JPH0813185B2 - 超電導回転子のバランス調整装置 - Google Patents
超電導回転子のバランス調整装置Info
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- JPH0813185B2 JPH0813185B2 JP62028104A JP2810487A JPH0813185B2 JP H0813185 B2 JPH0813185 B2 JP H0813185B2 JP 62028104 A JP62028104 A JP 62028104A JP 2810487 A JP2810487 A JP 2810487A JP H0813185 B2 JPH0813185 B2 JP H0813185B2
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- piezoelectric element
- superconducting rotor
- balance
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Testing Of Balance (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は回転電機の超電導回転子に係り、特に回転子
の残留不つりあい量の修正を回転中に於いても調整可能
で、さらに振動制御もできる超電導回転子のバランス調
整装置に関する。
の残留不つりあい量の修正を回転中に於いても調整可能
で、さらに振動制御もできる超電導回転子のバランス調
整装置に関する。
（従来の技術） 超電導回転子は例えば第８図に示すように直径の異な
った複数の円筒状回転部を同軸に組合せて成るもので、
しかも冷却にいろいろの工夫が加えられているので複雑
な構造である。
った複数の円筒状回転部を同軸に組合せて成るもので、
しかも冷却にいろいろの工夫が加えられているので複雑
な構造である。
回転子の構造ならびに冷却の手段を第８図の一例を用
いて次に説明する。
いて次に説明する。
反カップリング側回転軸（１）に外筒（２）と内筒
（３）を結合する。さらにカップリング側回転軸（４）
を組立て同心の同転軸を構成し、軸受台（５）で支持す
る構造である。
（３）を結合する。さらにカップリング側回転軸（４）
を組立て同心の同転軸を構成し、軸受台（５）で支持す
る構造である。
内筒（３）には界磁巻線用超電導コイル（６）、およ
びこの超電導コイル（６）を冷却する液体ヘリウム（1
2）を有する。また、液体ヘリウム（12）を供給、排気
するパイプ群が複雑に配管される構造である。
びこの超電導コイル（６）を冷却する液体ヘリウム（1
2）を有する。また、液体ヘリウム（12）を供給、排気
するパイプ群が複雑に配管される構造である。
超電導コイルの冷却の手段は次のとおりである。液体
ヘリウム（12）は導入管（７）を通って内筒（３）に供
給される。内筒（３）内の液体ヘリウム（12）は遠心力
を受け内筒（３）に押付けられ、さらに自由表面（８）
を形成する。
ヘリウム（12）は導入管（７）を通って内筒（３）に供
給される。内筒（３）内の液体ヘリウム（12）は遠心力
を受け内筒（３）に押付けられ、さらに自由表面（８）
を形成する。
内筒（３）内の液体ヘリウム（12）は遠心力場内の対
流により第１の開穴（９）を通って超電導コイル（６）
を冷却した後、ガス状になって内筒（３）に設けられた
第２の開穴（10）を通って内筒（３）の液体自由表面
（８）より内径側に出される。さらにガス状になったヘ
リウムは排出管（11）を介して図中矢印のように各部を
冷却しながら外部に排出される。
流により第１の開穴（９）を通って超電導コイル（６）
を冷却した後、ガス状になって内筒（３）に設けられた
第２の開穴（10）を通って内筒（３）の液体自由表面
（８）より内径側に出される。さらにガス状になったヘ
リウムは排出管（11）を介して図中矢印のように各部を
冷却しながら外部に排出される。
円筒（３）は反カップリング側回転軸（１）に強固に
結合し、カップリング側回転軸には内筒（３）の熱変形
を吸収するフレキシブルカップリング（13）で弾性的に
結合する。
結合し、カップリング側回転軸には内筒（３）の熱変形
を吸収するフレキシブルカップリング（13）で弾性的に
結合する。
周知のように超電導コイル（６）は導体を絶対零度近
くまで冷却し、導体の超電導現象を利用して成るもの
で、この極低温状態に回転子を冷却しておくために上記
のように液体ヘリウムを流動させなければならないた
め、どうしても多重の円筒状の構造になる。
くまで冷却し、導体の超電導現象を利用して成るもの
で、この極低温状態に回転子を冷却しておくために上記
のように液体ヘリウムを流動させなければならないた
め、どうしても多重の円筒状の構造になる。
このような構造にあって、超電導回転子の安全および
機能の面から、回転時の振動低減のためにバランス調整
作業が必要不可決である。
機能の面から、回転時の振動低減のためにバランス調整
作業が必要不可決である。
従来、超電導回転子のバランス調整方法は、次のよう
な手順で行っていた。
な手順で行っていた。
まず超電導回転子を外筒（２）と内筒（３）および外
筒（２）と内筒（３）をフレキシブルに接続するフレキ
シブルカップリング（13）に分け、内筒，外筒それぞれ
単独にバランス調整を実施する。ここで外筒（２）のバ
ランス調整を行う場合は、回転軸（１），（４）を直結
して両側の軸受（５）で支持し、修正おもりによってバ
ランス調整を行う。内筒（３）のバランス調整は、両側
に接続するバランス調整を完了した回転軸（図示せず）
を新たに製作し、これに内筒（３）を組み立てて、修正
おもりによってバランス調整をする。
筒（２）と内筒（３）をフレキシブルに接続するフレキ
シブルカップリング（13）に分け、内筒，外筒それぞれ
単独にバランス調整を実施する。ここで外筒（２）のバ
ランス調整を行う場合は、回転軸（１），（４）を直結
して両側の軸受（５）で支持し、修正おもりによってバ
ランス調整を行う。内筒（３）のバランス調整は、両側
に接続するバランス調整を完了した回転軸（図示せず）
を新たに製作し、これに内筒（３）を組み立てて、修正
おもりによってバランス調整をする。
これで、外筒（２）、内筒（３）の単独におけるバラ
ンス調整が完了し、次に全体を組み立てる。このように
すると、内筒（３），外筒（２）のそれぞれのバランス
調整を行い残留アンバランスを小さくしたにもかかわら
ず、正規の回転子に組み立てたことによって振動が大き
く発生することがある。
ンス調整が完了し、次に全体を組み立てる。このように
すると、内筒（３），外筒（２）のそれぞれのバランス
調整を行い残留アンバランスを小さくしたにもかかわら
ず、正規の回転子に組み立てたことによって振動が大き
く発生することがある。
この原因は、組み立てによる偏心、そして内筒
（３），外筒（２）との結合による残留アンバランスの
加算等によりアンバランスが大きくなるためである。
（３），外筒（２）との結合による残留アンバランスの
加算等によりアンバランスが大きくなるためである。
したがって組み立て後においても当然、バランス調整
作業が必要不可欠である。組み立て後のバランス調整
は、液体ヘリウム（12）を供給した最終状態で行なうの
が最も望ましい。この全体のバランス調整、そして実稼
動運転時に次のような振動問題が生じる。
作業が必要不可欠である。組み立て後のバランス調整
は、液体ヘリウム（12）を供給した最終状態で行なうの
が最も望ましい。この全体のバランス調整、そして実稼
動運転時に次のような振動問題が生じる。
まず、バランス調整作業では、修正位置（おもり付加
点）が外筒（２）のみしか選定できないことから、実際
に内筒（３）に大きなアンバランスが生じた場合に外筒
のみではバランス調整ができない場合もある。また、内
筒（３）には超電導コイル（６）からなる界磁巻線が納
められており、熱変形によるすべりなどの非線形変形を
含め新たなアンバランスが発生する。さらに内筒（３）
内には液体ヘリウム（12）が存在し、その流体の不安定
な動きによって振動が大きくなる場合もある。
点）が外筒（２）のみしか選定できないことから、実際
に内筒（３）に大きなアンバランスが生じた場合に外筒
のみではバランス調整ができない場合もある。また、内
筒（３）には超電導コイル（６）からなる界磁巻線が納
められており、熱変形によるすべりなどの非線形変形を
含め新たなアンバランスが発生する。さらに内筒（３）
内には液体ヘリウム（12）が存在し、その流体の不安定
な動きによって振動が大きくなる場合もある。
このように、超電導回転子は単なる一時的なバランス
調整で、その後の振動を完全に近く保障できるものでは
ない。また、先に述べたように内筒（３）と外筒（２）
が偏心して組立てたなど、大きなアンバランスについて
は、外筒（２）のみではバランス調整ができない場合も
生じる。
調整で、その後の振動を完全に近く保障できるものでは
ない。また、先に述べたように内筒（３）と外筒（２）
が偏心して組立てたなど、大きなアンバランスについて
は、外筒（２）のみではバランス調整ができない場合も
生じる。
（発明が解決しようとする問題点） 以上のように従来の超電導回転子では、構造の複雑さ
からバランス調整作業が困難であった。さらに回転子内
部に熱変形などを生じやすく、振動が増大する大きな問
題点があった。
からバランス調整作業が困難であった。さらに回転子内
部に熱変形などを生じやすく、振動が増大する大きな問
題点があった。
本発明は超電導回転子の残留アンバランスの修正を回
転中に於いても調整可能で、しかも振動制御もできる超
電導回転子のバランス調整装置を提供することを目的と
する。
転中に於いても調整可能で、しかも振動制御もできる超
電導回転子のバランス調整装置を提供することを目的と
する。
（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、半径方向に離間
した外筒と内筒を有する超電導回転子のバランス調整装
置において、内筒の周方向３ケ所に等配して取付けた圧
電素子と、回転子の振動を検出する装置と、検出振動値
に応じて圧電素子を変形させる電圧をフィードバックし
て供給するリード線を含めた制御装置と、圧電素子の変
形によって内筒のアンバランスを調整する機構とを備え
る。
した外筒と内筒を有する超電導回転子のバランス調整装
置において、内筒の周方向３ケ所に等配して取付けた圧
電素子と、回転子の振動を検出する装置と、検出振動値
に応じて圧電素子を変形させる電圧をフィードバックし
て供給するリード線を含めた制御装置と、圧電素子の変
形によって内筒のアンバランスを調整する機構とを備え
る。
（作用） このように構成されたものにおいては、圧電素子が内
筒を変位するか又は内筒に取付けたバランスリングを変
位する等により、内筒のアンバランスを超電導回転子の
回転中に調整することが可能になる。
筒を変位するか又は内筒に取付けたバランスリングを変
位する等により、内筒のアンバランスを超電導回転子の
回転中に調整することが可能になる。
（実施例） 実施例１ 以下、本発明の第１の実施例について第１図，第２
図，第３図および第４図を参照して説明する。尚、第８
図の従来構造に説明した部分には、同一符号を用い説明
は一部省略する。
図，第３図および第４図を参照して説明する。尚、第８
図の従来構造に説明した部分には、同一符号を用い説明
は一部省略する。
第１図において外筒（２）と内筒（３）端のフレキシ
ブルカップリング（13）との間に、電圧を加えると変形
を生ずる圧電素子（21）を回転軸（１），（４）の軸方
向にすべり可能で、半径方向に強固に挟んで取付ける。
この圧電素子（21）には静止側のブラシ（22）、回転側
のコレクターリング（23）そしてリード線（24）を通し
て電圧を加える。尚、圧電素子（21）は内筒（３）の端
部に直接設けてもよい。
ブルカップリング（13）との間に、電圧を加えると変形
を生ずる圧電素子（21）を回転軸（１），（４）の軸方
向にすべり可能で、半径方向に強固に挟んで取付ける。
この圧電素子（21）には静止側のブラシ（22）、回転側
のコレクターリング（23）そしてリード線（24）を通し
て電圧を加える。尚、圧電素子（21）は内筒（３）の端
部に直接設けてもよい。
第２図は圧電素子（21）の取付位置を示し、円筒120
°ピッチで半径方向に強固に取付ける。
°ピッチで半径方向に強固に取付ける。
第３図は静止側から回転側に電圧を導びく手段を示
し、ブラシ支え（25）およびブラシホルダ（26）に支え
られたブラシ（22）から回転側のコレクターリング（2
3）に導びき、リード線（24）で結んだ圧電素子に電圧
を加える。尚、コレクターリング（23）は絶縁筒（27）
で回転軸（１）から絶縁する。
し、ブラシ支え（25）およびブラシホルダ（26）に支え
られたブラシ（22）から回転側のコレクターリング（2
3）に導びき、リード線（24）で結んだ圧電素子に電圧
を加える。尚、コレクターリング（23）は絶縁筒（27）
で回転軸（１）から絶縁する。
第４図は回転子の振動の制御装置のブロック図を示
す。軸受台（５）に取付けられた軸受台振動計（30）お
よび軸振動計（31）で、軸受台の振動および軸振動を検
出し、制御系（32）に入力する。制御系（32）はこの検
出された大きい方の振動を小さくするように制御信号を
出力し、増幅器（33）で増幅し、圧電素子に電圧を加
え、内筒（３）と外筒（２）の隙間を変化させる。
す。軸受台（５）に取付けられた軸受台振動計（30）お
よび軸振動計（31）で、軸受台の振動および軸振動を検
出し、制御系（32）に入力する。制御系（32）はこの検
出された大きい方の振動を小さくするように制御信号を
出力し、増幅器（33）で増幅し、圧電素子に電圧を加
え、内筒（３）と外筒（２）の隙間を変化させる。
次に上記実施例の作用について詳細に説明する。
圧電素子（21）に電圧を印加すると圧電素子（21）は
歪みを生じ変形を発生する。この圧電素子（21）を外筒
（２）と内筒（３）の間に入れ、電圧を印加すると曲げ
剛性が小さい方の内筒（３）が曲げられ、変位を生ず
る。
歪みを生じ変形を発生する。この圧電素子（21）を外筒
（２）と内筒（３）の間に入れ、電圧を印加すると曲げ
剛性が小さい方の内筒（３）が曲げられ、変位を生ず
る。
変位を生ずるとバランス状態が変化し、振動もこれに
従って変化する。圧電素子（21）の取付けは120°円周
等配で円周に３個取付ければ、内筒（３）端をあらゆる
半径方向に変位させることができる。
従って変化する。圧電素子（21）の取付けは120°円周
等配で円周に３個取付ければ、内筒（３）端をあらゆる
半径方向に変位させることができる。
従って、軸振動あるいは軸受台の振動を検出し、その
振動が小さくなるようにフィードバック制御し、短時間
でしかも回転中において超電導回転子の振動の抑制が可
能である。
振動が小さくなるようにフィードバック制御し、短時間
でしかも回転中において超電導回転子の振動の抑制が可
能である。
実施例２ 次に第２の実施例について第５図，第６図を参照して
説明する。第５図は超電導回転子で、バランスリング
（35）を圧電素子（21）を介して円筒（３）に取付ける
（第５図，第６図ではバランスリング（35）は内筒
（３）の内側となっているが、第７図のように外側でも
良い）。圧電素子（21）への電圧リード線（24）は第１
図の実施例に準ずる。
説明する。第５図は超電導回転子で、バランスリング
（35）を圧電素子（21）を介して円筒（３）に取付ける
（第５図，第６図ではバランスリング（35）は内筒
（３）の内側となっているが、第７図のように外側でも
良い）。圧電素子（21）への電圧リード線（24）は第１
図の実施例に準ずる。
第６図はバランスリング（35）の取付け位置を示す断
面図で圧電素子（21）を３個円周等配に配置し、バラン
スリング（35）を変位させバランス状態を変化させるこ
とができ、これに伴って振動も変化する。振動の制御手
段は第４図で示すものと同様にすれば、超電導回転子の
振動の抑制が可能である。
面図で圧電素子（21）を３個円周等配に配置し、バラン
スリング（35）を変位させバランス状態を変化させるこ
とができ、これに伴って振動も変化する。振動の制御手
段は第４図で示すものと同様にすれば、超電導回転子の
振動の抑制が可能である。
尚、静止部から回転部への電圧供給装置は実施例で示
したブラシによる手段のみでなく、回転トランス方式，
発電機方式などが考えられ、特に限定するものではな
い。
したブラシによる手段のみでなく、回転トランス方式，
発電機方式などが考えられ、特に限定するものではな
い。
以上のように本発明は超電導回転子の残留アンバラン
スを回転中に於いても調整可能で、しかも振動制御もで
きる超電導回転子のバランス調整装置を得ることができ
る。
スを回転中に於いても調整可能で、しかも振動制御もで
きる超電導回転子のバランス調整装置を得ることができ
る。
第１図は本発明の第１の実施例のバランス調整装置を備
えた超電導回転子を示す縦断面図、第２図は第１図のＡ
−Ａ線に沿う矢視断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ線に
沿う矢視断面図、第４図は振動の制御手段を説明するブ
ロック図、第５図は第２の実施例を示す超電導回転子の
縦断面図、第６図は第５図のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面
図、第７図は第２の実施例の変形例を示す要部断面図、
第８図は従来例を示す超電導回転子の縦断面図である。 ２…外筒、３…円筒、21…圧電素子、22…ブラシ、23…
コレクターリング、24…リード線、30…軸受台振動計、
31…軸振動計、32…制御系、33…増幅器、35…バランス
リング。
えた超電導回転子を示す縦断面図、第２図は第１図のＡ
−Ａ線に沿う矢視断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ線に
沿う矢視断面図、第４図は振動の制御手段を説明するブ
ロック図、第５図は第２の実施例を示す超電導回転子の
縦断面図、第６図は第５図のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面
図、第７図は第２の実施例の変形例を示す要部断面図、
第８図は従来例を示す超電導回転子の縦断面図である。 ２…外筒、３…円筒、21…圧電素子、22…ブラシ、23…
コレクターリング、24…リード線、30…軸受台振動計、
31…軸振動計、32…制御系、33…増幅器、35…バランス
リング。
Claims (3)
- 【請求項１】半径方向に離間した外筒と内筒を有する超
電導回転子のバランス調整装置において、内筒の周方向
３ケ所に等配して取付けた圧電素子と、回転子の振動を
検出する装置と、検出振動値に応じて圧電素子を変形さ
せる電圧をフィードバックして供給するリード線を含め
た制御装置と、圧電素子の変形によって内筒のアンバラ
ンスを調整する機構とを備えたことを特徴とする超電導
回転子のバランス調整装置。 - 【請求項２】内筒のアンバランス調整機構は、内筒をカ
ップリング側回転軸に取付けるフレキシブルカップリン
グ又はその付近の内筒の外周と外筒の内周間に圧電素子
を固着した構造とすることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の超電導回転子のバランス調整装置。 - 【請求項３】内筒のアンバランス調整機構は、内筒のフ
レキシブルカップリング側端付近の内側又は外側にて半
径方向変位自在に圧電素子を介して配設したバランスリ
ングとすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の超電導回転子のバランス調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62028104A JPH0813185B2 (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 超電導回転子のバランス調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62028104A JPH0813185B2 (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 超電導回転子のバランス調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63198573A JPS63198573A (ja) | 1988-08-17 |
| JPH0813185B2 true JPH0813185B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=12239499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62028104A Expired - Lifetime JPH0813185B2 (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 超電導回転子のバランス調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0813185B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021145232A1 (ja) * | 2020-01-16 | 2021-07-22 | 三菱重工業株式会社 | 磁気ギヤード回転電機および製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103439051B (zh) * | 2013-08-26 | 2016-05-18 | 中国科学院电工研究所 | 一种超导转子静平衡检测装置及其检测方法 |
-
1987
- 1987-02-12 JP JP62028104A patent/JPH0813185B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021145232A1 (ja) * | 2020-01-16 | 2021-07-22 | 三菱重工業株式会社 | 磁気ギヤード回転電機および製造方法 |
| JP2021113566A (ja) * | 2020-01-16 | 2021-08-05 | 三菱重工業株式会社 | 磁気ギヤード回転電機および製造方法。 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63198573A (ja) | 1988-08-17 |
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