriente alterna, produciéndose potencia activa en la máquina eléctrica (13, 72, 82) mediante el circuito (31) de corriente alterna.current circuit control continues with the nominal value through the converter (42, 42 ') of current connected to the alternating current circuit (31), producing active power in the electric machine (13, 72, 82) by means of the alternating current circuit (31).

21. Damping device (40) for dampen a torsional vibration on a rotary propeller train which presents an electric machine (13, 72, 82) and a multiple electric (31) connected to the electric machine (13, 72, 82), in the that the damping device (40)

--: puede conectarse a la máquina eléctrica (13, 72, 82) mediante el multipolo eléctrico (31) ymay connect to the electric machine (13, 72, 82) by means of the multipole electric (31) and

--: está equipado para producir un par de giro de amortiguación en la máquina eléctrica (13, 72, 82), presentando el par de giro de amortiguación una frecuencia predefinida de amortiguación esencialmente en correspondencia con una frecuencia de resonancia del tren propulsor y encontrándose en fase opuesta a la velocidad angular de la vibración torsional, yis equipped to produce a torque of damping in the machine electric (13, 72, 82), presenting the damping torque a predefined damping frequency essentially at correspondence with a resonance frequency of the drive train and being in phase opposite to the angular velocity of the torsional vibration, and

--: comprende un acumulador (41, 41') de energía para el almacenamiento temporal de energía, extrayéndose la energía de la máquina eléctrica (13, 72, 82) o del multipolo (31).comprises an accumulator (41, 41 ') of energy for temporary storage of energy, removing the power of the electric machine (13, 72, 82) or of the multipole (31).

22. Damping device according to claim 21, characterized in that the torsional vibration of the drive train without applied damping torque has a quality factor greater than 500.

23. Damping device according to claim 22, characterized in that the quality factor with applied damping torque is below 200.

24. Damping device according to at least one of claims 20 to 23, characterized by a regulator that regulates the intensity of the damping torque as a function of a magnitude (33, 33 ') of regulation.

25. Damping device according to claim 24, characterized by a measuring device and at least one sensor (14, 14 ') for determining the magnitude (33, 33') of regulation, the measuring device being connected on the side of the input with the sensor (14, 14 ').

26. Damping device according to claim 25, characterized in that several sensors are provided, separated from each other in an azimuthal and / or axial manner with respect to the drive train.

27. Damping device according to claim 25 or 26, characterized in that the at least one sensor (14, 14 ') is a magnetostrictive sensor and / or an extensometric gauge and / or an angular velocity meter.

28. Damping device according to at least one of claims 25 to 27, characterized in that the measuring device has a filter (61), tuned to the resonant frequency, a phase changer (62) and / or an inverter (63 ) that allow generating a magnitude of return, the magnitude of return being a vibration signal with the damping frequency.

29. Damping device according to one of claims 21 to 28, characterized in that the energy accumulator has at least one coil (41), arranged in a direct current circuit with an alternating current component.

30. Damping device according to at least one of claims 21 to 29, characterized by a current converter (42, 42 '), by means of which the energy accumulator can be connected to the multiple (31) with current control and control tensile.

31. Damping device according to claim 30, characterized in that the energy accumulator has at least one capacitor (41 '), which is arranged on the direct current side of the current converter (42, 42').

32. Damping device according to at least one of claims 21 to 31, characterized in that the regulator has an adder (65) with two inputs, one input being connected to the measuring device that emits the magnitude of return and applied in the other input an alternating component to be added, the output emitting a nominal value (32, 32 ') for a control (50) of the current converter (42, 42').

33. Damping device according to claim 32, characterized in that the damping power is adjustable by being able to control the amplification of the magnitude of return and the magnitude of the continuous component in the regulator.

34. Damping device according to at least one of claims 31 to 33, characterized in that the current converter (42, 42 ') controls a maximum power of 5% of the power transformed by the electric machine (13, 72, 82) .

35. Damping device according to at least one of claims 21 to 34, characterized in that the propellant train has a total mass greater than 20 tons.

36. Damping device according to at least one of claims 21 to 35, characterized in that there is a regulation module and several power modules, the power modules can be controlled in parallel by means of the regulation module to obtain a higher damping power .

37. Damping device according to at least one of claims 21 to 36, characterized in that the electric machine (13, 72, 82) is a synchronous machine.

38. Damping device according to at least one of claims 21 to 37, characterized in that the direct current circuit has no current if torsional vibration does not occur.

39. Damping device according to at least one of claims 21 to 38, characterized by several measuring devices, which allow the determination of return quantities for various torsional vibrations of the drive train with different frequencies and which are connected to the sensor or sensors (14 , 14 ').

40. Damping device according to claim 39, characterized in that the sensors (14, 14 ') are arranged at points of the drive train, in which the deformations caused by torsional vibrations are maximum.

41. Damping device according to claim 39 or 40, characterized by an adder (67) of return quantities that adds the return quantities emitted by the measuring devices and whose output is connected to the adder input (65) of the regulator .

42. Use of a damping device according to at least one of claims 21 to 41 for damping a torsional vibration, especially a torsional vibration of resonance in a turbogenerator drive train or wind turbine, a system (80) of naval propulsion, a system of helicopter propulsion or an elevator propulsion system or in a central tree (70).