JP6346575B2 - Rotating electric machine and vibration control method - Google Patents

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JP6346575B2 JP2015037133A JP2015037133A JP6346575B2 JP 6346575 B2 JP6346575 B2 JP 6346575B2 JP 2015037133 A JP2015037133 A JP 2015037133A JP 2015037133 A JP2015037133 A JP 2015037133A JP 6346575 B2 JP6346575 B2 JP 6346575B2
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優 野崎
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本発明は、回転電機とその制振方法に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine and a vibration damping method thereof.
電動機および発電機を含む回転電機の典型的な構造として、固定支持された円筒状の固定子と、固定子内で回転可能に支持された回転子と、を備えたものが広く知られている。回転電機において、固定子と回転子の間に作用している電磁力振動数が固定子の固有振動数と一致する場合に共振が発生し、固定子が振動して電磁騒音が発生することがある。   As a typical structure of a rotating electrical machine including an electric motor and a generator, a structure including a cylindrical stator fixedly supported and a rotor rotatably supported in the stator is widely known. . In a rotating electrical machine, resonance occurs when the electromagnetic force frequency acting between the stator and the rotor matches the natural frequency of the stator, and the stator vibrates and generates electromagnetic noise. is there.
このような回転電機の振動、特に円環振動モードの振動を抑制する対策として、固定子枠の外側に回転電機の固有振動数を変更するための質量体を取り付ける技術が知られている(特許文献1、非特許文献1)。   As a measure for suppressing such vibration of the rotating electrical machine, particularly vibration in the annular vibration mode, a technique of attaching a mass body for changing the natural frequency of the rotating electrical machine to the outside of the stator frame is known (patent) Document 1, Non-Patent Document 1).
また、粉粒体を用いた制振部材によってモータの振動を抑制する技術が知られている(特許文献2)。   Moreover, the technique which suppresses the vibration of a motor with the damping member using a granular material is known (patent document 2).
特開平7−154940号公報JP 7-154940 A 特開2000−46103号公報JP 2000-46103 A
特許文献1には、回転電機の固有振動数の変更を行うために質量体を取り付ける技術が開示されているが、具体的にどの位置に質量体を取り付けると振動抑制に効果があるのかについては記載がない。また、特許文献1または非特許文献1に記載された技術では、振動減衰効果が十分に得られないこともありうる。特に、特許文献1または非特許文献1に記載された技術では、一定の定格回転数で運転する場合における共振を避ける技術として用いることはできても、インバータを用いた電動機などの、回転数を変化させて用いる回転機械において、共振を避けることはできない。   Patent Document 1 discloses a technique for attaching a mass body in order to change the natural frequency of a rotating electrical machine. There is no description. In addition, with the technique described in Patent Document 1 or Non-Patent Document 1, a vibration damping effect may not be sufficiently obtained. In particular, the technique described in Patent Document 1 or Non-Patent Document 1 can be used as a technique for avoiding resonance when operating at a constant rated rotational speed, but the rotational speed of an electric motor using an inverter, etc. Resonance cannot be avoided in a rotating machine that is used while being changed.
また、特許文献2には、粉粒体を用いた制振部材をモータの外周のどの位置に取り付けると効果的かということについては何ら開示されていない。   Further, Patent Document 2 does not disclose anything about which position on the outer periphery of the motor is effective when the damping member using the powder particles is attached.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、回転電機の回転数が変化する場合であっても、大きな制振効果を発揮できるようにすることを目的とする。 This invention is made | formed in view of this situation, Comprising: Even if it is a case where the rotation speed of a rotary electric machine changes, it aims at enabling it to exhibit a big damping effect.
上記目的を達成するために、本発明に係る回転電機は、回転軸の周りに回転可能に支持された回転部材と、前記回転軸と同軸のほぼ円筒形であって前記回転部材の半径方向外側を囲む固定支持部材と、前記固定支持部材の第1の円環振動モードにおける腹の位置に配置されて前記固定支持部材の半径方向の移動速度に応じて半径方向の抵抗力を生じさせる第1のフードダンパと、前記固定支持部材の前記第1の円環振動モードにおける節の位置に、第1のフードダンパと離間して配置されて前記固定支持部材の半径方向の移動速度に応じて半径方向の抵抗力を生じさせる第2のフードダンパと、前記固定支持部材の前記第1の円環振動モードにおける腹の位置に配置されて前記固定支持部材に固定された不均一質量体と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a rotating electrical machine according to the present invention includes a rotating member rotatably supported around a rotating shaft, a substantially cylindrical shape coaxial with the rotating shaft, and a radially outer side of the rotating member. A fixed support member that surrounds the first support member, and a first support member that is arranged at a position of an antinode in the first annular vibration mode of the fixed support member to generate a resistance force in a radial direction according to a moving speed of the fixed support member in a radial direction. The hood damper and the fixed support member are arranged at positions of nodes in the first annular vibration mode so as to be separated from the first hood damper and have a radius according to the moving speed of the fixed support member in the radial direction. A second hood damper that generates a resistance force in a direction, and a non-uniform mass body that is disposed at an antinode position in the first annular vibration mode of the fixed support member and is fixed to the fixed support member. Features having To.
また、本発明に係る回転電機の制振方法は、回転軸の周りに回転可能に支持された回転部材と、前記回転軸と同軸のほぼ円筒形であって前記回転部材の半径方向外側を囲む固定支持部材と、を備えた回転電機の制振方法において、前記固定支持部材の第1の円環振動モードにおける腹の位置に、前記固定支持部材の半径方向の移動速度に応じて半径方向の抵抗力を生じさせる第1のフードダンパを取り付け、前記固定支持部材の前記第1の円環振動モードにおける節の位置に、第1のフードダンパと離間して、前記固定支持部材の半径方向の移動速度に応じて半径方向の抵抗力を生じさせる第2のフードダンパを取り付け、前記固定支持部材の前記第1の円環振動モードにおける腹の位置に、不均一質量体を前記固定支持部材に固定して取り付けること、を特徴とする。 In addition, a vibration damping method for a rotating electrical machine according to the present invention includes a rotating member that is rotatably supported around a rotating shaft, and a substantially cylindrical shape that is coaxial with the rotating shaft and surrounds the radially outer side of the rotating member. In a vibration damping method for a rotating electrical machine comprising a fixed support member, a position of the antinode in the first annular vibration mode of the fixed support member is set in a radial direction according to a moving speed of the fixed support member in the radial direction. A first hood damper for generating a resistance force is attached, and at a position of a node in the first annular vibration mode of the fixed support member , spaced apart from the first hood damper, the radial direction of the fixed support member A second hood damper that generates a resistance force in the radial direction according to the moving speed is attached , and a non-uniform mass body is attached to the fixed support member at an antinode position in the first annular vibration mode of the fixed support member. Take fixed Only characterized Rukoto, the.
本発明によれば、回転電機の回転数が変化する場合であっても、大きな制振効果を発揮することができる。 According to the present invention, even if the rotation speed of the rotating electrical machine changes, a great vibration damping effect can be exhibited.
回転機械の制振方法の実施形態の原理を説明するためのモデル図であって、回転機械の軸に垂直な断面図である。It is a model figure for demonstrating the principle of embodiment of the damping method of a rotary machine, Comprising: It is sectional drawing perpendicular | vertical to the axis | shaft of a rotary machine. 回転電機の固定子にかかる電磁力の分布の例を示す図である。It is a figure which shows the example of distribution of the electromagnetic force concerning the stator of a rotary electric machine. 回転機械の円環振動モードモデルによる解析結果の例を示す図であって、2個のフードダンパをθ=0度とθ=45度の位置に取り付けた場合で、各フードダンパの質量比μが0.025の場合の、cosモード振動、sinモード振動およびそれらの合計の振動の各振幅を、フードダンパを取り付けない場合と比較して示す図である。It is a figure which shows the example of the analysis result by the circular vibration mode model of a rotary machine, Comprising: When two hood dampers are attached to the position of (theta) 1 = 0 degree | times and (theta) 2 = 45 degree | times, the mass of each hood damper if the ratio mu H is 0.025, cos mode vibration, each amplitude of the vibration of the sin mode vibration and the total thereof, is a graph showing by comparison with the case of not attaching the hood damper. 回転機械の円環振動モードモデルによる解析結果の例を示す図であって、2個のフードダンパをθ=0度とθ=45度の位置に取り付けた場合で、各フードダンパの質量比μが0.05の場合の、cosモード振動、sinモード振動およびそれらの合計の振動の、各振幅を、フードダンパを取り付けない場合と比較して示す図である。It is a figure which shows the example of the analysis result by the circular vibration mode model of a rotary machine, Comprising: When two hood dampers are attached to the position of (theta) 1 = 0 degree | times and (theta) 2 = 45 degree | times, the mass of each hood damper if the ratio mu H is 0.05, cos mode vibration, the vibration of the sin mode vibration and the total thereof, each amplitude is a graph showing by comparison with the case of not attaching the hood damper. 回転機械の円環振動モードモデルによる解析結果の例を示す図であって、図3(質量比μ=0.025の場合)における2個のフードダンパの開き角Δθ=│θ−θ│を変えた場合の開き角Δθと振幅との関係を示す図である。It is a figure which shows the example of the analysis result by the circular vibration mode model of a rotary machine, Comprising: The opening angle (DELTA) (theta) = | (theta) 2 -theta of two hood dampers in FIG. 3 (in the case of mass ratio (micro | micron | mu) H = 0.025). It is a figure which shows the relationship between opening angle (DELTA) (theta) and amplitude when 1 | is changed. 回転機械の円環振動モードモデルによる解析結果の例を示す図であって、図4(質量比μ=0.05の場合)における2個のフードダンパの開き角Δθ=│θ−θ│を変えた場合の開き角Δθと振幅との関係を示す図である。It is a figure which shows the example of the analysis result by the circular vibration mode model of a rotary machine, Comprising: The opening angle (DELTA) (theta) = | (theta) 2 -theta of two hood dampers in FIG. 4 (in the case of mass ratio (micro | micron | mu) H = 0.05). It is a figure which shows the relationship between opening angle (DELTA) (theta) and amplitude when 1 | is changed. 回転機械の円環振動モードモデルによる解析結果の例を示す図であって、2個のフードダンパをθ=0度とθ=33度の位置に取り付けて、さらに不均一質量体をθ=0度の位置に取り付けた場合で、各フードダンパの質量比μが0.025、不均一質量体の質量比μが0.1の場合の、cosモード振動、sinモード振動およびそれらの合計の振動の、各振幅を、不均一質量体がない場合と比較して示す図である。It is a figure which shows the example of the analysis result by the circular vibration mode model of a rotary machine, Comprising: Two hood dampers are attached in the position of (theta) 1 = 0 degree | times and (theta) 2 = 33 degree | times, and also a nonuniform mass body is made into (theta) If attached to the 1 = 0 degree position, the mass ratio mu H of each hood damper 0.025 mass ratio mu I of nonuniform masses in the case of 0.1, cos mode vibration, sin mode vibration and It is a figure which shows each amplitude of those total vibrations compared with the case where there is no nonuniform mass body. 回転機械の円環振動モードモデルによる解析結果の例を示す図であって、2個のフードダンパをθ=0度とθ=57度の位置に取り付けて、さらに不均一質量体をθ=0度の位置に取り付けた場合で、各フードダンパの質量比μが0.025、不均一質量体の質量比μが0.1の場合の、cosモード振動、sinモード振動およびそれらの合計の振動の、各振幅を、不均一質量体がない場合と比較して示す図である。It is a figure which shows the example of the analysis result by the annular vibration mode model of a rotary machine, Comprising: Two hood dampers are attached to the position of (theta) 1 = 0 degree | times and (theta) 2 = 57 degree | times, and also a nonuniform mass body is made into (theta) If attached to the 1 = 0 degree position, the mass ratio mu H of each hood damper 0.025 mass ratio mu I of nonuniform masses in the case of 0.1, cos mode vibration, sin mode vibration and It is a figure which shows each amplitude of those total vibrations compared with the case where there is no nonuniform mass body. 回転機械の円環振動モードモデルによる解析結果の例を示す図であって、2個のフードダンパをθ=0度とθ=36度の位置に取り付けて、さらに不均一質量体をθ=0度の位置に取り付けた場合で、各フードダンパの質量比μが0.05、不均一質量体の質量比μが0.1の場合の、cosモード振動、sinモード振動およびそれらの合計の振動の、各振幅を、不均一質量体がない場合と比較して示す図である。It is a figure which shows the example of the analysis result by the annular vibration mode model of a rotary machine, Comprising: Two hood dampers are attached in the position of (theta) 1 = 0 degree | times and (theta) 2 = 36 degree | times, and also a nonuniform mass body is made into (theta) 1 = Cos mode vibration, sin mode vibration and quasi-mode vibration when the mass ratio μ H of each hood damper is 0.05 and the mass ratio μ I of the non-uniform mass is 0.1 It is a figure which shows each amplitude of those total vibrations compared with the case where there is no nonuniform mass body. 回転機械の円環振動モードモデルによる解析結果の例を示す図であって、2個のフードダンパをθ=0度とθ=54度の位置に取り付けて、さらに不均一質量体をθ=0度の位置に取り付けた場合で、各フードダンパの質量比μが0.05、不均一質量体の質量比μが0.1の場合の、cosモード振動、sinモード振動およびそれらの合計の振動の、各振幅を、不均一質量体がない場合と比較して示す図である。It is a figure which shows the example of the analysis result by the circular vibration mode model of a rotary machine, Comprising: Two hood dampers are attached to the position of (theta) 1 = 0 degree | times and (theta) 2 = 54 degree | times, and also a nonuniform mass body is made into (theta) 1 = Cos mode vibration, sin mode vibration and quasi-mode vibration when the mass ratio μ H of each hood damper is 0.05 and the mass ratio μ I of the non-uniform mass is 0.1 It is a figure which shows each amplitude of those total vibrations compared with the case where there is no nonuniform mass body. 回転機械の円環振動モードモデルによる解析結果の例を示す図であって、図7および図8(質量比μ=0.025の場合)における2個のフードダンパの開き角Δθ=│θ−θ│を変えた場合の開き角Δθと振幅との関係を示す図である。It is a figure which shows the example of the analysis result by the circular vibration mode model of a rotary machine, Comprising: Opening angle (DELTA) (theta) = | (theta) of two hood dampers in FIG.7 and FIG.8 (in the case of mass ratio (micro | micron | mu) H = 0.025). It is a figure which shows the relationship between opening angle (DELTA) (theta) and amplitude at the time of changing 2- ( theta) 1 |. 回転機械の円環振動モードモデルによる解析結果の例を示す図であって、図9および図10(質量比μ=0.05の場合)における2個のフードダンパの開き角Δθ=│θ−θ│を変えた場合の開き角Δθと振幅との関係を示す図である。It is a figure which shows the example of the analysis result by the circular vibration mode model of a rotary machine, Comprising: Opening angle (DELTA) (theta) = | (theta) of two hood dampers in FIG. 9 and FIG. 10 (in the case of mass ratio (micro | micron | mu) H = 0.05). It is a figure which shows the relationship between opening angle (DELTA) (theta) and amplitude at the time of changing 2- ( theta) 1 |. 本発明の第1の実施形態に係る回転機械を模式的に示す図であって、軸に垂直な断面図である。It is a figure showing typically the rotary machine concerning a 1st embodiment of the present invention, and is a sectional view perpendicular to an axis. 本発明の第2の実施形態に係る回転機械を模式的に示す図であって、軸に垂直な断面図である。It is a figure which shows typically the rotary machine which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, Comprising: It is sectional drawing perpendicular | vertical to an axis | shaft. 本発明の第3の実施形態に係る回転機械を模式的に示す図であって、軸に垂直な断面図である。It is a figure which shows typically the rotary machine which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, Comprising: It is sectional drawing perpendicular | vertical to an axis | shaft. 本発明の第4の実施形態に係る回転機械を模式的に示す図であって、軸に垂直な断面図である。It is a figure which shows typically the rotary machine which concerns on the 4th Embodiment of this invention, Comprising: It is sectional drawing perpendicular | vertical to an axis | shaft. 本発明の第5の実施形態に係る回転機械を模式的に示す図であって、軸に垂直な断面図である。It is a figure which shows typically the rotary machine which concerns on the 5th Embodiment of this invention, Comprising: It is sectional drawing perpendicular | vertical to an axis | shaft.
以下に、図面を参照して、本発明に係る回転機械およびその制振方法の実施形態について説明する。   Embodiments of a rotating machine and a vibration damping method thereof according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
初めに、本発明に係る回転機械およびその制振方法の実施形態の原理について説明する。ここでは、回転機械の例として電動機を想定する。   First, the principle of the embodiment of the rotating machine and the vibration damping method according to the present invention will be described. Here, an electric motor is assumed as an example of a rotating machine.
図1は、回転機械の制振方法の実施形態の原理を説明するためのモデル図であって、回転機械の軸に垂直な断面図である。また、図2は、回転電機の固定子にかかる電磁力の分布の例を示す図である。   FIG. 1 is a model diagram for explaining the principle of an embodiment of a vibration damping method for a rotary machine, and is a cross-sectional view perpendicular to the axis of the rotary machine. FIG. 2 is a diagram showing an example of the distribution of electromagnetic force applied to the stator of the rotating electrical machine.
ハンマリング試験において、電磁振動が問題となる数千Hz以下の振動数範囲には軸方向に節があるモードが得られないことが知られている。そのため、簡単のために、電動機固定子およびその外側の固定子枠を含めた固定支持部材10を、変位の軸方向の分布を考えない図1に示すような一様な円環で近似することとする。また、不均一質量体が円環のモードには影響を及ぼさず、不均一質量体は単に慣性力として作用すると仮定する。   In a hammering test, it is known that a mode having nodes in the axial direction cannot be obtained in a frequency range of several thousand Hz or less where electromagnetic vibration is a problem. Therefore, for the sake of simplicity, the fixed support member 10 including the motor stator and the outer stator frame is approximated by a uniform ring as shown in FIG. 1 that does not consider the axial distribution of displacement. And Further, it is assumed that the non-uniform mass does not affect the mode of the ring, and the non-uniform mass simply acts as an inertial force.
固定支持部材10は円筒形で、厚さが周方向に一様であるとする。固定支持部材10内に、固定支持部材10の軸と共通の軸の周りに回転する回転子(図示せず)が配置されている。固定支持部材10の外側に、円周方向の角度α=α(p=1,・・・,P)の位置にP個の不均一質量体11(質量:mIp)を設置し、また、円周方向の角度θ=θ(j=1,・・・,N)の位置にN個のフードダンパ(Houde Damper)30を設置する。フードダンパ30とは、一般に、抵抗要素13(減衰係数:cHj)と、その先に取り付けられたダンパ質量体14(質量:mHj)とからなる振動減衰装置を言う。ここでは、固定支持部材10は円環振動をすることを想定しているので、ダンパ質量体14は少なくとも半径方向に移動可能なものとする。 It is assumed that the fixed support member 10 is cylindrical and has a uniform thickness in the circumferential direction. In the fixed support member 10, a rotor (not shown) that rotates around an axis common to the axis of the fixed support member 10 is arranged. P non-uniform mass bodies 11 (mass: m Ip ) are installed outside the fixed support member 10 at positions of an angle α = α p (p = 1,..., P) in the circumferential direction. N food dampers (Houd Damper) 30 are installed at positions of the circumferential angle θ = θ j (j = 1,..., N). The hood damper 30 generally refers to a vibration damping device including a resistance element 13 (damping coefficient: c Hj ) and a damper mass body 14 (mass: m Hj ) attached to the tip of the resistance element 13. Here, since it is assumed that the fixed support member 10 performs an annular vibration, the damper mass body 14 is assumed to be movable at least in the radial direction.
固定支持部材10の半径方向の変位uは、M個の振動モードを考慮するとき、次式(1)で表される。   The radial displacement u of the fixed support member 10 is expressed by the following equation (1) when considering M vibration modes.
ここに、
θ:円周方向の座標(rad)(反時計回りが正)
i:円周方向の振動モードを表す整数
a:θ=0に腹をもつcos型のモードiの変位
b:θ=π/(2i)に腹をもつsin型のモードiの変位
here,
θ: Coordinates in the circumferential direction (rad) (counterclockwise is positive)
i: integer representing a vibration mode in the circumferential direction a: displacement of a cos type mode i having a belly at θ = 0 b: displacement of a sin type mode i having a belly at θ = π / (2i)
電動機に作用する外力として一般的なものは、半径方向に作用する力が円周方向に分布するとともに円周方向に回転する電磁力であるので、それを次式(2)で表す。   As a general external force acting on the electric motor, a force acting in the radial direction is an electromagnetic force distributed in the circumferential direction and rotating in the circumferential direction. Therefore, this is expressed by the following equation (2).
ここに
s:電磁力のモードを表す整数
Ω:モードsをもつ電磁力の角振動数
:モードsの電磁力の振幅
Where s: integer representing the mode of electromagnetic force Ω s : angular frequency of electromagnetic force having mode s F s : amplitude of electromagnetic force of mode s
実際の電磁力は多くの振動数成分を含むが、簡単のためFcos(Ωst+sθ)の成分のみが作用する場合を考える。また、不均一質量体はそれほど大きくないとして、慣性力として取り扱うこととし、固定子に粘性減衰力も作用するとし、i次モードのみ採用し、i=sの場合を扱うとき、運動方程式は以下の式(3)〜式(5)のようになる。 Although an actual electromagnetic force includes many frequency components, a case where only the component of F s cos (Ωst + sθ) acts will be considered for simplicity. Further, assuming that the non-uniform mass is not so large, it is treated as an inertial force, and a viscous damping force acts on the stator. When only the i-th mode is adopted and the case of i = s is handled, the equation of motion is It becomes like Formula (3)-Formula (5).
ここに
r:円環の半径
E:円環支持部材の縦弾性係数
A:断面積(長方形断面の場合は円環の厚さHと軸方向長さLとの積)
I:円環の面に垂直な主軸に関する断面二次モーメント(長方形断面の場合はLH3
12)
ρ:円環支持部材の密度
0i:主系の粘性減衰係数(i=1,・・・,M)
:θ=θに設置したフードダンパの変位
Hj:θ=θに設置したフードダンパの粘性減衰係数(j=1,・・・,N)(CHj=2γHjHjω02
Hj:θ=θに設置したフードダンパの質量
Ip:θ=αに設置した不均一質量体の質量
P:不均一質量体の個数
N:フードダンパの個数
Where r: radius of the ring E: longitudinal elastic modulus of the ring support member A: cross-sectional area (in the case of a rectangular cross-section, the product of the ring thickness H and the axial length L)
I: Section moment of inertia about the principal axis perpendicular to the plane of the ring (LH 3 /
12)
ρ: Density of annular support member c 0i : Viscous damping coefficient of main system (i = 1,..., M)
x j : Displacement of the hood damper installed at θ = θ j C Hj : Viscous damping coefficient (j = 1,..., N) of the hood damper installed at θ = θ j (C Hj = 2γ Hj m Hj ω 02 )
m Hj : Mass of the hood damper installed at θ = θ j m Ip : Mass of the non-uniform mass body installed at θ = α p P: Number of non-uniform mass bodies N: Number of hood dampers
ここではi=2のモードを例に取ることとし、不均一質量体とフードダンパによる制振を考える。例えば、フードダンパ2個では式(3)〜式(5)の定常解を次の式(6)〜式(9)のようにおく。   Here, the mode of i = 2 is taken as an example, and vibration suppression by a non-uniform mass body and a hood damper is considered. For example, with two hood dampers, the steady solutions of equations (3) to (5) are set as the following equations (6) to (9).
=AcosΩt+BsinΩt (6)
=AcosΩt+BsinΩt (7)
=AcosΩt+BsinΩt (8)
=AcosΩt+BsinΩt (9)
なお、iが0の場合は、円環の形状がそのままの形状で大きくなったり小さくなったりする振動となる。また、iが1の場合は、円環の形状および大きさがそのままで、一つの周方向の位置とその反対側に交互に変位する振動となる。
a 2 = A 1 cosΩ 2 t + B 1 sinΩ 2 t (6)
b 2 = A 2 cosΩ 2 t + B 2 sinΩ 2 t (7)
x 1 = A 3 cosΩ 2 t + B 3 sinΩ 2 t (8)
x 2 = A 4 cosΩ 2 t + B 4 sinΩ 2 t (9)
When i is 0, the vibration of the circular ring becomes larger or smaller as it is. When i is 1, the shape and size of the circular ring remains unchanged, and the vibration is alternately displaced to one circumferential position and the opposite side.
iが2の場合は、図2に示すように、周方向に90度ごとに、振幅が最大となる腹と、腹と腹との中間位置にあって振幅が最小となる節とが形成される。iが3以上の場合も、周方向に等間隔に交互に腹と節が形成される。   When i is 2, as shown in FIG. 2, a belly having the maximum amplitude and a node having the minimum amplitude at an intermediate position between the belly and the belly are formed every 90 degrees in the circumferential direction. . When i is 3 or more, belly and nodes are alternately formed at equal intervals in the circumferential direction.
[数値解析結果]
[2個のフードダンパがある場合]
ここでは、不均一質量体がなく、フードダンパのみ用いることにより電動機固定子の制振がどこまで可能かを調べる。なお、以下の共振曲線では、縦軸は次式(10)で示すように、式(1)で表される半径方向の変位uの2乗を空間と時間で平均したものを(Fπ/k02で除して無次元化したもので定義している(k02=9EIπ/r、T=2π/Ω)。
[Numerical analysis results]
[When there are two food dampers]
Here, it is investigated how far the motor stator can be damped by using only a hood damper without a non-uniform mass. In the following resonance curve, the vertical axis is obtained by averaging the square of the radial displacement u represented by the equation (1) in space and time as shown by the following equation (10) (F 2 π / K 02 ) Defined by dividing by 2 and making it dimensionless (k 02 = 9EIπ / r 3 , T = 2π / Ω 2 ).
また、横軸もν=Ω/ω02として電磁力の角振動数を2次モードの固有角振動数で無次元化している(ω02 =36EI/5ρAr)。よって、横軸のν=1が主系の2次モードの無次元固有角振動数、つまり、共振点となる。なお、主系の減衰比γは0.02、フードダンパの減衰比γはすべて0.25を用いた。 Also, the horizontal axis is ν = Ω 2 / ω 02 and the angular frequency of the electromagnetic force is made dimensionless by the natural angular frequency of the secondary mode (ω 02 2 = 36EI / 5ρAr 4 ). Therefore, ν = 1 on the horizontal axis is the dimensionless natural angular frequency of the secondary mode of the main system, that is, the resonance point. The main system damping ratio γ i was 0.02, and the hood damper damping ratio γ H was 0.25.
まず、固定子の外周上に2個のフードダンパのみがある場合を考える。フードダンパが2個あり、不均一質量体がない場合の共振曲線を図3および図4に示す。フードダンパの設置位置はθ=0度およびθ=45度とする。図3は、各フードダンパの質量比がいずれもμ=mH1/{(5/4)πrρA}=mH2/{(5/4)πrρA}=0.025の場合である。また、図4は、フードダンパの設置位置がθ=0度およびθ=45度で、各ダンパの質量比がいずれもμ=0.05の場合である。 First, consider the case where there are only two hood dampers on the outer periphery of the stator. Resonance curves when there are two hood dampers and no non-uniform mass are shown in FIGS. The installation position of the hood damper is θ 1 = 0 degrees and θ 2 = 45 degrees. FIG. 3 shows a case where the mass ratio of each hood damper is μ H = m H1 / {(5/4) πrρA} = m H2 /{(5/4)πrρA}=0.025. FIG. 4 shows the case where the hood damper is installed at θ 1 = 0 degrees and θ 2 = 45 degrees, and the mass ratio of each damper is μ H = 0.05.
図3および図4で、太い実線20は、上記2個のフードダンパがある場合を示す。そのうちのcosモードのみ抽出したときの値を破線21で示し、sinモードのみ抽出したときの値を一点鎖線22で示す。ただし、図3および図4では、破線21と一点鎖線22は重なっている。さらに、フードダンパが無い場合を細い実線23で示す。   3 and 4, a thick solid line 20 indicates a case where there are the two hood dampers. A value when only the cos mode is extracted is indicated by a broken line 21, and a value when only the sin mode is extracted is indicated by an alternate long and short dash line 22. However, in FIGS. 3 and 4, the broken line 21 and the alternate long and short dash line 22 overlap each other. Furthermore, the case where there is no hood damper is indicated by a thin solid line 23.
図3から、フードダンパ1個当りの質量比μ=0.025の場合(太い実線20)、最大振幅をフードダンパがないとき(細い実線23)の約2/3にまで下げられることがわかる。また、図4から、質量比μ=0.05の場合では約1/2にまで下げられることがわかる。フードダンパの質量比μが大きいほど制振効果が大きい。 From FIG. 3, when the mass ratio per hood damper μ H = 0.025 (thick solid line 20), the maximum amplitude can be reduced to about 2/3 of the case without the hood damper (thin solid line 23). Recognize. Further, FIG. 4 shows that the mass ratio can be reduced to about ½ when the mass ratio μ H = 0.05. More damping effect mass ratio mu H of the hood damper is large is large.
図5および図6は、2個のフードダンパの開き角Δθによる共振振幅の違いを調べたものである。縦軸が最大振幅、横軸が2個のフードダンパの開き角Δθ=│θ−θ│である。図5はフードダンパの1個当りの質量比がμ=0.025の場合を示し、図6はフードダンパの1個当りの質量比がμ=0.05の場合を示している。図5および図6から、フードダンパの質量比μによらず、2個のフードダンパの開き角が振動モードの腹と節の間隔の45度のとき、共振振幅の値が最も低くなっていることがわかる。 5 and 6 show the difference in resonance amplitude depending on the opening angle Δθ of the two hood dampers. The vertical axis represents the maximum amplitude, and the horizontal axis represents the opening angle Δθ = | θ 2 −θ 1 | of the two hood dampers. FIG. 5 shows a case where the mass ratio per hood damper is μ H = 0.025, and FIG. 6 shows a case where the mass ratio per hood damper is μ H = 0.05. 5 and 6, regardless of the mass ratio mu H of the hood damper, when the opening angle of the two hood damper 45 degree intervals in the node and antinode of vibration modes, the value of the resonant amplitude is the lowest I understand that.
[1個の不均一質量体と2個のフードダンパがある場合]
ここでは、不均一質量体とフードダンパの両方がある場合を取り扱う。不均一質量体1個をα=0度の位置に設置し、その質量比はμ=mI1/{(5/4)πrρA}=0.1とする。フードダンパは2個設置する。このときの共振曲線を図7ないし図10に示す。図7は、フードダンパの設置位置がθ=0度およびθ=33度で、2個のフードダンパの質量比がいずれもμ=0.025の場合を示す。図8は、フードダンパの設置位置がθ=0度およびθ=57度で、質量比がいずれもμ=0.025の場合を示す。図9は、フードダンパの設置位置がθ=0度およびθ=36度で、質量比がいずれもμ=0.05の場合を示す。図10は、フードダンパの設置位置がθ=0度およびθ=54度で、質量比がいずれもμ=0.05の場合を示す。
[When there is one non-uniform mass and two hood dampers]
Here, the case where there is both a non-uniform mass body and a hood damper is handled. One non-uniform mass is placed at a position of α 1 = 0 degree, and the mass ratio is μ I = m I1 /{(5/4)πrρA}=0.1. Two food dampers will be installed. The resonance curves at this time are shown in FIGS. FIG. 7 shows a case where the installation positions of the hood dampers are θ 1 = 0 degrees and θ 2 = 33 degrees, and the mass ratios of the two hood dampers are both μ H = 0.025. FIG. 8 shows a case where the installation position of the hood damper is θ 1 = 0 degrees and θ 2 = 57 degrees, and the mass ratio is both μ H = 0.025. FIG. 9 shows a case where the installation position of the hood damper is θ 1 = 0 degrees and θ 2 = 36 degrees, and the mass ratio is both μ H = 0.05. FIG. 10 shows a case where the hood damper is installed at θ 1 = 0 degrees and θ 2 = 54 degrees, and the mass ratio is μ H = 0.05.
図7ないし図10における各曲線の種類は図3および図4と同様とする。すなわち、太い実線20は、上記2個のフードダンパがある場合を示す。そのうちのcosモードのみ抽出したときの値を破線21で示し、sinモードのみ抽出したときの値を一点鎖線22で示す。さらに、フードダンパが無い場合を細い実線23で示す。   The types of the curves in FIGS. 7 to 10 are the same as those in FIGS. That is, the thick solid line 20 indicates the case where there are the two hood dampers. A value when only the cos mode is extracted is indicated by a broken line 21, and a value when only the sin mode is extracted is indicated by an alternate long and short dash line 22. Furthermore, the case where there is no hood damper is indicated by a thin solid line 23.
図7ないし図10より、α=0度の位置に設置した不均一質量体により、cosモード成分(破線21)の固有振動数すなわち共振点が低くなり、sinモード成分(一点鎖線22)の固有振動数に変化はないということがわかる。また、cosモードとsinモードの共振点がずれるため、図7ないし図10を図3および図4と比較すると、cosモードとsinモードを足し合わせると(太い実線20)、そのピークの値はかなり低くなっていることがわかる。また、図7および図8と、図9および図10との比較により、不均一質量体がない場合(図3および図4)と同様に、フードダンパの質量比μが大きいほど最大振幅が低いことがわかる。 From FIG. 7 to FIG. 10, the nonuniform mass placed at the position of α 1 = 0 ° reduces the natural frequency of the cos mode component (dashed line 21), that is, the resonance point, and the sin mode component (dashed line 22). It can be seen that there is no change in the natural frequency. Further, since the resonance points of the cos mode and the sin mode are shifted, comparing FIGS. 7 to 10 with FIGS. 3 and 4, when the cos mode and the sin mode are added (thick solid line 20), the peak value is considerably large. You can see that it is lower. 7 and FIG. 8, and FIG. 9 and FIG. 10 show that the maximum amplitude increases as the mass ratio μ H of the hood damper increases, as in the case where there is no non-uniform mass (FIGS. 3 and 4). It turns out that it is low.
図11および図12は、図5および図6と同様に、2個のフードダンパの開き角Δθによる共振振幅の違いを調べたものである。縦軸が最大振幅、横軸が2個のフードダンパの開き角Δθである。図11および図12はそれぞれ、質量比がμ=0.025の場合とμ=0.05の場合を示す。図11および図12から、振動モードの腹と節の間隔の45度に近づくにつれて最大振幅が低くなっていることがわかる。ただし、不均一性がないときと異なり、開き角が55度付近で最大振幅が一番小さくなっている。これは、不均一質量体の影響であり、フードダンパの減衰が高いことも関係していると思われる。また、2個のフードダンパの開き角をおおよそ35度ないし65度にすることで制振効果が大きいことがわかる。 11 and 12 show the difference in the resonance amplitude depending on the opening angle Δθ of the two hood dampers, as in FIGS. 5 and 6. The vertical axis represents the maximum amplitude, and the horizontal axis represents the opening angle Δθ of the two hood dampers. FIG. 11 and FIG. 12 show a case where the mass ratio is μ H = 0.025 and a case where μ H = 0.05, respectively. 11 and 12, it can be seen that the maximum amplitude decreases as the distance between the antinode and node of the vibration mode approaches 45 degrees. However, unlike when there is no non-uniformity, the maximum amplitude is the smallest when the opening angle is around 55 degrees. This is due to the influence of the non-uniform mass and is also related to the high damping of the hood damper. It can also be seen that the damping effect is great when the opening angle of the two hood dampers is about 35 to 65 degrees.
次に、本発明の実施形態に係る回転機械について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。   Next, the rotating machine according to the embodiment of the present invention will be described. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.
[第1の実施形態]
図13は、本発明の第1の実施形態に係る回転機械を模式的に示す図であって、軸に垂直な断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 13 is a diagram schematically showing the rotary machine according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view perpendicular to the axis.
この実施形態では、回転電機の振動を抑制する場合を例にとって説明する。円筒状の固定支持部材(固定子および固定子枠)10の半径方向内側に円筒状の回転子(回転部材)50が配置されている。固定支持部材10は環状のギャップ51を介して回転子50を取り囲んでいる。回転子50は図示しない軸受を介して固定支持部材10により、回転可能に支持されている。固定支持部材10は図示しない脚等により、基礎に固定されている。   In this embodiment, a case where vibration of a rotating electrical machine is suppressed will be described as an example. A cylindrical rotor (rotating member) 50 is disposed on the radially inner side of the cylindrical fixed support member (stator and stator frame) 10. The fixed support member 10 surrounds the rotor 50 through an annular gap 51. The rotor 50 is rotatably supported by the fixed support member 10 via a bearing (not shown). The fixed support member 10 is fixed to the foundation by a leg or the like (not shown).
この実施形態では、固定支持部材10の外壁面上で円周角0度の位置に1個の不均一質量体11が取り付けられている。さらに、固定支持部材10の外壁面上で円周角θ=90度の位置に第1のフードダンパ30aが取り付けられ、円周角θ=45度の位置に第2のフードダンパ30bが取り付けられている。これらのフードダンパ30a、30bそれぞれは、固定支持部材10の外壁面上に固定されたダンパ容器31a、31bと、各ダンパ容器31a、31b内で移動できる程度に収納されたダンパ媒体32a、32bとを含む。ダンパ媒体32a、32bは、たとえば、砂などの粒状体、粉状体、あるいは、油などの粘性流体などである。 In this embodiment, one non-uniform mass body 11 is attached on the outer wall surface of the fixed support member 10 at a position with a circumferential angle of 0 degrees. Furthermore, the first hood damper 30a is attached to the position of the circumferential angle θ 1 = 90 degrees on the outer wall surface of the fixed support member 10, and the second hood damper 30b is mounted to the position of the circumferential angle θ 2 = 45 degrees. It is attached. Each of these hood dampers 30a and 30b includes damper containers 31a and 31b fixed on the outer wall surface of the fixing support member 10, and damper media 32a and 32b accommodated so as to be movable in the damper containers 31a and 31b. including. The damper media 32a and 32b are, for example, a granular material such as sand, a powdery material, or a viscous fluid such as oil.
固定支持部材10が振動したときに、固定支持部材10とともにダンパ容器31a、31bが振動する。これによってダンパ容器31a、31b内のダンパ媒体32a、32bがダンパ容器31a、31b内で動くが、ダンパ媒体32a、32bが動く際に摩擦力等による抵抗力が発生する。これにより、固定支持部材10の動きに抵抗する力が働く。   When the fixed support member 10 vibrates, the damper containers 31 a and 31 b vibrate together with the fixed support member 10. As a result, the damper media 32a and 32b in the damper containers 31a and 31b move in the damper containers 31a and 31b, but when the damper media 32a and 32b move, a resistance force due to a frictional force or the like is generated. Thereby, a force that resists the movement of the fixed support member 10 works.
この実施形態は、上記「数値解析結果」の説明における「1個の不均一質量体と2個のフードダンパがある場合」に対応する。そしてiが2の場合(図2参照)を考えると、不均一質量体11が腹の位置にあるとすると、これからθ=90度離れた位置にある第1のフードダンパ30aも腹の位置にあり、これらから45度離れたθ=45度の位置にある第2のフードダンパ30bは節の位置にある。 This embodiment corresponds to “when there is one non-uniform mass body and two hood dampers” in the description of the “numerical analysis result” above. Considering the case where i is 2 (see FIG. 2), if the non-uniform mass body 11 is located at the antinode position, the first food damper 30a located at a position θ 1 = 90 degrees away from the non-uniform mass body 11 is also located at the antinode position. The second hood damper 30b located at a position of θ 2 = 45 degrees 45 degrees away from these is located at a node position.
不均一質量体11の質量と固定支持部材10の質量との比μは、たとえば0.1程度である。 The ratio mu I of the mass of the mass and the fixed support member 10 of non-uniform mass body 11 is, for example, about 0.1.
フードダンパ30a、30bそれぞれの質量(ダンパ媒体32の質量)と固定支持部材10の質量との比μは、好ましくは0.025以上、さらに好ましくは0.05以上であるが、それには限定されない。 Food damper 30a, 30b is the ratio mu H of the respective mass (mass of the damper medium 32) and the mass of the stationary support member 10, preferably 0.025 or more, but more preferably 0.05 or more, limited to Not.
また、θ=90度、θ=45度という角度位置については、不均一質量体11の周方向の位置を0度としてその位置が腹の位置であるとするときにそれぞれ、腹の位置または節の位置であればよい。すなわち、θは、0度、90度、180度、270度のいずれかであればよく、θは、45度、135度、225度、315度のいずれかであればよい。さらにそれらの位置は、たとえば腹の位置または節の位置に近いものであればよく、それぞれ、互いに隣接する腹と節の間隔(45度)の1/2以内、すなわち±22.5度の範囲であれば効果がある。たとえばθについて、それらの範囲は、22.5〜67.5度、112.5〜157.5度、202.5〜247.5度、292.5〜337.5度、のいずれかとなる。 Further, regarding the angular positions of θ 1 = 90 degrees and θ 2 = 45 degrees, the position of the antinode is defined as the position of the antinode when the circumferential position of the non-uniform mass body 11 is assumed to be 0 degrees. Or the position of a node is sufficient. That is, θ 1 may be any of 0 degree, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees, and θ 2 may be any of 45 degrees, 135 degrees, 225 degrees, and 315 degrees. Furthermore, those positions are only required to be close to, for example, the position of the belly or the node, and each is within ½ of the interval (45 degrees) between the adjacent stomachs and nodes, that is, within a range of ± 22.5 degrees If it is effective. For example theta 2, their range is 22.5 to 67.5 degrees, 112.5 to 157.5 °, 202.5 to 247.5 °, and 292.5 to 337.5 degrees, either .
この実施形態により、前述のように、大きな振動減衰効果を得ることができる。しかもこの場合に、この回転機械(回転電機)の回転数が変化した場合であっても、振動減衰効果を得ることができる。   According to this embodiment, as described above, a large vibration damping effect can be obtained. In addition, in this case, a vibration damping effect can be obtained even when the rotational speed of the rotating machine (rotating electrical machine) changes.
また、この実施形態では、フードダンパ30a、30bの構造が、それぞれ、ダンパ容器31a、31bと、このダンパ容器31a、31b内で移動するダンパ媒体32a、32bとを組み合わせた簡単な構造であるから、製造が容易であって、安価に実現できる。   In this embodiment, the structure of the hood dampers 30a and 30b is a simple structure in which the damper containers 31a and 31b and the damper media 32a and 32b moving in the damper containers 31a and 31b are combined. It is easy to manufacture and can be realized at low cost.
また、この実施形態の変形例として、フードダンパ30a、30bを、図1に示すような、抵抗要素13と、その先に取り付けられたダンパ質量体14とからなる構造としてもよい。抵抗要素13は、固定支持部材10に固定された固定支持部材側抵抗要素部材と、ダンパ質量体14に固定されたダンパ質量体側抵抗要素部材とを備え、固定支持部材側抵抗要素部材とダンパ質量体側抵抗要素部材との間の半径方向の相対的移動速度に応じて半径方向の抵抗力が発生する。   As a modification of this embodiment, the hood dampers 30a and 30b may have a structure including a resistance element 13 and a damper mass body 14 attached to the tip thereof as shown in FIG. The resistance element 13 includes a fixed support member side resistance element member fixed to the fixed support member 10, and a damper mass body side resistance element member fixed to the damper mass body 14. The fixed support member side resistance element member and the damper mass A resistance force in the radial direction is generated according to the relative movement speed in the radial direction between the body side resistance element member.
[第2の実施形態]
図14は、本発明の第2の実施形態に係る回転機械を模式的に示す図であって、軸に垂直な断面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 14 is a view schematically showing a rotary machine according to the second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view perpendicular to the axis.
この実施形態は第1の実施形態の変形であって、第1のフードダンパ30aの周方向位置が不均一質量体11の周方向位置と一致していて、第1のフードダンパ30aが不均一質量体11の半径方向外側に取り付けられている。その他の構成は、第2のフードダンパ30bの取り付け位置を含めて、第1の実施形態と同様である。   This embodiment is a modification of the first embodiment, in which the circumferential position of the first hood damper 30a coincides with the circumferential position of the non-uniform mass body 11, and the first hood damper 30a is non-uniform. It is attached to the outer side in the radial direction of the mass body 11. Other configurations are the same as those in the first embodiment, including the mounting position of the second hood damper 30b.
この場合の不均一質量体11ならびに第1および第2のフードダンパ30a、30bによる制振効果は、第1の実施形態と同様である。   In this case, the vibration damping effect by the non-uniform mass 11 and the first and second hood dampers 30a and 30b is the same as that of the first embodiment.
[第3の実施形態]
図15は、本発明の第3の実施形態に係る回転機械を模式的に示す図であって、軸に垂直な断面図である。
[Third Embodiment]
FIG. 15 is a diagram schematically showing a rotary machine according to the third embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view perpendicular to the axis.
この実施形態は第2の実施形態の変形であって、第2の実施形態の不均一質量体11と第1のフードダンパ30aとを一体化したものである。すなわち、この実施形態では、第1のフードダンパ30aのダンパ容器31aの質量を大きくして、これに不均一質量体の機能を持たせる。その他の構成は、第2のフードダンパ30bなどの構成を含めて第2の実施形態と同様である。   This embodiment is a modification of the second embodiment, in which the non-uniform mass body 11 and the first hood damper 30a of the second embodiment are integrated. That is, in this embodiment, the mass of the damper container 31a of the first hood damper 30a is increased to give it the function of a non-uniform mass body. Other configurations are the same as those of the second embodiment including the configuration of the second hood damper 30b and the like.
この実施形態によれば、第2の実施形態と同様の振動抑制効果が得られるとともに、部品数を減らすことができる。   According to this embodiment, the same vibration suppression effect as that of the second embodiment can be obtained, and the number of components can be reduced.
[第4の実施形態]
図16は、本発明の第4の実施形態に係る回転機械を模式的に示す図であって、軸に垂直な断面図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 16 is a diagram schematically showing a rotating machine according to the fourth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view perpendicular to the axis.
この実施形態は第1の実施形態の変形である。この第4の実施形態では、第1の実施形態における第1のフードダンパ30aを2分割して、第3のフードダンパ30cと第4のフードダンパ30dとで置き換える。第3および第4のフードダンパ30c、30dの周方向位置はそれぞれ、θ=90度、θ=270度とする。これらのフードダンパ30c、30dのダンパ容器の質量はそれぞれが第1の実施形態における第1のフードダンパ30aのダンパ媒体の質量の1/2とする。 This embodiment is a modification of the first embodiment. In the fourth embodiment, the first hood damper 30a in the first embodiment is divided into two parts and replaced with a third hood damper 30c and a fourth hood damper 30d. The circumferential positions of the third and fourth hood dampers 30c and 30d are set to θ 3 = 90 degrees and θ 4 = 270 degrees, respectively. The masses of the damper containers of the hood dampers 30c and 30d are each ½ of the mass of the damper medium of the first hood damper 30a in the first embodiment.
同様に、第1の実施形態における第2のフードダンパ30bを2分割して、第5のフードダンパ30eと第6のフードダンパ30fとで置き換える。第5および第6のフードダンパ30e、30fの周方向位置はそれぞれ、θ=45度、θ=315度とする。これらのフードダンパ30e、30fのダンパ容器の質量はそれぞれが第1の実施形態における第2のフードダンパ30bのダンパ容器の質量の1/2とする。 Similarly, the second hood damper 30b in the first embodiment is divided into two and replaced with a fifth hood damper 30e and a sixth hood damper 30f. The circumferential positions of the fifth and sixth hood dampers 30e and 30f are set to θ 5 = 45 degrees and θ 6 = 315 degrees, respectively. The masses of the damper containers of the hood dampers 30e and 30f are each ½ of the mass of the damper container of the second hood damper 30b in the first embodiment.
その他の構成は、不均一質量体11などを含めて、第1の実施形態と同様である。   Other configurations are the same as those of the first embodiment including the non-uniform mass body 11 and the like.
この実施形態によれば、第3および第4のフードダンパ30c、30dによる制振効果を合わせると第1の実施形態の第1のフードダンパ30aによる制振効果と同等になる。また、第5および第6のフードダンパ30e、30fによる制振効果を合わせると第1の実施形態の第2のフードダンパ30bによる制振効果と同等になる。   According to this embodiment, when the vibration suppression effects by the third and fourth hood dampers 30c and 30d are combined, the vibration suppression effect by the first hood damper 30a of the first embodiment is equivalent. Further, when the vibration suppression effects by the fifth and sixth hood dampers 30e and 30f are combined, the vibration suppression effect by the second hood damper 30b of the first embodiment is equivalent.
よって、この実施形態による制振効果全体で第1の実施形態の場合と同等となる。   Therefore, the overall vibration damping effect according to this embodiment is equivalent to that of the first embodiment.
なお、上記実施形態では、第1の実施形態における第1のフードダンパ30aおよび第2のフードダンパ30bそれぞれを2分割するものとしたが、第1のフードダンパ30aおよび第2のフードダンパ30bの一方のみを2分割してもよい。また、2分割に限らず、3以上に分割してもよい。   In the above embodiment, each of the first hood damper 30a and the second hood damper 30b in the first embodiment is divided into two, but the first hood damper 30a and the second hood damper 30b Only one side may be divided into two. Moreover, you may divide | segment into not only two divisions but three or more.
[第5の実施形態]
図17は、本発明の第5の実施形態に係る回転機械を模式的に示す図であって、軸に垂直な断面図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 17 is a view schematically showing a rotary machine according to the fifth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view perpendicular to the axis.
上記第1〜第4の実施形態では、固定支持部材10に1個の不均一質量体と2個以上のフードダンパとを取り付けるものとしたが、この第5の実施形態では、固定支持部材10に不均一質量体を取り付けない。図17に示すように、固定支持部材10に、2個のフードダンパ30a、30bが取り付けられている。フードダンパ30a、30bの取り付け位置は、たとえば、θ=0度とθ=45度の位置である。 In the first to fourth embodiments, one non-uniform mass body and two or more hood dampers are attached to the fixed support member 10, but in the fifth embodiment, the fixed support member 10 is attached. Do not attach non-uniform mass to As shown in FIG. 17, two hood dampers 30 a and 30 b are attached to the fixed support member 10. The attachment positions of the hood dampers 30a and 30b are, for example, positions of θ 1 = 0 degrees and θ 2 = 45 degrees.
この実施形態は、上記「数値解析結果」の説明における「2個のフードダンパがある場合」に対応する。   This embodiment corresponds to “when there are two hood dampers” in the description of the “numerical analysis result” above.
この実施形態によれば、前述のように、第1〜第4の実施形態の1個の不均一質量体を取り付けた場合に比べると制振効果が小さいが、それでも有意の制振効果を得ることができる。また、不均一質量体を取り付ける必要がないので、より簡素な構造とすることができる。   According to this embodiment, as described above, the vibration damping effect is small as compared with the case where one non-uniform mass body of the first to fourth embodiments is attached, but still a significant vibration damping effect is obtained. be able to. Moreover, since it is not necessary to attach a nonuniform mass body, it can be set as a simpler structure.
[他の実施形態]
上記実施形態の説明では、回転電機を例にとったが、この発明では、回転電機以外にも一般的に回転機械に適用することができる。
[Other Embodiments]
In the description of the above embodiment, the rotary electric machine is taken as an example, but the present invention can be generally applied to a rotary machine other than the rotary electric machine.
上記実施形態の説明では、固定支持部材10の外側に不均一質量体11を取り付けるものとしたが、固定支持部材10と不均一質量体11は一体に形成されていてもよい。また、固定支持部材10の外側に形成される冷却用のフィンや端子箱等による不均一質量を不均一質量体11と見なして取り扱うこともできる。   In the description of the above embodiment, the non-uniform mass body 11 is attached to the outside of the fixed support member 10, but the fixed support member 10 and the non-uniform mass body 11 may be formed integrally. Further, the non-uniform mass due to the cooling fins, the terminal box, etc. formed outside the fixed support member 10 can be regarded as the non-uniform mass 11 and handled.
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10 … 固定支持部材
11 … 不均一質量体
13 … 抵抗要素
14 … ダンパ質量体
30、30a、30b、30c、30d、30e、30f … フードダンパ
31a、31b … ダンパ容器
32a、32b … ダンパ媒体
50 … 回転子(回転部材)
51 … ギャップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fixed support member 11 ... Inhomogeneous mass 13 ... Resistance element 14 ... Damper mass body 30,30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f ... Hood damper 31a, 31b ... Damper container 32a, 32b ... Damper medium 50 ... Rotor (Rotating member)
51… Gap

Claims (7)

  1. 回転軸の周りに回転可能に支持された回転部材と、
    前記回転軸と同軸のほぼ円筒形であって前記回転部材の半径方向外側を囲む固定支持部材と、
    前記固定支持部材の第1の円環振動モードにおける腹の位置に配置されて前記固定支持部材の半径方向の移動速度に応じて半径方向の抵抗力を生じさせる第1のフードダンパと、
    前記固定支持部材の前記第1の円環振動モードにおける節の位置に、第1のフードダンパと離間して配置されて前記固定支持部材の半径方向の移動速度に応じて半径方向の抵抗力を生じさせる第2のフードダンパと、
    前記固定支持部材の前記第1の円環振動モードにおける腹の位置に配置されて前記固定支持部材に固定された不均一質量体と、
    を有することを特徴とする回転電機
    A rotating member rotatably supported around the rotation axis;
    A fixed support member that is substantially cylindrical and coaxial with the rotating shaft and surrounds the radially outer side of the rotating member;
    A first hood damper that is disposed at an antinode position in the first annular vibration mode of the fixed support member to generate a radial resistance force in accordance with a radial movement speed of the fixed support member;
    The fixed support member is arranged at the position of the node in the first annular vibration mode and spaced apart from the first hood damper, and the resistance force in the radial direction is set according to the moving speed of the fixed support member in the radial direction. A second food damper to be generated;
    A non-uniform mass body disposed at an antinode position in the first annular vibration mode of the fixed support member and fixed to the fixed support member;
    A rotating electric machine comprising:
  2. 前記固定支持部材と前記不均一質量体とが一体に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the fixed support member and the non-uniform mass body are integrally formed .
  3. 前記第1および第2のフードダンパの少なくとも一方は、
    前記固定支持部材に固定されたダンパ容器と、
    前記ダンパ容器内で半径方向に移動可能に充填されて、粉体、粒体もしくは粘性流体、またはこれらの混合体からなるダンパ媒体と、
    を備えていること、
    を特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機
    At least one of the first and second hood dampers is
    A damper container fixed to the fixed support member;
    A damper medium that is movably filled in the damper container in the radial direction and is made of powder, granules or viscous fluid, or a mixture thereof;
    Having
    The rotating electrical machine according to claim 1 or 2, wherein
  4. 前記第1および第2のフードダンパの少なくとも一方は、前記固定支持部材に取り付けられた抵抗要素と、前記抵抗要素に取り付けられたダンパ質量体と、を備え、
    前記抵抗要素は、前記固定支持部材に固定された固定支持部材側抵抗要素部材と、前記ダンパ質量体に固定されたダンパ質量体側抵抗要素部材とを備え、前記固定支持部材側抵抗要素部材と前記ダンパ質量体側抵抗要素部材との間の半径方向の相対的移動速度に応じて半径方向の抵抗力が発生するように構成されていること、
    を特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機
    At least one of the first and second hood dampers includes a resistance element attached to the fixed support member, and a damper mass attached to the resistance element,
    The resistance element includes a fixed support member side resistance element member fixed to the fixed support member, and a damper mass body side resistance element member fixed to the damper mass body, the fixed support member side resistance element member and the It is configured such that a radial resistance force is generated according to a radial relative movement speed with respect to the damper mass body resistance element member,
    The rotating electrical machine according to claim 1 or 2 , wherein
  5. 前記第1および第2のフードダンパの少なくとも一方が複数あって、複数の第1のフードダンパまたは複数の第2のフードダンパが周方向に互いに異なる位置に配置されていること、を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の回転電機 There is a plurality of at least one of the first and second hood dampers, and the plurality of first hood dampers or the plurality of second hood dampers are arranged at different positions in the circumferential direction. The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 4 .
  6. 前記第1のフードダンパと前記第2のフードダンパとの周方向の間隔は、22.5〜67.5度、112.5〜157.5度、202.5〜247.5度、292.5〜337.5度のいずれかであること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の回転電機
    The circumferential intervals between the first hood damper and the second hood damper are 22.5 to 67.5 degrees, 112.5 to 157.5 degrees, 202.5 to 247.5 degrees, and 292. Any of 5 to 337.5 degrees,
    The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 5, wherein:
  7. 回転軸の周りに回転可能に支持された回転部材と、
    前記回転軸と同軸のほぼ円筒形であって前記回転部材の半径方向外側を囲む固定支持部材と、
    を備えた回転電機の制振方法において、
    前記固定支持部材の第1の円環振動モードにおける腹の位置に、前記固定支持部材の半径方向の移動速度に応じて半径方向の抵抗力を生じさせる第1のフードダンパを取り付け、
    前記固定支持部材の前記第1の円環振動モードにおける節の位置に、第1のフードダンパと離間して、前記固定支持部材の半径方向の移動速度に応じて半径方向の抵抗力を生じさせる第2のフードダンパを取り付け、
    前記固定支持部材の前記第1の円環振動モードにおける腹の位置に、不均一質量体を前記固定支持部材に固定して取り付けること、
    を特徴とする回転電機の制振方法
    A rotating member rotatably supported around the rotation axis;
    A fixed support member that is substantially cylindrical and coaxial with the rotating shaft and surrounds the radially outer side of the rotating member;
    In the vibration damping method of the rotating electrical machine provided with
    A first hood damper that generates a resistance force in the radial direction according to the moving speed in the radial direction of the fixed support member is attached to the position of the antinode in the first annular vibration mode of the fixed support member,
    A radial resistance force is generated at the position of the node in the first annular vibration mode of the fixed support member, separated from the first hood damper, in accordance with the radial movement speed of the fixed support member. Install the second hood damper,
    Fixing a non-uniform mass to the fixed support member at a position of the antinode in the first annular vibration mode of the fixed support member;
    A damping method for a rotating electrical machine characterized by the above .
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