JP2000145880A - Vibration compensator for internal-combustion engine and method for starting the compensator - Google Patents

Vibration compensator for internal-combustion engine and method for starting the compensator

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JP2000145880A
JP2000145880A JP11258801A JP25880199A JP2000145880A JP 2000145880 A JP2000145880 A JP 2000145880A JP 11258801 A JP11258801 A JP 11258801A JP 25880199 A JP25880199 A JP 25880199A JP 2000145880 A JP2000145880 A JP 2000145880A
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combustion engine
internal combustion
engine
compensator
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Raannedal Peru
ペル・ラーンネダル
Waldemar Vincens Buryundamu Lars
ラルス・ヴァルデマル・ヴィンセンス・ブリュンダム
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MAN B&W Diesel AS
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration compensator for an internal-combustion engine capable of phase lock and offer a starting method for the compensator. SOLUTION: A vibration compensator for an internal-combustion engine has at least one unbalance mass 6 mounted on a shaft 7 eccentrically. The mass 6 is driven by a motor 11. The drive motor 11 works as a synchronous motor when the engine is in continuous operation. The revolutionary speed of the motor 11 is synchronized with the AC voltage whose frequency forms a specified ratio to the revolutionary speed of the engine.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃エンジン特に
2ストローククロスヘッドエンジン用の振動補償器に関
し、この補償器は、少なくとも一つの不平衡質量(un
balancedmass)を有し、この不平衡質量
は、内燃エンジンの回転数に適合した所定の周波数で駆
動モータによって回転させることができるシャフト上に
偏心状態で取り付けされている。
The present invention relates to a vibration compensator for an internal combustion engine, in particular a two-stroke crosshead engine, the compensator comprising at least one unbalanced mass (un).
This unbalanced mass is mounted eccentrically on a shaft which can be rotated by a drive motor at a predetermined frequency adapted to the speed of the internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の振動補償器は、船舶用エンジン
プラントで周知であり、例えば欧州特許第001097
3号に記載されている。補償器は、内燃エンジンの作動
によって発生した選択された力又はモーメントを減少
し、或いは完全に均衡させる。補償が行われないと、選
択された力又はモーメントにより、内燃エンジンが、シ
ャフトシステム等の関連エレメントとともに不適切な程
大きく振動してしまう。
2. Description of the Related Art Vibration compensators of this kind are well known in marine engine plants and are described, for example, in EP 001097.
No. 3. The compensator reduces or perfectly balances selected forces or moments generated by operation of the internal combustion engine. Without compensation, the selected forces or moments cause the internal combustion engine to vibrate inappropriately with associated elements, such as a shaft system.

【0003】所望の振動減衰を提供するため、振動補償
器は、内燃エンジンに関して特定の位相角度でエンジン
の回転数に追従しなければならない、即ち連続作動時に
補償器がエンジンに対して位相ロック(phase l
ock)されていなければならない。これは、例えば、
液圧作動駆動モータに圧力下で供給される液圧駆動流体
の量を調節することによって、駆動モータを効果的に連
続的に調節することによって行われる。
[0003] In order to provide the desired vibration damping, the vibration compensator must follow the engine speed at a specific phase angle with respect to the internal combustion engine, ie, during continuous operation, the compensator must be phase locked to the engine. phase l
ock). This is, for example,
This is accomplished by adjusting the amount of hydraulic drive fluid supplied under pressure to the hydraulically actuated drive motor, thereby effectively and continuously adjusting the drive motor.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、振動
補償器と内燃エンジンとの間で位相ロックを行うための
別の解決策を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide another solution for achieving a phase lock between a vibration compensator and an internal combustion engine.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この目的に鑑み、本発明
による振動補償器は、駆動モータが、内燃エンジンの連
続作動時に、周波数が内燃エンジンの回転数に対して所
定の固定比をなす交流電圧に従って位相角度及び回転数
が同期した同期モータとして作用することを特徴とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of this object, a vibration compensator according to the present invention is characterized in that, when a drive motor is continuously operated, an alternating current whose frequency has a predetermined fixed ratio with respect to the rotation speed of the internal combustion engine is provided. It is characterized in that it operates as a synchronous motor whose phase angle and rotation speed are synchronized according to the voltage.

【0006】同期モータは、制御を全く行わなくても、
同期モータに電力を供給する交流電圧に関して位相ロッ
クされた状態で作動するという特性を有する。連続作動
時に同期モータとして作用する駆動モータを使用するこ
とによって、及び内燃エンジンの回転数に対して所定の
固定比をなす周波数において電力として交流電圧を駆動
モータに供給することによって、振動補償器と内燃エン
ジンとの間に、簡単な手段で及び純粋に電気的な方法
で、必要な位相ロックが提供されてきた。
[0006] The synchronous motor can be controlled without any control.
It has the characteristic that it operates in a phase-locked state with respect to the AC voltage that supplies power to the synchronous motor. By using a drive motor that acts as a synchronous motor during continuous operation, and by supplying an AC voltage to the drive motor as electrical power at a frequency that makes a predetermined fixed ratio to the speed of the internal combustion engine, The required phase lock has been provided between the internal combustion engine and the simple means and in a purely electrical manner.

【0007】好ましくは、駆動モータは、振動補償器の
始動時に非同期モータとして作用し、連続作動モード時
に同期モータとして作用する。かくして、駆動モータ自
体が振動補償器を停止状態から同期回転数まで、連続作
動モードで、補助駆動輸送を使用せずに加速できる。こ
れにより、極めて簡単で信頼性のある補償器設計を提供
する。
Preferably, the drive motor acts as an asynchronous motor when starting the vibration compensator and acts as a synchronous motor during the continuous operation mode. Thus, the drive motor itself can accelerate the vibration compensator from a stopped state to a synchronous speed in continuous operation mode without using auxiliary drive transport. This provides a very simple and reliable compensator design.

【0008】別の設計では、駆動モータは、別体の始動
駆動装置によって始動される同期モータである。これ
は、停止時に始動トルクがないという同期モータの欠点
を緩和するために行われる。始動駆動装置は、例えば、
駆動連結体によって不平衡質量のシャフトに連結された
非同期モータ又は液圧モータであるのがよい。
In another design, the drive motor is a synchronous motor started by a separate start drive. This is done to alleviate the disadvantage of synchronous motors that there is no starting torque when stopped. The starting drive is, for example,
It may be an asynchronous motor or a hydraulic motor connected to the shaft of the unbalanced mass by a drive connection.

【0009】勿論、水平シャフトを持つ不平衡質量を回
転させるために電動駆動モータを使用できるが、不平衡
質量を備えたシャフトを、実質的に垂直方向に延びる回
転軸線を持つ駆動モータによって駆動するのが好まし
い。かくして、必要な駆動トルクの大きさは適当に小さ
く、そのため、有利には、標準的に製造された電動モー
タを使用できる。内燃エンジンが船舶で使用された場合
には、船舶の重量が変化するとき、及び航行中、回転軸
線を垂直線に関して鋭角にする移動が生じる。本発明と
関連して垂直という用語を使用するとき、物理的に垂直
であると理解されるべきではなく、単に多かれ少なかれ
上方及び下方に延びる方向であると理解されるべきであ
る。
Of course, an electric drive motor can be used to rotate an unbalanced mass having a horizontal shaft, but the shaft with the unbalanced mass is driven by a drive motor having a substantially vertically extending axis of rotation. Is preferred. The magnitude of the required drive torque is thus suitably small, so that a standard manufactured electric motor can advantageously be used. When an internal combustion engine is used on a ship, movement occurs when the weight of the ship changes and during navigation, making the axis of rotation acute with respect to the vertical. When using the term vertical in connection with the present invention, it should not be understood that it is physically vertical, but simply a direction that extends more or less upwards and downwards.

【0010】回転数が一定の、据え置き型エンジン又は
船舶用エンジンに特に適した実施例では、内燃エンジン
によって駆動される発電機が電力を発生する電力供給ネ
ットワークから交流電圧が取り出される。発電機が供給
ネットワークと同期して作動するため、振動補償器を内
燃エンジンに対して位相ロックするための効率的手段と
して供給ネットワークをこのように直接使用できる。
In an embodiment which is particularly suitable for stationary or marine engines with a constant speed, the AC voltage is taken from a power supply network in which a generator driven by an internal combustion engine generates power. Since the generator operates synchronously with the supply network, the supply network can thus be used directly as an efficient means for phase locking the vibration compensator to the internal combustion engine.

【0011】可変回転数の船舶用エンジンに特に適した
実施例では、交流電圧は、クランクシャフト等のエンジ
ンの回転シャフトの角度移動をサンプリングする回転ピ
ックアップ装置によって周波数が制御される周波数コン
バータから取り出される。この実施例は、回転数が一定
のエンジンにも適用できるが、回転数ピックアップ装置
及び周波数発生器の両方が必要とされるため、このよう
なエンジンについては好ましくない。
In an embodiment particularly suitable for variable speed marine engines, the AC voltage is derived from a frequency converter whose frequency is controlled by a rotary pickup device which samples the angular movement of the engine's rotating shaft, such as a crankshaft. . Although this embodiment can be applied to an engine having a constant rotation speed, it is not preferable for such an engine because both a rotation speed pickup device and a frequency generator are required.

【0012】振動補償器が垂直方向に延びる回転軸線を
有する場合には、有利なことに駆動モータと関連した二
つの不平衡質量を内燃エンジンに取り付けることができ
る。相対回転方向及び相対位相差に応じて、不平衡質量
を、二つの補償器からの力が直交方向で互いに均衡する
ために2〜3の特定の方向にだけ作用する脈動外力を発
生するように、形成できる。
If the vibration compensator has a vertically extending axis of rotation, advantageously two unbalanced masses associated with the drive motor can be mounted on the internal combustion engine. Depending on the relative direction of rotation and the relative phase difference, the unbalanced mass is generated such that the forces from the two compensators generate pulsating external forces acting only in a few specific directions to balance each other in orthogonal directions. , Can be formed.

【0013】水平方向長さ方向軸線を中心とした捩じり
の作用をエンジンのフレームに及ぼし、エンジンの二つ
の端部を逆相で振動する場合にエンジン頂部の厄介な横
方向振動が発生する、いわゆるX型の誘導力モーメント
を補償するために、二つの不平衡質量が内燃エンジンの
前端及び後端に取り付けられているのがよく、これらの
不平衡質量は、駆動モータによって、180°の相対位
相差で且つ同じ回転方向で駆動される。位相に関し、不
平衡質量の作動は、不平衡質量が発生した二つの変化す
る横方向力がエンジン頂部の横方向移動に作用を直接及
ぼすように、内燃エンジンに関して調節される。これに
よりエンジン頂部の横方向移動を減少させる。
[0013] The torsional effect about the horizontal longitudinal axis exerts on the engine frame, causing annoying lateral vibrations of the engine top when the two ends of the engine vibrate in opposite phases. In order to compensate for the so-called X-type induced moment, two unbalanced masses may be mounted at the front end and the rear end of the internal combustion engine, these unbalanced masses being 180 ° by the drive motor. It is driven with a relative phase difference and the same rotational direction. With respect to phase, the operation of the unbalanced mass is adjusted with respect to the internal combustion engine such that the two changing lateral forces generated by the unbalanced mass directly affect the lateral movement of the engine top. This reduces lateral movement of the top of the engine.

【0014】更に、二つの不平衡質量は、エンジンの一
方の端部、例えばシャフトのスラスト軸受の基部に取り
付けられ、駆動モータによって、0°の相対位相差で且
つ逆の回転方向で駆動される。これは、プロペラシャフ
ト及び中間シャフトからの軸線方向振動を減衰するため
の軸線方向に指向された可変の力を発生する。
Furthermore, the two unbalanced masses are mounted at one end of the engine, for example at the base of the thrust bearing of the shaft, and are driven by a drive motor with a relative phase difference of 0 ° and in opposite rotational directions. . This produces a variable axially directed force to dampen axial vibrations from the propeller shaft and the intermediate shaft.

【0015】更に、エンジン頂部に二つの不平衡質量を
配置して、これらの質量を0°の相対位相差で且つ逆の
回転方向に駆動することが可能であり、その結果、脈動
力が発生し、この脈動力はエンジンに関する位相角度に
応じてエンジンの長さ方向に作用して、エンジン頂部の
L型振動を補償するか、或いは横方向に作用してエンジ
ン頂部を横方向に振動させるH型の誘導力モーメントを
補償し、エンジンの二つの端部は同相で、即ち同時に同
じ側部に向かって振動する。
Furthermore, it is possible to dispose two unbalanced masses at the top of the engine and drive these masses with a relative phase difference of 0 ° and in the opposite rotational direction, so that pulsation is generated. The pulsating force acts in the longitudinal direction of the engine in accordance with the phase angle with respect to the engine to compensate for the L-shaped vibration of the engine top, or acts laterally to cause the engine top to vibrate laterally. Compensating for the induced moment of the mold, the two ends of the engine oscillate in phase, i.e. simultaneously towards the same side.

【0016】本発明は、更に、関連した駆動モータによ
って駆動されるシャフトに偏心状態で取り付けされた二
つの不平衡質量を含む振動補償器及び内燃エンジンの始
動方法に関する。この方法は、駆動モータを始動し、不
平衡質量を有効供給ネットワークに対してほぼ同期回転
数まで回転させ、二つの不平衡質量の位相角度及び回転
数を供給ネットワークに従って同期させ、また互いに従
って同期させる。そのとき、駆動モータは、同期モータ
として作動し、これに続いて内燃エンジンを始動し、補
償器に従って同期させることを特徴とする。
The invention further relates to a vibration compensator comprising two unbalanced masses mounted eccentrically on a shaft driven by an associated drive motor and a method for starting an internal combustion engine. The method starts the drive motor, rotates the unbalanced mass to approximately a synchronous speed with respect to the effective supply network, synchronizes the phase angle and speed of the two unbalanced masses according to the supply network, and synchronizes each other accordingly. Let it. The drive motor then operates as a synchronous motor and subsequently starts the internal combustion engine and synchronizes according to the compensator.

【0017】内燃エンジンよりも前に不平衡質量を始動
することにより、同期を行うための良好な時期が提供さ
れ、同期を個々に行うことができる。すなわち、最初に
一方の不平衡質量を所定の時期に同期させ、次いで内燃
エンジンを同期させることができる。
Starting the unbalanced mass before the internal combustion engine provides a good time to perform the synchronization and allows the synchronization to be performed individually. That is, one unbalanced mass can be synchronized first at a predetermined time, and then the internal combustion engine can be synchronized.

【0018】別の可能性は、内燃エンジンを始動し、供
給ネットワークを作動する発電機を駆動し、駆動モータ
を始動し、不平衡質量を供給ネットワークに対してほぼ
同期回転数まで回転し、不平衡質量の位相角度及び回転
を供給ネットワーク及び互いに及び内燃エンジン従って
同期させる。そのとき、駆動モータは同期モータとして
作動する。この解決策は、供給ネットワークに対する動
力の大部分が内燃エンジンの発電機によって供給される
船舶の場合に特に適している。
Another possibility is to start the internal combustion engine, drive the generator operating the supply network, start the drive motor, rotate the unbalanced mass to approximately synchronous speed with respect to the supply network, The phase angle and rotation of the balancing masses are synchronized with the supply network and with each other and with the internal combustion engine. At that time, the drive motor operates as a synchronous motor. This solution is particularly suitable in the case of ships where most of the power to the supply network is supplied by the generator of the internal combustion engine.

【0019】次に、本発明を添付の概略図を参照して以
下に詳細に説明する。
The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying schematic drawings.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】内燃エンジン1は、シャフト2を
介して発電機3に駆動連結されている。発電機3は、参
照番号4を附した電力供給ネットワークに対して交流を
発生する。エンジンは、例えば、エンジンの大きさに応
じて4MW乃至60MWの出力の2ストローククロスヘ
ッドエンジンであるか或いは4ストロークエンジン等の
他の大口径内燃エンジンであるのがよい。大口径エンジ
ンは、少なくとも200mmのシリンダ口径を有し、エン
ジンは、据え置き型の発電プラントの原動機であるか、
或いはプロペラシャフトを駆動する船舶用エンジンであ
る。船舶用エンジンの場合には、発電機は、エンジンの
シャフトによって直接駆動され、エンジンの前端又は中
間シャフトに取り付けられているか或いは、ギヤ介して
駆動される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An internal combustion engine 1 is drivingly connected to a generator 3 via a shaft 2. The generator 3 generates an alternating current with respect to a power supply network denoted by reference numeral 4. The engine may be, for example, a two-stroke crosshead engine with an output of 4 MW to 60 MW, depending on the size of the engine, or another large diameter internal combustion engine such as a four-stroke engine. The large bore engine has a cylinder bore of at least 200 mm and the engine is the prime mover of a stationary power plant,
Alternatively, it is a marine engine that drives a propeller shaft. In the case of a marine engine, the generator is driven directly by the engine shaft and is mounted on the front or intermediate shaft of the engine or driven via gears.

【0021】エンジン1は不平衡質量6を備えた振動補
償器5を有する。この不平衡質量は、シリンダ区分の頂
部でエンジンの前端及び後端に夫々設けられ、これによ
り、エンジンフレームの横方向振動の中立軸線まで下方
に最大可能な距離が得られる。
The engine 1 has a vibration compensator 5 with an unbalanced mass 6. This unbalanced mass is provided at the front and rear ends of the engine at the top of the cylinder section, respectively, which provides the maximum possible distance down to the neutral axis of the engine frame lateral vibration.

【0022】図2は、垂直方向に延びるシャフト7上に
不平衡質量6が偏心状態で取り付けされていることを示
す。このシャフトは、エンジンのシリンダ区分9に例え
ば溶接やボルト止めで取り付けられた補償器ハウジング
8の水平な上壁及び下壁に設けられたベアリング(図示
せず)に回転自在に支承されている。上壁を通って上方
に突出したシャフト7は、ベルト又はチェーン駆動装置
を介して電動駆動モータ11によって駆動される駆動プ
ーリ10を支持する。駆動モータとシャフトとの間の伝
動は、歯車を用いた従来のギヤ装置等の他の方法によっ
ても行うことができるということは勿論のことである。
駆動モータが不平衡質量6と同じ回転数で作動する場合
には、駆動モータをシャフト7に直接取り付けることも
できる。
FIG. 2 shows that the unbalanced mass 6 is mounted eccentrically on a vertically extending shaft 7. The shaft is rotatably supported by bearings (not shown) provided on the horizontal upper and lower walls of the compensator housing 8 mounted, for example, by welding or bolting to the cylinder section 9 of the engine. The shaft 7 projecting upward through the upper wall supports a drive pulley 10 driven by an electric drive motor 11 via a belt or chain drive. The transmission between the drive motor and the shaft can of course also be done by other methods, such as a conventional gearing using gears.
If the drive motor operates at the same speed as the unbalanced mass 6, the drive motor can also be mounted directly on the shaft 7.

【0023】駆動モータ11は、始動中に非同期モータ
として作用し、同期回転中に同期モータとして作用す
る、特別の特性を示すリラクタンスモータであるのがよ
い。駆動モータは、例えば、ロータが突出磁極で、ステ
ータが三相捲線からなる、三相誘導モータであるABB
製のMTL型モータがよい。モータは星形結線をなして
連結されている。
The drive motor 11 is preferably a reluctance motor exhibiting special characteristics that acts as an asynchronous motor during startup and acts as a synchronous motor during synchronous rotation. The drive motor is, for example, an ABB three-phase induction motor in which the rotor has protruding magnetic poles and the stator has three-phase windings.
MTL type motors are preferred. The motors are connected in a star connection.

【0024】駆動モータの回転数及び伝動は、減衰され
るべき振動周波数と対応する特定の周波数を不平衡質量
が得るように決定される。一例として、6次誘導力モー
メントが発生するエンジンフレームの横方向振動の補償
を考えることができる。内燃エンジンは、代表的には、
供給ネットワークの周波数が、50Hz乃至60Hzの
いずれかであるのに応じて、103.4rpm 又は10
2.9rpm で作動する。かくして、内燃エンジンは、
1.723Hz又は1.715Hzの基本周波数、及び
6次振動の周波数を提供し、及びかくして不平衡質量の
回転周波数は10.24Hz又は10.29Hzのいず
れかであることがわかる。8個の磁極が4つの磁極対を
なして配置された駆動モータ11の場合には、750rp
m の同期回転数を有し、この回転数は、50Hzのネッ
トワーク周波数での12.5Hzと対応する。かくし
て、駆動モータとシャフト7との間の伝動比は、1:
0.827である。4個の磁極が2つの磁極対をなして
配置された駆動モータの場合には、周波数は25Hzで
あり、伝動比は1:0.414でなければならない。
The rotational speed and transmission of the drive motor are determined so that the unbalanced mass obtains a specific frequency corresponding to the vibration frequency to be damped. As an example, compensation for lateral vibrations of the engine frame in which a sixth-order inductive moment occurs can be considered. Internal combustion engines are typically
103.4 rpm or 10 depending on whether the frequency of the supply network is between 50 Hz and 60 Hz.
Operates at 2.9 rpm. Thus, the internal combustion engine
It provides a fundamental frequency of 1.723 Hz or 1.715 Hz, and a frequency of sixth order vibration, and thus it can be seen that the rotational frequency of the unbalanced mass is either 10.24 Hz or 10.29 Hz. In the case of the drive motor 11 in which eight magnetic poles are arranged in four magnetic pole pairs, 750 rp
m, which corresponds to 12.5 Hz at a network frequency of 50 Hz. Thus, the transmission ratio between the drive motor and the shaft 7 is 1:
0.827. For a drive motor with four magnetic poles arranged in two magnetic pole pairs, the frequency must be 25 Hz and the transmission ratio must be 1: 0.414.

【0025】駆動モータは、有効供給ネットワークに接
続されて、該ネットワークから取り出された交流電圧に
よって駆動されるのがよい。駆動モータは、その始動時
に、始動トルクの大部分を非同期モータとして得、この
非同期モータが不平衡質量を始動する。駆動モータが同
期回転数に近づくと、トルクが低下して、ロータの磁極
がネットワーク周波数に位相ロックされる発振領域に入
り、その後、駆動モータは同期モータとして作動する。
The drive motor may be connected to an active supply network and driven by an AC voltage drawn from the network. When the drive motor starts, it gets most of the starting torque as an asynchronous motor, which starts the unbalanced mass. As the drive motor approaches the synchronous speed, the torque drops and enters an oscillation region where the rotor poles are phase locked to the network frequency, after which the drive motor operates as a synchronous motor.

【0026】二つの駆動モータを個々に始動させ、両モ
ータをネットワーク周波数に合わせて位相ロックする
と、多くの場合、二つの不平衡質量は所望の相互位相角
度で作動しない。これは、これらの不平衡質量が、代表
的には、0°又は180°のいずれかの相対位相差を持
っていなければならないためである。従って、一方の駆
動モータへの交流電圧の供給を短時間中断し、一つ又は
それ以上の磁極対によってロータ自体をネットワークに
関して回転させ、位相角度を変化させることによって、
二つの駆動モータを互いに同期させる。二つの不平衡質
量が完全に同期しているときに内燃エンジンを始動し、
同期した発電機3をネットワークに従って所定の位相角
度で同期させ、不平衡質量に関して所望の同期を提供す
る。同期の目的のため、不平衡質量の各々及び内燃エン
ジンにゼロ表示器を設ける。このゼロ表示器は、可動部
品の所定の箇所が定置のセンサを通過する度毎に位置信
号を発生する。
When the two drive motors are started individually and both motors are phase locked to the network frequency, the two unbalanced masses often do not operate at the desired mutual phase angle. This is because these unbalanced masses must typically have a relative phase difference of either 0 ° or 180 °. Thus, by briefly interrupting the supply of AC voltage to one drive motor, rotating the rotor itself with respect to the network by one or more pole pairs, and changing the phase angle,
The two drive motors are synchronized with each other. Starting the internal combustion engine when the two unbalanced masses are perfectly synchronized,
The synchronized generator 3 is synchronized at a predetermined phase angle according to the network to provide the desired synchronization with respect to the unbalanced mass. For synchronization purposes, each of the unbalanced masses and the internal combustion engine are provided with a zero indicator. The zero indicator generates a position signal each time a predetermined portion of the movable part passes a stationary sensor.

【0027】内燃エンジンが作動している場合にのみ、
供給ネットワークが有効である場合には、先ず内燃エン
ジンを始動した後、振動補償器を始動する必要がある。
固定ピッチプロペラ(FPP)を持つ船舶の主エンジン
の場合のように内燃エンジンの回転数が可変である場合
には、振動補償器は、周波数コンバータ(図示せず)か
ら取り出された交流電圧によって駆動される駆動モータ
11によって内燃エンジンに対して位相ロックできる。
周波数コンバータは、例えば、ダンフォス製のVLTの
表示を持つ装置であるのがよい。周波数コンバータは、
内燃エンジンのシャフトの移動をサンプリングする角度
エンコーダーによって、内燃エンジンの関連した回転数
と対応するように制御された周波数を発生する。角度エ
ンコーダ及び周波数コンバータは共に内燃エンジンと関
連して使用される標準的なコンポーネントである。
Only when the internal combustion engine is running,
If the supply network is active, it is necessary to start the internal combustion engine first and then the vibration compensator.
When the speed of the internal combustion engine is variable, as in the case of a main engine of a ship with a fixed pitch propeller (FPP), the vibration compensator is driven by an AC voltage taken from a frequency converter (not shown). The phase can be locked with respect to the internal combustion engine by the drive motor 11 that is operated.
The frequency converter may be, for example, a device having a VLT display made by Danfoss. The frequency converter
An angular encoder that samples the movement of the shaft of the internal combustion engine generates a frequency that is controlled to correspond to the associated speed of the internal combustion engine. Angle encoders and frequency converters are both standard components used in connection with internal combustion engines.

【0028】図3では、ベクトルFは、エンジン頂部の
夫々の端部に配置された二つの不平衡質量6からの力を
示す。不平衡質量は、角度0°の相対位相を有し、逆方
向に回転する。これらの力Fは、軸線方向に作用する互
いに均衡する二つの力Fa、及びエンジンの夫々の端部
に影響を及ぼす外力である二つの横方向力Ftに分解で
きる。これらの力は、H型誘導圧力モーメントからの振
動を補償する。
In FIG. 3, the vector F shows the force from two unbalanced masses 6 located at each end of the top of the engine. The unbalanced mass has a relative phase of 0 ° and rotates in the opposite direction. These forces F can be decomposed into two axially acting forces Fa that balance one another and two lateral forces Ft, external forces affecting the respective ends of the engine. These forces compensate for oscillations from the H-type induced pressure moment.

【0029】図4では、ベクトルFは、エンジン頂部の
夫々の端部に配置された二つの不平衡質量6からの力を
示す。不平衡質量は、180°の角度の相対位相を有
し、同方向に回転する。これらの力Fは、軸線方向に作
用する互いに均衡する二つの力Fa、及びエンジンの夫
々の端部に影響を及ぼす外力である二つの横方向力Ft
に分解できる。これらの力は、X型誘導圧力モーメント
からの振動を補償する。
In FIG. 4, the vector F represents the force from two unbalanced masses 6 located at each end of the top of the engine. The unbalanced mass has a relative phase of 180 ° and rotates in the same direction. These forces F are two mutually balanced forces Fa acting in the axial direction and two lateral forces Ft, external forces affecting the respective ends of the engine.
Can be decomposed into These forces compensate for oscillations from the X-type induced pressure moment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による振動補償器を持つ内燃エンジンの
輪郭の概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of the profile of an internal combustion engine having a vibration compensator according to the present invention.

【図2】図1に示すエンジンに設けられた不平衡質量の
一方の拡大概略図である。
FIG. 2 is an enlarged schematic view of one of unbalanced masses provided in the engine shown in FIG. 1;

【図3】H型振動を補償するために振動補償器が発生し
た外横力を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an external lateral force generated by a vibration compensator for compensating for an H-shaped vibration.

【図4】X型振動を補償するために振動補償器が発生し
た外横力を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an external lateral force generated by a vibration compensator to compensate for X-type vibration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 内燃エンジン 2 シャフト 3 発電機 4 電力供給ネットワーク 5 振動補償器 6 不平衡質量 7 シャフト 8 補償器ハウジング 9 シリンダ区分 10 駆動プーリ 11 電動駆動モータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Shaft 3 Generator 4 Power supply network 5 Vibration compensator 6 Unbalanced mass 7 Shaft 8 Compensator housing 9 Cylinder section 10 Drive pulley 11 Electric drive motor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 594140904 Center Syd,161 Stamh olmen,DK−2650 HVIDOVR E,Denmark (72)発明者 ラルス・ヴァルデマル・ヴィンセンス・ブ リュンダム デンマーク王国デーコー−2920 シャルロ ッテンルン,リュッケヴァイ 9 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (71) Applicant 594140904 Center Syd, 161 Stamholmen, DK-2650 HVIDOVR E, Denmark (72) Inventor Lars Waldemar Winnsens Bründum Daeco-2920 Charlotte Rütten, Denmark, Denmark Vai 9

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃エンジン(1)、特に2ストローク
クロスヘッドエンジン用の、内燃エンジンの回転数に適
合した周波数で駆動モータ(11)によって回転させる
ことができるシャフト(7)に偏心状態で取り付けられ
た少なくとも一つの不平衡質量(6)を持つ振動補償器
(5)において、 前記駆動モータ(11)は、前記内燃エンジンの連続作
動時に、周波数が前記内燃エンジン(1)の回転数に対
して所定の比をなす交流電圧に従って位相角度及び回転
数が同期した同期モータとして作用する、ことを特徴と
する振動補償器。
1. An eccentrically mounted shaft (7) for an internal combustion engine (1), in particular a two-stroke crosshead engine, which can be rotated by a drive motor (11) at a frequency adapted to the rotational speed of the internal combustion engine. A vibration compensator (5) having at least one unbalanced mass (6), wherein the drive motor (11) has a frequency with respect to the rotation speed of the internal combustion engine (1) during continuous operation of the internal combustion engine. Wherein the phase angle and the rotation speed act as a synchronous motor in accordance with an AC voltage having a predetermined ratio.
【請求項2】 前記駆動モータは、前記振動補償器
(5)の始動時に非同期モータとして作用し、連続作動
モード時に同期モータとして作用する、ことを特徴とす
る請求項1に記載の振動補償器。
2. The vibration compensator according to claim 1, wherein the drive motor acts as an asynchronous motor when starting the vibration compensator, and acts as a synchronous motor when in a continuous operation mode. .
【請求項3】 前記駆動モータ(11)は、別体の始動
駆動装置によって始動される同期モータである、ことを
特徴とする請求項1に記載の振動補償器。
3. The vibration compensator according to claim 1, wherein the drive motor is a synchronous motor started by a separate start drive.
【請求項4】 前記不平衡質量を備えた前記シャフト
(7)は、実質的に垂直方向に延びる回転軸線を持つ前
記駆動モータ(11)によって駆動される、ことを特徴
とする請求項1、2、又は3に記載の振動補償器。
4. The shaft (7) with the unbalanced mass is driven by the drive motor (11) having a substantially vertically extending axis of rotation. 4. The vibration compensator according to 2 or 3.
【請求項5】 前記交流電圧は、前記内燃エンジンによ
って駆動される発電機(3)によって電力を発生する電
力供給ネットワーク(4)から取り出される、ことを特
徴とする請求項1乃至4のうちのいずれか一項に記載の
振動補償器。
5. The method according to claim 1, wherein the AC voltage is taken from a power supply network (4) that generates power by a generator (3) driven by the internal combustion engine. A vibration compensator according to any one of the preceding claims.
【請求項6】 前記交流電圧は、クランクシャフト等の
エンジンの回転シャフトの角度移動をサンプリングする
回転ピックアップ装置によって周波数が制御される周波
数コンバータから取り出される、ことを特徴とする請求
項1乃至4のうちのいずれか一項に記載の振動補償器。
6. The apparatus according to claim 1, wherein the AC voltage is taken from a frequency converter whose frequency is controlled by a rotary pickup device that samples an angular movement of a rotary shaft of an engine such as a crankshaft. The vibration compensator according to any one of the above.
【請求項7】 駆動モータ(11)と関連した二つの不
平衡質量(6)がエンジンに取り付けられている、こと
を特徴とする請求項1乃至6のうちのいずれか一項に記
載の振動補償器。
7. Vibration according to claim 1, wherein two unbalanced masses (6) associated with the drive motor (11) are mounted on the engine. Compensator.
【請求項8】 前記二つの不平衡質量(6)は、前記内
燃エンジン(1)の前端及び後端に取り付けられてお
り、これらの不平衡質量は、前記駆動モータ(11)に
よって、180°の相対位相差で及び同じ回転方向で駆
動される、ことを特徴とする請求項7に記載の振動補償
器。
8. The two unbalanced masses (6) are mounted on a front end and a rear end of the internal combustion engine (1), and these unbalanced masses are shifted by 180 ° by the drive motor (11). The vibration compensator according to claim 7, wherein the vibration compensator is driven with the relative phase difference and in the same rotation direction.
【請求項9】 前記二つの不平衡質量(6)は、前記エ
ンジン(1)の少なくとも一方の端部に取り付けられて
おり、前記駆動モータ(11)によって、0°の相対位
相差で及び逆の回転方向で駆動される、ことを特徴とす
る請求項7に記載の振動補償器。
9. The two unbalanced masses (6) are mounted on at least one end of the engine (1) and are driven by the drive motor (11) with a relative phase difference of 0 ° and opposite. The vibration compensator according to claim 7, wherein the vibration compensator is driven in the rotation direction.
【請求項10】 関連した駆動モータによって駆動され
るシャフト(7)に偏心状態で取り付けされた二つの不
平衡質量(6)を含む振動補償器(5)及び内燃エンジ
ン(1)の始動方法において、前記駆動モータ(11)
を始動し、前記不平衡質量(6)を有効供給ネットワー
ク(4)に対してほぼ同期回転数まで回転し、前記不平
衡質量の位相角度及び回転数を前記供給ネットワーク及
び互いに従って同期させ、そのとき、前記駆動モータ
は、同期モータとして作動し、これに続いて前記内燃エ
ンジン(1)を始動し、前記補償器に従って同期させ
る、ことを特徴とする方法。
10. A vibration compensator (5) comprising two unbalanced masses (6) eccentrically mounted on a shaft (7) driven by an associated drive motor and a method for starting an internal combustion engine (1). , The drive motor (11)
Rotating the unbalanced mass (6) with respect to the effective supply network (4) to approximately a synchronous speed, synchronizing the phase angle and the rotational speed of the unbalanced mass according to the supply network and each other, When the drive motor operates as a synchronous motor, subsequently starting the internal combustion engine (1) and synchronizing according to the compensator.
【請求項11】 関連した駆動モータによって駆動され
るシャフト(7)に偏心状態で取り付けされた二つの不
平衡質量(6)を含む振動補償器(5)及び内燃エンジ
ン(1)の始動方法において、前記内燃エンジン(1)
を始動し、供給ネットワーク(4)を作動する発電機
(3)を駆動し、前記駆動モータ(11)を始動し、前
記不平衡質量(6)を供給ネットワークに関してほぼ同
期回転数まで回転し、前記不平衡質量の位相角度及び回
転を供給ネットワーク及び互いに従って同期させ、その
とき、前記駆動モータ(11)は同期モータとして作動
する、ことを特徴とする方法。
11. A vibration compensator (5) comprising two unbalanced masses (6) eccentrically mounted on a shaft (7) driven by an associated drive motor and a method for starting an internal combustion engine (1). , The internal combustion engine (1)
Starting the generator (3) operating the supply network (4), starting the drive motor (11), rotating the unbalanced mass (6) to approximately a synchronous speed with respect to the supply network, Synchronizing the phase angle and rotation of the unbalanced mass according to a supply network and each other, wherein the drive motor (11) operates as a synchronous motor.
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KR101554524B1 (en) * 2011-08-30 2015-10-06 고쿠리츠다이가쿠호진 나가사키다이가쿠 Vibration control device and control method therefor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101554524B1 (en) * 2011-08-30 2015-10-06 고쿠리츠다이가쿠호진 나가사키다이가쿠 Vibration control device and control method therefor
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