JPH0826880B2 - 共振抑制装置 - Google Patents
共振抑制装置Info
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- JPH0826880B2 JPH0826880B2 JP3082065A JP8206591A JPH0826880B2 JP H0826880 B2 JPH0826880 B2 JP H0826880B2 JP 3082065 A JP3082065 A JP 3082065A JP 8206591 A JP8206591 A JP 8206591A JP H0826880 B2 JPH0826880 B2 JP H0826880B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、回転系、典型的に
は、縦形ポンプを対象として、それの機械的共振を抑制
するための共振抑制装置に関連し、とりわけ、加速度セ
ンサで振動を検出して、これを軸受に連成された軸受円
盤と固定部材間に介装されているアクチュエータに対し
て電気的に帰還するようにした共振抑制装置に関するも
のである。
は、縦形ポンプを対象として、それの機械的共振を抑制
するための共振抑制装置に関連し、とりわけ、加速度セ
ンサで振動を検出して、これを軸受に連成された軸受円
盤と固定部材間に介装されているアクチュエータに対し
て電気的に帰還するようにした共振抑制装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来技術】従来、この種の共振抑制装置としては、図
６に示されるような機械的構成のものが多用されてい
た。即ち、回転軸１の上方端が、カプラ２を介して、回
転駆動源としての電動機３に連結されており、該軸１の
下方端には、羽根車４が固接されて、ケーシング５に囲
まれた羽根車室５ａ内に臨んでいる。電動機３は、ケー
シング５の上面５ｂに固定された電動機台６により支持
されて、該電動機台６内に回転軸１が収容されている。
そして、この回転軸１に関しては、電動機３から見て遠
端に位置する羽根車４側の遠端部１ａが、ケーシング上
面５ｂに固定された電動機台６の底面部材６ａに連成さ
れた遠端軸受７により回転自在に軸支され、更に電動機
３から見て近端に位置する電動機３側の近端部１ｂが、
電動機台６に固定された近端軸受８により回転自在に軸
支されている。
６に示されるような機械的構成のものが多用されてい
た。即ち、回転軸１の上方端が、カプラ２を介して、回
転駆動源としての電動機３に連結されており、該軸１の
下方端には、羽根車４が固接されて、ケーシング５に囲
まれた羽根車室５ａ内に臨んでいる。電動機３は、ケー
シング５の上面５ｂに固定された電動機台６により支持
されて、該電動機台６内に回転軸１が収容されている。
そして、この回転軸１に関しては、電動機３から見て遠
端に位置する羽根車４側の遠端部１ａが、ケーシング上
面５ｂに固定された電動機台６の底面部材６ａに連成さ
れた遠端軸受７により回転自在に軸支され、更に電動機
３から見て近端に位置する電動機３側の近端部１ｂが、
電動機台６に固定された近端軸受８により回転自在に軸
支されている。
【０００３】一方、電動機３の頂部には、支持棒９が立
設されており、該支持棒には、錘１０が、該支持棒上櫂
動可能に装着されて、固定ネジ１１により該支持棒上所
定位置に固定可能である。なお、５ｃは吸込み口であ
り、５ｄは吐出口である。
設されており、該支持棒には、錘１０が、該支持棒上櫂
動可能に装着されて、固定ネジ１１により該支持棒上所
定位置に固定可能である。なお、５ｃは吸込み口であ
り、５ｄは吐出口である。
【０００４】運転に際しては、電動機３に適宜給電する
と、カプラ２を介して回転軸１が回転駆動され、下方端
の羽根車４も羽根車室５ａ内で一体的に回転駆動され
て、ポンプ作用を呈し、これにより吸込み口５ｃから流
入する流体が吐出口５ｄに送り出されるのであるが、こ
の場合に、回転軸１の回転運動を起源として、両軸受
７、８やケーシング５や電動機台６や電動機３に波及す
る機械的振動は、支持棒９経由で錘１０にも伝播し、こ
れを加振する。かくて、支持棒９上の所定位置にロック
ネジ１１で固定された錘１０が振れる際の反力により回
転軸１側の方の振動が抑制されるのであるが、このこと
を、別の表現で説明するならば、支持棒９上の錘１０と
いう別の振動系が付加されたことで、回転軸１側（両軸
受７、８、電動機台６、ケーシング５、電動機３等を含
む）だけの振動系とは異なる周波数特性の別異の振動系
を一体的に構成し、結果として、運転周波数における系
の利得を小さく保ち、かつ系の共振周波数を運転周波数
から十分に乖離した値に移行させるような、支持棒９と
錘１０による付加的な振動系が存在しうるということで
ある。
と、カプラ２を介して回転軸１が回転駆動され、下方端
の羽根車４も羽根車室５ａ内で一体的に回転駆動され
て、ポンプ作用を呈し、これにより吸込み口５ｃから流
入する流体が吐出口５ｄに送り出されるのであるが、こ
の場合に、回転軸１の回転運動を起源として、両軸受
７、８やケーシング５や電動機台６や電動機３に波及す
る機械的振動は、支持棒９経由で錘１０にも伝播し、こ
れを加振する。かくて、支持棒９上の所定位置にロック
ネジ１１で固定された錘１０が振れる際の反力により回
転軸１側の方の振動が抑制されるのであるが、このこと
を、別の表現で説明するならば、支持棒９上の錘１０と
いう別の振動系が付加されたことで、回転軸１側（両軸
受７、８、電動機台６、ケーシング５、電動機３等を含
む）だけの振動系とは異なる周波数特性の別異の振動系
を一体的に構成し、結果として、運転周波数における系
の利得を小さく保ち、かつ系の共振周波数を運転周波数
から十分に乖離した値に移行させるような、支持棒９と
錘１０による付加的な振動系が存在しうるということで
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、従前
の機械的な共振抑制装置にあっては、支持棒９上の錘１
０による付加的な振動系を用いるものであるところ、多
くの場合、ここでの錘１０の重量が回転軸１側（ケーシ
ング５、電動機台６、電動機３を含む）の重量のかれこ
れ３％〜５％程度にも達するので、全体に嵩張った形態
となり、その分だけ余分の据付け空間が必要であるばか
りか、ポンプ固体ごとに、それの振動特性に合わせて、
錘１０を選定したり、それの支持棒９上での固定位置を
櫂動調節したりするチューニング操作が煩雑であり、と
りわけ、可変速運転の場合には、運転周波数が時々変化
するのであるが、一般に、機械的な共振装置では、振動
系のＱが過大な傾向にあるので、運転周波数の変化範囲
を固定的な共振抑制装置でカバーすることは困難であ
り、運転周波数の変化に応じて共振抑制装置の錘１０を
支持棒９上で櫂動追従させなければならず、かかる櫂動
追従操作を伴うチューニング操作は、非現実的と言える
程度に煩雑であるという問題点を抱えていた。
の機械的な共振抑制装置にあっては、支持棒９上の錘１
０による付加的な振動系を用いるものであるところ、多
くの場合、ここでの錘１０の重量が回転軸１側（ケーシ
ング５、電動機台６、電動機３を含む）の重量のかれこ
れ３％〜５％程度にも達するので、全体に嵩張った形態
となり、その分だけ余分の据付け空間が必要であるばか
りか、ポンプ固体ごとに、それの振動特性に合わせて、
錘１０を選定したり、それの支持棒９上での固定位置を
櫂動調節したりするチューニング操作が煩雑であり、と
りわけ、可変速運転の場合には、運転周波数が時々変化
するのであるが、一般に、機械的な共振装置では、振動
系のＱが過大な傾向にあるので、運転周波数の変化範囲
を固定的な共振抑制装置でカバーすることは困難であ
り、運転周波数の変化に応じて共振抑制装置の錘１０を
支持棒９上で櫂動追従させなければならず、かかる櫂動
追従操作を伴うチューニング操作は、非現実的と言える
程度に煩雑であるという問題点を抱えていた。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】この発明は、従来技術
における機械的構成からの制約である過大な据付け空間
や煩雑なチューニング操作の問題点に鑑み、共振抑制の
機械的構成に代えて、電気的構成を採用し、加速度セン
サで回転軸起源の振動の加速度を検出して、これを軸受
に連成された軸受円盤と固定部材間で伸長収縮するアク
チュエータに対して９０°遅相の速度成分の減衰項とし
て、電気的に帰還することで、振動を抑制し、これによ
り、上記問題点を解決し、据付け空間が大幅に削減され
てコンパクトになり、しかもチューニング操作が実際
上、全く必要とされない優れた共振抑制装置を提供せん
とするものである。
における機械的構成からの制約である過大な据付け空間
や煩雑なチューニング操作の問題点に鑑み、共振抑制の
機械的構成に代えて、電気的構成を採用し、加速度セン
サで回転軸起源の振動の加速度を検出して、これを軸受
に連成された軸受円盤と固定部材間で伸長収縮するアク
チュエータに対して９０°遅相の速度成分の減衰項とし
て、電気的に帰還することで、振動を抑制し、これによ
り、上記問題点を解決し、据付け空間が大幅に削減され
てコンパクトになり、しかもチューニング操作が実際
上、全く必要とされない優れた共振抑制装置を提供せん
とするものである。
【０００７】
【作用】この発明の構成は、回転駆動源としての電動機
３に回転駆動されて、回転軸１が回転運動する際に、こ
の回転運動起源の振動が、回転軸１の近端軸受８又は電
動機３近傍に配設された複数の加速度センサＸ３、Ｙ３
に伝播すると、複数の加速度センサＸ３、Ｙ３のうちの
Ｘ方向加速度センサＸ３とＹ方向加速度センサＹ３と
が、各別にそこに伝播された振動のＸ方向加速度とＹ方
向加速度とを検出して、それぞれ、Ｘ方向加速度信号Ｓ
１とＹ方向加速度信号Ｓ７とを出力し、前者の加速度信
号Ｓ１に応答して、Ｘ方向アクチュエータ駆動信号生成
手段Ｘ４が、該信号に対して９０°遅相の減衰項（加速
度成分が積分されて成る速度成分）としての１対のＸ方
向アクチュエータ駆動信号Ｓ５、Ｓ６を互いに１８０°
位相差で１対のＸ方向アクチュエータＸ１、Ｘ２に対し
て各別に供給し、一方、後者の加速度信号Ｓ７に応答し
て、Ｙ方向アクチュエータ駆動信号生成手段Ｙ４が、該
信号に対して９０°遅相の滅衰項としての１対のＹ方向
アクチュエータ駆動信号Ｓ８、Ｓ９を互に１８０°位相
差で１対のＹ方向アクチュエータＹ１、Ｙ２に対して各
別に供給するが、この場合、１対のＸ方向アクチュエー
タＹ１、Ｙ２は、回転軸１の遠端軸受７に連成された軸
受円盤６Ａとケーシング上面５ｂ等の固定部材間で、回
転軸１中心を通過するＸ方向線と回転軸１中心の１つの
同心円との交点に対応する箇所に回転軸１を介して対向
配置されており、一方、１対のＹ方向アクチュエータＹ
１、Ｙ２は、該軸受円盤６Ａと該固定部材間で、回転軸
１中心を通過し、Ｘ方向線に直交するＹ方向線と回転軸
１中心の１つの同心円との交点に対応する箇所に回転軸
１を介して対向配置されており、これら２対のアクチュ
エータＸ１、Ｙ１、Ｘ２、Ｙ２は、各別に、Ｘ方向アク
チュエータ駆動信号Ｓ５、Ｓ６とＹ方向アクチュエータ
駆動信号Ｓ８、Ｓ９とに応答して、伸長収縮するように
作用する。
３に回転駆動されて、回転軸１が回転運動する際に、こ
の回転運動起源の振動が、回転軸１の近端軸受８又は電
動機３近傍に配設された複数の加速度センサＸ３、Ｙ３
に伝播すると、複数の加速度センサＸ３、Ｙ３のうちの
Ｘ方向加速度センサＸ３とＹ方向加速度センサＹ３と
が、各別にそこに伝播された振動のＸ方向加速度とＹ方
向加速度とを検出して、それぞれ、Ｘ方向加速度信号Ｓ
１とＹ方向加速度信号Ｓ７とを出力し、前者の加速度信
号Ｓ１に応答して、Ｘ方向アクチュエータ駆動信号生成
手段Ｘ４が、該信号に対して９０°遅相の減衰項（加速
度成分が積分されて成る速度成分）としての１対のＸ方
向アクチュエータ駆動信号Ｓ５、Ｓ６を互いに１８０°
位相差で１対のＸ方向アクチュエータＸ１、Ｘ２に対し
て各別に供給し、一方、後者の加速度信号Ｓ７に応答し
て、Ｙ方向アクチュエータ駆動信号生成手段Ｙ４が、該
信号に対して９０°遅相の滅衰項としての１対のＹ方向
アクチュエータ駆動信号Ｓ８、Ｓ９を互に１８０°位相
差で１対のＹ方向アクチュエータＹ１、Ｙ２に対して各
別に供給するが、この場合、１対のＸ方向アクチュエー
タＹ１、Ｙ２は、回転軸１の遠端軸受７に連成された軸
受円盤６Ａとケーシング上面５ｂ等の固定部材間で、回
転軸１中心を通過するＸ方向線と回転軸１中心の１つの
同心円との交点に対応する箇所に回転軸１を介して対向
配置されており、一方、１対のＹ方向アクチュエータＹ
１、Ｙ２は、該軸受円盤６Ａと該固定部材間で、回転軸
１中心を通過し、Ｘ方向線に直交するＹ方向線と回転軸
１中心の１つの同心円との交点に対応する箇所に回転軸
１を介して対向配置されており、これら２対のアクチュ
エータＸ１、Ｙ１、Ｘ２、Ｙ２は、各別に、Ｘ方向アク
チュエータ駆動信号Ｓ５、Ｓ６とＹ方向アクチュエータ
駆動信号Ｓ８、Ｓ９とに応答して、伸長収縮するように
作用する。
【０００８】
【実施例】この発明に係る共振抑制装置の一実施例を以
下に説明する。
下に説明する。
【０００９】図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃにおいて、電動機
台６の底面は、回転軸１の遠端軸受７に連成された軸受
円盤６Ａになっており、該軸受円盤６Ａとケーシング上
面５ｂとの間には、２対４個のアクチュエータＸ１、Ｘ
２、Ｙ１、Ｙ２が介装されている。図１Ｃに明示されて
いるように、かかるアクチュエータＸ１、Ｘ２、Ｙ１、
Ｙ２のうち、１対のＸ方向アクチュエータＸ１、Ｘ２
は、回転軸１中心に対する直交平面上にあって、回転軸
１中心を通過するＸ方向線と回転軸１中心の１つの同心
円Ｌとの交点に対応する軸受円盤６Ａ下面沿いの箇所に
回転軸１を介して対向配置されており、更に１対のＹ方
向アクチュエータＹ１、Ｙ２は、同じ直交平面上にあっ
て、回転軸１中心を通過し、Ｘ方向線に直交するＹ方向
線と回転軸１中心の１つの同心円Ｌ（図１Ｃでは、Ｘ方
向アクチュエータＸ１、Ｘ２を通過する同心円と同じ同
心円になっているが、両同心円は相違するものであって
もよい）との交点に対応する軸受円盤６Ａ下面沿いの箇
所に回転軸１を介して対向配置されている。
台６の底面は、回転軸１の遠端軸受７に連成された軸受
円盤６Ａになっており、該軸受円盤６Ａとケーシング上
面５ｂとの間には、２対４個のアクチュエータＸ１、Ｘ
２、Ｙ１、Ｙ２が介装されている。図１Ｃに明示されて
いるように、かかるアクチュエータＸ１、Ｘ２、Ｙ１、
Ｙ２のうち、１対のＸ方向アクチュエータＸ１、Ｘ２
は、回転軸１中心に対する直交平面上にあって、回転軸
１中心を通過するＸ方向線と回転軸１中心の１つの同心
円Ｌとの交点に対応する軸受円盤６Ａ下面沿いの箇所に
回転軸１を介して対向配置されており、更に１対のＹ方
向アクチュエータＹ１、Ｙ２は、同じ直交平面上にあっ
て、回転軸１中心を通過し、Ｘ方向線に直交するＹ方向
線と回転軸１中心の１つの同心円Ｌ（図１Ｃでは、Ｘ方
向アクチュエータＸ１、Ｘ２を通過する同心円と同じ同
心円になっているが、両同心円は相違するものであって
もよい）との交点に対応する軸受円盤６Ａ下面沿いの箇
所に回転軸１を介して対向配置されている。
【００１０】そして、かかるアクチュエータＸ１、Ｘ
２、Ｙ１、Ｙ２は、正極性の１００Ｖ程度の駆動信号に
応答して、垂直方向、つまり回転軸１の軸方向に伸長
し、該駆動信号の消滅時に複旧収縮するピエゾ素子であ
り、このもの自体は、例えば、積層圧電アクチュエータ
（ＮＥＣ製）として市販されている。
２、Ｙ１、Ｙ２は、正極性の１００Ｖ程度の駆動信号に
応答して、垂直方向、つまり回転軸１の軸方向に伸長
し、該駆動信号の消滅時に複旧収縮するピエゾ素子であ
り、このもの自体は、例えば、積層圧電アクチュエータ
（ＮＥＣ製）として市販されている。
【００１１】一方、電動機３の頂部には、回転軸１と中
心軸を共通にして、センサ支持盤２０が固設されてお
り、該支持盤２０には、Ｘ方向線沿いに、Ｘ方向加速度
を検出するためのＸ方向加速度センサＸ３が配設され、
更にＹ方向線沿いに、Ｙ方向加速度を検出するためのＹ
方向加速度センサＹ３か配設されている。そして、かか
る加速度センサＸ３、Ｙ３に関しては、回転軸１の回転
運動起源の振動のうち、遠端軸受７側の軸受円盤６Ａに
対する近端軸受８側の相対的な振れの加速度を検出する
ためのものであるから、図１Ａ中の加速度センサＸ３、
Ｙ３のように、回転駆動源としての電動機３の近傍ばか
りではなく、近端軸受８の近傍や電動機台６の上半部外
壁等に配設されていてもよい。
心軸を共通にして、センサ支持盤２０が固設されてお
り、該支持盤２０には、Ｘ方向線沿いに、Ｘ方向加速度
を検出するためのＸ方向加速度センサＸ３が配設され、
更にＹ方向線沿いに、Ｙ方向加速度を検出するためのＹ
方向加速度センサＹ３か配設されている。そして、かか
る加速度センサＸ３、Ｙ３に関しては、回転軸１の回転
運動起源の振動のうち、遠端軸受７側の軸受円盤６Ａに
対する近端軸受８側の相対的な振れの加速度を検出する
ためのものであるから、図１Ａ中の加速度センサＸ３、
Ｙ３のように、回転駆動源としての電動機３の近傍ばか
りではなく、近端軸受８の近傍や電動機台６の上半部外
壁等に配設されていてもよい。
【００１２】なお、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃにおいて、
図６に示されている要素と同一の要素には、それぞれ同
一の符号が付されている。
図６に示されている要素と同一の要素には、それぞれ同
一の符号が付されている。
【００１３】次いで、図２に明示されているように、Ｘ
方向加速度センサＸ３の出力端子は、Ｘ方向アクチュエ
ータ駆動信号生成手段Ｘ４の入力端子Ｘｉに接続され、
該信号生成手段Ｘ４の０゜相１８０°相両出力端子Ｘｏ
１、Ｘｏ２は、各別に記載の順序でＸ方向アクチュエー
タＸ１、Ｘ２に接続されている。更に、Ｙ方向加速度セ
ンサＹ３の出力端子は、Ｙ方向アクチュエータ駆動信号
生成手段Ｙ４の入力端子Ｙｉに接続され、該信号生成手
段Ｙ４の０゜相１８０°相両出力端子Ｙｏ１、Ｙｏ２
は、各別に記載の順序でＹ方向アクチュエータＹ１、Ｙ
２に接続されている。
方向加速度センサＸ３の出力端子は、Ｘ方向アクチュエ
ータ駆動信号生成手段Ｘ４の入力端子Ｘｉに接続され、
該信号生成手段Ｘ４の０゜相１８０°相両出力端子Ｘｏ
１、Ｘｏ２は、各別に記載の順序でＸ方向アクチュエー
タＸ１、Ｘ２に接続されている。更に、Ｙ方向加速度セ
ンサＹ３の出力端子は、Ｙ方向アクチュエータ駆動信号
生成手段Ｙ４の入力端子Ｙｉに接続され、該信号生成手
段Ｙ４の０゜相１８０°相両出力端子Ｙｏ１、Ｙｏ２
は、各別に記載の順序でＹ方向アクチュエータＹ１、Ｙ
２に接続されている。
【００１４】かかるＸ方向アクチュエータ駆動信号生成
手段Ｘ４とＹ方向アクチュエータ駆動信号生成手段Ｙ４
の内部構成を示すブロック図が図３であり、入力端子Ｘ
ｉ／Ｙｉは、積分系位相補償回路３０の入力端子に接続
され、該補償回路３０の出力端子は、二分されて、一方
は、正極性半波整流回路３１の入力端子に接続され、他
方は、負極性半波正流回路３２の入力端子に接続され、
前者の整流回路３１の出力端子は高電圧増幅器３３経由
で出力端子Ｘｏ１／Ｙｏ１に延び、後者の整流回路３２
の出力端子は、記載の順序で縦続接続されたインバータ
３４と高電圧増幅器３５とを介して出力端子Ｘｏ２／Ｙ
ｏ２に延びている。
手段Ｘ４とＹ方向アクチュエータ駆動信号生成手段Ｙ４
の内部構成を示すブロック図が図３であり、入力端子Ｘ
ｉ／Ｙｉは、積分系位相補償回路３０の入力端子に接続
され、該補償回路３０の出力端子は、二分されて、一方
は、正極性半波整流回路３１の入力端子に接続され、他
方は、負極性半波正流回路３２の入力端子に接続され、
前者の整流回路３１の出力端子は高電圧増幅器３３経由
で出力端子Ｘｏ１／Ｙｏ１に延び、後者の整流回路３２
の出力端子は、記載の順序で縦続接続されたインバータ
３４と高電圧増幅器３５とを介して出力端子Ｘｏ２／Ｙ
ｏ２に延びている。
【００１５】続いて、図４、図５をも参照しつつ、上記
実施例の動作を以下に説明する。
実施例の動作を以下に説明する。
【００１６】運転に際して、電動機３に通電すると、回
転軸１が回転駆動されて、その回転運動起源の振動が、
両軸受７、８経由で電動機台６や電動機３に伝播し、セ
ンサ支持盤２０上の加速度センサＸ３、Ｙ３にも到達す
る。この場合、センサ支持盤２０は、下方で回転軸１を
駆動する電動機３の頂部に固定されているので、ここで
の加速度センサＸ３、Ｙ３は、遠端軸受７に連成された
軸受円盤６Ａに対しての相対的な振れの加速度を検出す
る。
転軸１が回転駆動されて、その回転運動起源の振動が、
両軸受７、８経由で電動機台６や電動機３に伝播し、セ
ンサ支持盤２０上の加速度センサＸ３、Ｙ３にも到達す
る。この場合、センサ支持盤２０は、下方で回転軸１を
駆動する電動機３の頂部に固定されているので、ここで
の加速度センサＸ３、Ｙ３は、遠端軸受７に連成された
軸受円盤６Ａに対しての相対的な振れの加速度を検出す
る。
【００１７】いま、加速度センサＸ３、Ｙ３に振動が伝
播し、両加速度センサＸ３、Ｙ３のうち、Ｘ方向加速度
センサＸ３が、軸受円盤６Ａに対する振れの加速度のＸ
方向ベクトル成分を検出すると、該センサＸ３は、Ｘ方
向加速度を表わすＸ方向加速度信号Ｓ１を出力する。こ
のＸ方向加速度信号Ｓ１は、入力端子Ｘｉ経由で、図３
に示されているＸ方向アクチュエータ駆動信号生成手段
Ｘ４中の積分系位相補償回路３０に供給されて、ここで
略９０°遅相が施されて、実質的に積分されるのである
が、この場合、加速度の積分は速度であるから、振れの
変位に対しては、それの微分値を表す速度信号Ｓ２、即
ち、ここではＸ方向変位に対してそれの微分値を表すＸ
方向速度信号が生成される。そして、かかる速度信号Ｓ
２に関しては、これを帰還することで、減衰項、つまり
振動を抑制する勢力として作用するものであることがよ
く知られており、更に、加速度信号Ｓ１から速度信号Ｓ
２への積分に関しても、必ずしも正確に９０°遅相を施
すまでもなく、６０°〜９０°の範囲、好適には、７０
°程度の遅相を施すことで、かかる遅相分をベクトル構
成する９０°遅相成分と同相成分のうちの前者による減
衰項が、有効に作用するものであることもよく知られて
いる。
播し、両加速度センサＸ３、Ｙ３のうち、Ｘ方向加速度
センサＸ３が、軸受円盤６Ａに対する振れの加速度のＸ
方向ベクトル成分を検出すると、該センサＸ３は、Ｘ方
向加速度を表わすＸ方向加速度信号Ｓ１を出力する。こ
のＸ方向加速度信号Ｓ１は、入力端子Ｘｉ経由で、図３
に示されているＸ方向アクチュエータ駆動信号生成手段
Ｘ４中の積分系位相補償回路３０に供給されて、ここで
略９０°遅相が施されて、実質的に積分されるのである
が、この場合、加速度の積分は速度であるから、振れの
変位に対しては、それの微分値を表す速度信号Ｓ２、即
ち、ここではＸ方向変位に対してそれの微分値を表すＸ
方向速度信号が生成される。そして、かかる速度信号Ｓ
２に関しては、これを帰還することで、減衰項、つまり
振動を抑制する勢力として作用するものであることがよ
く知られており、更に、加速度信号Ｓ１から速度信号Ｓ
２への積分に関しても、必ずしも正確に９０°遅相を施
すまでもなく、６０°〜９０°の範囲、好適には、７０
°程度の遅相を施すことで、かかる遅相分をベクトル構
成する９０°遅相成分と同相成分のうちの前者による減
衰項が、有効に作用するものであることもよく知られて
いる。
【００１８】ここでの積分系位相補償回路３０の周波数
特性を示すボード線図が図４であり、同図（Ａ）（Ｂ）
は、それぞれ、利得曲線と位相曲線である。このボード
線図によれば、積分系位相補償回路３０は、位相特性に
関しては、運転周波数ωｎでの位相Ｐｎから共振周波数
ωｏでの位相Ｐｏまでの範囲内で、概ね一様に略８０°
〜９０°の遅相を入力信号としての加速度信号Ｓ１に対
して施して、速度信号Ｓ２を生成すると同時に、利得特
性に関しては、運転周波数での利得ｇｎに対して共振周
波数ωｏでの利得ｇｏを相当に上昇させることで、入力
された加速度信号Ｓ１の周波数成分が、運転周波数ωｎ
を越えて共振周波数のωｏに接近するにつれて、滅衰項
としての速度信号Ｓ２の振幅を増大させるものである。
特性を示すボード線図が図４であり、同図（Ａ）（Ｂ）
は、それぞれ、利得曲線と位相曲線である。このボード
線図によれば、積分系位相補償回路３０は、位相特性に
関しては、運転周波数ωｎでの位相Ｐｎから共振周波数
ωｏでの位相Ｐｏまでの範囲内で、概ね一様に略８０°
〜９０°の遅相を入力信号としての加速度信号Ｓ１に対
して施して、速度信号Ｓ２を生成すると同時に、利得特
性に関しては、運転周波数での利得ｇｎに対して共振周
波数ωｏでの利得ｇｏを相当に上昇させることで、入力
された加速度信号Ｓ１の周波数成分が、運転周波数ωｎ
を越えて共振周波数のωｏに接近するにつれて、滅衰項
としての速度信号Ｓ２の振幅を増大させるものである。
【００１９】ここで図３に戻って、Ｘ方向アクチュエー
タ駆動信号生成手段Ｘ４中の積分系位相補償回路３０か
らのＸ方向速度信号Ｓ２は、２分されて、回路自体とし
ては公知公用の正極性半波整流回路３１と同様に公知公
用の負極性半波整流回路３２とに供給され、前者の整流
回路３１からは、正極性半波信号Ｓ３が得られ、これが
高電圧増幅器３３で増幅されて、正極性半波で１００Ｖ
程度のＸ方向アクチュエータ０°相駆動信号Ｓ５となっ
て、出力端子Ｘｏ１経由で、図１Ａ、図１ＣのＸ方向ア
クチュエータＸ１に供給され、このとき、後者の整流回
路３２からは、負極性半波信号Ｓ４が得られ、これがイ
ンバータ３４で反転された後、高電圧増幅器３５で増幅
されて、同様に正極性半波で１００Ｖ程度のＸ方向アク
チュエータ１８０°相駆動信号Ｓ６となって、出力端子
Ｘｏ２経由で、図１Ａ、図１ＣのＸ方向アクチュエータ
Ｘ２に供給される。
タ駆動信号生成手段Ｘ４中の積分系位相補償回路３０か
らのＸ方向速度信号Ｓ２は、２分されて、回路自体とし
ては公知公用の正極性半波整流回路３１と同様に公知公
用の負極性半波整流回路３２とに供給され、前者の整流
回路３１からは、正極性半波信号Ｓ３が得られ、これが
高電圧増幅器３３で増幅されて、正極性半波で１００Ｖ
程度のＸ方向アクチュエータ０°相駆動信号Ｓ５となっ
て、出力端子Ｘｏ１経由で、図１Ａ、図１ＣのＸ方向ア
クチュエータＸ１に供給され、このとき、後者の整流回
路３２からは、負極性半波信号Ｓ４が得られ、これがイ
ンバータ３４で反転された後、高電圧増幅器３５で増幅
されて、同様に正極性半波で１００Ｖ程度のＸ方向アク
チュエータ１８０°相駆動信号Ｓ６となって、出力端子
Ｘｏ２経由で、図１Ａ、図１ＣのＸ方向アクチュエータ
Ｘ２に供給される。
【００２０】かかるＸ方向アクチュエータ駆動信号生成
手段Ｘ４中での主要な信号の位相関係を摸式的に示す波
形図が図５である。即ち、Ｘ方向加速度信号Ｓ１の余弦
波（図５（Ａ））は、略９０°遅相（図中では、簡明の
要請から、丁度の９０°遅相）の結果、Ｘ方向速度信号
Ｓ２の正弦波（図５（Ｂ））となり、一方では、正方向
半波整流されて正極性半波信号Ｓ３（図５（Ｃ））とな
って、Ｘ方向アクチュエータ０°相駆動信号Ｓ５の波形
を支配し、他方では、負方向半波整流されて負極性半波
Ｓ４（図５（Ｄ）実線）となって、更に反転されて（図
５（Ｄ）点線）、Ｘ方向アクチュエータ１８０°相駆動
信号Ｓ６の波形を支配する。
手段Ｘ４中での主要な信号の位相関係を摸式的に示す波
形図が図５である。即ち、Ｘ方向加速度信号Ｓ１の余弦
波（図５（Ａ））は、略９０°遅相（図中では、簡明の
要請から、丁度の９０°遅相）の結果、Ｘ方向速度信号
Ｓ２の正弦波（図５（Ｂ））となり、一方では、正方向
半波整流されて正極性半波信号Ｓ３（図５（Ｃ））とな
って、Ｘ方向アクチュエータ０°相駆動信号Ｓ５の波形
を支配し、他方では、負方向半波整流されて負極性半波
Ｓ４（図５（Ｄ）実線）となって、更に反転されて（図
５（Ｄ）点線）、Ｘ方向アクチュエータ１８０°相駆動
信号Ｓ６の波形を支配する。
【００２１】従って、Ｘ方向アクチュエータ０°相駆動
信号Ｓ５の供給を受けたＸ方向アクチュエータＸ１と、
Ｘ方向アクチュエータ１８０°相駆動信号Ｓ６の供給を
受けたＸ方向アクチュエータＸ２は、Ｘ方向速度信号Ｓ
２に関して、１８０°位相差で半サイクルごとに交番的
に伸長し、復旧収縮して、減衰項勢力を実現するもので
ある。
信号Ｓ５の供給を受けたＸ方向アクチュエータＸ１と、
Ｘ方向アクチュエータ１８０°相駆動信号Ｓ６の供給を
受けたＸ方向アクチュエータＸ２は、Ｘ方向速度信号Ｓ
２に関して、１８０°位相差で半サイクルごとに交番的
に伸長し、復旧収縮して、減衰項勢力を実現するもので
ある。
【００２２】以上の説明は、図２に戻って、Ｘ方向速度
センサＸ３からのＸ方向加速度信号Ｓ１に応答して、Ｘ
方向アクチュエータ駆動信号生成手段Ｘ４の経路で減衰
項勢力実現のためのＸ方向アクチュエータ駆動信号Ｓ
５、Ｓ６をＸ方向アクチュエータＸ１、Ｘ２に対して電
気的に帰還する動作に関するものであったが、Ｙ方向加
速度センサＹ３からのＹ方向加速度信号Ｓ７に応答し
て、Ｙ方向アクチュエータ駆動信号生成手段Ｙ４の経路
で減衰項勢力実現のためのＹ方向アクチュエータ駆動信
号Ｓ８、Ｓ９をＹ方向アクチュエータＹ１、Ｙ２に対し
て電気的に帰還する動作も全く同様に成立することは当
然であり、念のために言及するならば、両アクチュエー
タ駆動信号生成手段Ｘ４、Ｙ４は、両加速度センサＸ
３、Ｙ３で検出される振れの加速度の位相差、つまり両
センサＸ３、Ｙ３からの、Ｘ方向とＹ方向の各別の加速
度信号の位相差を伴って、互いに独立の帰還動作を実現
するものである。
センサＸ３からのＸ方向加速度信号Ｓ１に応答して、Ｘ
方向アクチュエータ駆動信号生成手段Ｘ４の経路で減衰
項勢力実現のためのＸ方向アクチュエータ駆動信号Ｓ
５、Ｓ６をＸ方向アクチュエータＸ１、Ｘ２に対して電
気的に帰還する動作に関するものであったが、Ｙ方向加
速度センサＹ３からのＹ方向加速度信号Ｓ７に応答し
て、Ｙ方向アクチュエータ駆動信号生成手段Ｙ４の経路
で減衰項勢力実現のためのＹ方向アクチュエータ駆動信
号Ｓ８、Ｓ９をＹ方向アクチュエータＹ１、Ｙ２に対し
て電気的に帰還する動作も全く同様に成立することは当
然であり、念のために言及するならば、両アクチュエー
タ駆動信号生成手段Ｘ４、Ｙ４は、両加速度センサＸ
３、Ｙ３で検出される振れの加速度の位相差、つまり両
センサＸ３、Ｙ３からの、Ｘ方向とＹ方向の各別の加速
度信号の位相差を伴って、互いに独立の帰還動作を実現
するものである。
【００２３】
【効果】この発明によれば、従前採用されていた共振抑
制のための機械的構成を廃止して、回転駆動源で回転駆
動される回転軸の近端軸受の近傍又は回転駆動源の近傍
に配設された加速度センサからの加速度信号依存で、ア
クチュエータ駆動信号生成手段が、９０°遅相で減衰項
勢力実現のための速度信号をアクチュエータ駆動信号と
して、回転軸の遠端軸受に連成された軸受円盤と固定部
材間のアクチュエータに対して、電気的に帰還する構成
としたことにより、総体重量の３％〜５％にも達する重
量の錘を支持棒上に位置調整可能に固定する必要がなく
なるので、装置全体がコンパクトになり、その分だけ据
付け空間が節約できるばかりか、ポンプの固体ごとに手
動でチューニング操作を行う必要もなくなるので、取扱
い操作がすこぶる簡単になるという優れた効果が奏され
る。
制のための機械的構成を廃止して、回転駆動源で回転駆
動される回転軸の近端軸受の近傍又は回転駆動源の近傍
に配設された加速度センサからの加速度信号依存で、ア
クチュエータ駆動信号生成手段が、９０°遅相で減衰項
勢力実現のための速度信号をアクチュエータ駆動信号と
して、回転軸の遠端軸受に連成された軸受円盤と固定部
材間のアクチュエータに対して、電気的に帰還する構成
としたことにより、総体重量の３％〜５％にも達する重
量の錘を支持棒上に位置調整可能に固定する必要がなく
なるので、装置全体がコンパクトになり、その分だけ据
付け空間が節約できるばかりか、ポンプの固体ごとに手
動でチューニング操作を行う必要もなくなるので、取扱
い操作がすこぶる簡単になるという優れた効果が奏され
る。
【００２４】とりわけ、可変速運転の場合であっても、
アクチュエータ駆動信号生成手段中の積分系位相補償回
路での周波数特性を適切に選定することで、可変速の周
波数範囲内で、十分に有効な減衰項勢力の実現が可能で
あるという利点は絶大である。
アクチュエータ駆動信号生成手段中の積分系位相補償回
路での周波数特性を適切に選定することで、可変速の周
波数範囲内で、十分に有効な減衰項勢力の実現が可能で
あるという利点は絶大である。
【図１Ａ】この発明に係る共振抑制装置の一実施例の機
械的構成を示す断面図である。
械的構成を示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示される装置のＡ−Ａ矢視図であ
る。
る。
【図１Ｃ】図１Ａに示される装置のＢ−Ｂ矢視図であ
る。
る。
【図２】この発明に係る共振抑制装置の一実施例の電気
的構成を示すブロック図である。
的構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示されるアクチュエータ駆動信号生成手
段Ｘ４、Ｙ４の内部構成を示すブロック図である。
段Ｘ４、Ｙ４の内部構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示される積分系位相補償回路３０の周波
数特性を示すボード線図で、（Ａ）は利得曲線、（Ｂ）
は位相曲線である。
数特性を示すボード線図で、（Ａ）は利得曲線、（Ｂ）
は位相曲線である。
【図５】図３に示されるアクチュエータ駆動信号生成手
段Ｘ４、Ｙ４内の主要な信号の位相を示す波形図で、
（Ａ）は加速度信号Ｓ１、（Ｂ）は速度度信号Ｓ２、
（Ｃ）は正極性半波信号Ｓ５由来のアクチュエータ０°
相駆動信号Ｓ５、（Ｄ）は負極性半波信号Ｓ４由来のア
クチュエータ１８０°相駆動信号Ｓ６（点線）である。
段Ｘ４、Ｙ４内の主要な信号の位相を示す波形図で、
（Ａ）は加速度信号Ｓ１、（Ｂ）は速度度信号Ｓ２、
（Ｃ）は正極性半波信号Ｓ５由来のアクチュエータ０°
相駆動信号Ｓ５、（Ｄ）は負極性半波信号Ｓ４由来のア
クチュエータ１８０°相駆動信号Ｓ６（点線）である。
【図６】従来装置の構成を示す断面図である。
１ 回転軸 ３ 電動機 ５ ケーシング ５ｂ ケーシング上面 ６ 電動機台 ６Ａ 軸受円盤 ７ 遠端軸受 ８ 近端軸受 ２０ センサ支持盤 ３０ 積分系位相補償回路 ３１ 正極性半波整流回路 ３２ 負極性半波整流回路 ３３、３５ 高電圧増幅器 ３４ インバータ Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２ アクチュエータ Ｘ３ Ｘ方向加速度センサ Ｙ３ Ｙ方向加速度センサ Ｘ４ Ｘ方向アクチュエータ駆動信号生成手段 Ｙ４ Ｙ方向アクチュエータ駆動信号生成手段
Claims (1)
- 【請求項１】 回転駆動源３と、 回転駆動源３により回転駆動される回転軸１と、 回転軸１の遠端部を回転自在に軸支する遠端軸受７と、 遠端軸受７に連成され、回転軸１中心に同心円的に延在
する軸受円盤６Ａと、 軸受円盤６Ａと固定部材５ｂとの間に介装され、アクチ
ュエータ駆動信号Ｓ５、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ９に応答して、
各別に回転軸１の軸方向に伸長収縮する複数個のアクチ
ュエータＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２と、 回転軸１の近端を回転自在に軸支する近端軸受８と、 近端軸受８近傍又は回転駆動源３近傍に配設され、それ
自体に付与された加速度を検出して、加速度信号Ｓ１、
Ｓ７を出力する複数個の加速度センサＸ３、Ｙ３と、 加速度信号Ｓ１、Ｓ７に応答して、アクチュエータ駆動
信号Ｓ５、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ９を出力するアクチュニータ
駆動信号生成手段Ｘ４、Ｙ４を備え、 上記複数個のアクチュエータＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２
は、回転軸１中心線に対する直交平面上にあって、回転
軸１中心を通過するＸ方向線と回転軸１中心の１つの同
心円との交点に対応する軸受円盤６Ａ下面沿いの箇所に
回転軸１を介して対向配置された１対のＸ方向アクチュ
エータＸ１、Ｘ２と、該直交平面上にあって、回転軸１
中心を通過し、Ｘ方向線に直交するＹ方向線と回転軸１
中心の１つの同心円との交点に対応する軸受円盤６Ａ下
面沿いの箇所に回転軸１を介して対向配置された１対の
Ｙ方向アクチュエータＹ１、Ｙ２であり、 上記複数の加速度センサＸ３、Ｙ３は、それ自体に付与
されたＸ方向線沿いのＸ方向加速度を検出して、Ｘ方向
加速度信号Ｓ１を出力するＸ方向加速度センサＸ３と、
それ自体に付与されたＹ方向線沿いのＹ方向加速度を検
出して、Ｙ方向加速度信号Ｓ７を出力するＹ方向加速度
センサＹ３であり、上記アクチュエータ駆動信号生成手段Ｘ４、Ｙ４は 、Ｘ
方向加速度センサＸ３からのＸ方向加速度信号Ｓ１に応
答して、Ｘ方向加速度信号Ｓ１に対して略９０°遅相で
互いに１８０°位相差にある１対のＸ方向アクチュエー
タ駆動信号Ｓ５、Ｓ６を１対のＸ方向アクチュエータＸ
１、Ｘ２に対して各別に供給するＸ方向アクチュエータ
駆動信号生成手段Ｘ４と、Ｙ方向加速度センサＹ３から
のＹ方向加速度信号Ｓ７に応答して、Ｙ方向加速度信号
Ｓ７に対して略９０°遅相で互いに１８０°位相差にあ
る１対のＹ方向アクチュエータ駆動信号Ｓ８、Ｓ９を１
対のＹ方向アクチュエータＹ１、Ｙ２に対して各別に供
給するＹ方向アクチュエータ駆動信号生成手段Ｙ４であ
ることを特徴とする共振抑制装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3082065A JPH0826880B2 (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 共振抑制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3082065A JPH0826880B2 (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 共振抑制装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533799A JPH0533799A (ja) | 1993-02-09 |
| JPH0826880B2 true JPH0826880B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=13764100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3082065A Expired - Lifetime JPH0826880B2 (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 共振抑制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0826880B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100920849B1 (ko) * | 2007-05-30 | 2009-10-08 | 박한수 | 수직펌프 |
| GB2450157B (en) | 2007-06-15 | 2011-12-21 | Baker Hughes Inc | System for determining an initial direction of rotation of an electrical submersible pump |
| US7953575B2 (en) * | 2009-01-27 | 2011-05-31 | Baker Hughes Incorporated | Electrical submersible pump rotation sensing using an XY vibration sensor |
| JP5918735B2 (ja) * | 2013-09-25 | 2016-05-18 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 立形回転機結合方法および立形回転機械装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01275867A (ja) * | 1988-04-26 | 1989-11-06 | Kajima Corp | 建物の制震方法 |
-
1991
- 1991-01-22 JP JP3082065A patent/JPH0826880B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0533799A (ja) | 1993-02-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960910 |