JPS63282618A - 発電機軸系のモ−ダル検出装置 - Google Patents

発電機軸系のモ−ダル検出装置

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JPS63282618A
JPS63282618A JP11694387A JP11694387A JPS63282618A JP S63282618 A JPS63282618 A JP S63282618A JP 11694387 A JP11694387 A JP 11694387A JP 11694387 A JP11694387 A JP 11694387A JP S63282618 A JPS63282618 A JP S63282618A
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torque
generator
modal
matrix
model
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Tomohiro Suzuki
智宏 鈴木
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、水力または火力発電機軸系のモーダル(固
有振動数)の発生成分を検出する検出装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、水力または火力発電機軸系のモーダルの発生成分
を検出するものとして、計測された軸ねじれトルクを高
速フーリエ変換器(FFT)等を用イたスペクトルアナ
ライザによシ検出するものが知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記の如きスペクトルアナライザは高価である
ばかりでなく、多大な量のデータ収集を必要とし、時間
が掛かると云う問題がある。また、オンライン処理する
には、計算機によるデータ分析が必要になると云う問題
もある。
したがって、この発明は発電機軸系のモーダル(固有振
動数)の発生成分を簡単な構成で、かつ短時間に検出す
ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
発電機の電気トルクとタービン系の機械トルクと少なく
とも1つの質点の回転数とから軸ねじれトルクを各モー
ダル毎に推定、検出する観測器モデルを設け、各モーダ
ル毎にその発生成分を抽出する。
〔作用〕
発電機の電気トルクとタービン系の機械トルクと少なく
とも1つの質点の回転数とから軸ねじれトルクを各モー
ダル毎に推定、検出することにより、モーダルの発生成
分を容易かつ短時間に検出できるようにする。
〔実施例〕
第1図はこの発明の実施例を示す構成図、第2図μ火力
発電機とその軸系の軸ねじれトルクを推定、検出する観
測器モデルを示す構成図である。
まず、第2図から説明する。これは火力タービン発な機
の例であり、火力発電機は商工タービン2、中圧タービ
ン3、低圧タービン41+42、発電機5および励磁機
6等から構成される。このような発電機軸系の各質点(
2〜6)に作用するトルクとしては、蒸気圧力検出器D
2および蒸気トルク模擬器8を介して検出されるタービ
ン2,3゜41.42の蒸気トルクと、電気トルク検出
器D1を介して検出される電気トルクとがある。これら
を入力量とする発電機軸系の運動方程式に、各質点の位
相角と慣性定数、ダンピング定数、バネ定数お二び入力
量から与えられる。また、質点iとi+1間の軸ねじれ
トルクM1+1+1 は質点間の位相差とバネ定数との
積で求まることから、軸系の数学モデルは次の(1)式
の如く、位相差2回転数差および回転数検出器からの回
転数nを状態変数ベクトルとする運動方程式で表わすこ
とができる。
X=AX+BU         ・・・・・・(1)
こ〜に、Xは〔nX1〕の夕1」ベクトルからなる状態
ベクトル、Aは(nXn〕の状態マ) IJソックスB
rj[nXm1の入力マトリックス、UU(m×1〕の
入力ベクトルである。また、交はXの微分直を示し、各
符号の下側にバー記号〔−〕を付してベクトル量を示す
また、観測ff1yは回転数検出器からの回転数01と
各質点間の軸ねじれトルクMTである。すなわち、 であり、 y = CX             ・・・・・(
2)の如く表わされる。こ−に、Cは(/11.Xn、
]の観測行列である。
こ匁で、軸系の固有振動数ごとに軸系を分離するため、
モーダル化する。つまり、行列Aを各モードごとに対角
化する。そこで、行列Aを対角化する変換行列をTとし
、「簀」印を付してモーダル行列とすると、上記(1)
、(2)式は次の(3)式で表現できる。
である。
こ〜で、実d1jされる観測量nMとモデル匝とを用い
てX を推定する。このときの賎測器理論を導入した観
測器モデルの方程式は、次の(4)式となる。
−−一             ・・・・・・(4)
−)0              井縦−列の行列乏
ユを横一列に変換した行列、HはCnX1]のモーダル
制御行列であり、各符号に「△」印を付して推定直を表
わす。なお、モーダル制御行列HD推定の安定性、制菌
性によシ決定される。
したがって、第2図の如くタービン発電機モデル11、
制御行列12、観測行列13.14および加減算器15
等からなる観測器モデル1は、電気トルク検出器D1を
介して与えられる発電機の電圧、を流等の電気トルクM
Gと、蒸気トルク模擬器8を介して模擬されるタービン
2+3s41s42の蒸気トルク(機械トルク)MDと
にもとづき、(1)式の如く状態量Xを推定する。この
とき、状態量の1つである、例えばタービン2の回転数
nB1(nl)を導入し、これと観測行列14によつ△
   △憂t△畳 て推定されるnH(−cn X )との偏差を制菌行列
12を介してフィードバックするようにしており、この
フィードバックHz  を補正量として先の(2)式の
如く推定を行なう。このことから、−H(nMCnX 
 ) と表わすことができる。そして、このように推定される
Xを観測行列13を介して取り出すことにより、軸ねじ
れトルクMTを推定、検出する。
ところで、先の(3)式に示すAは対角行列でアシ、固
有振動系の2次微分方程式の集まりで表現できるので、
例えば周波数の最も低いもの(モード1)については、
次の(5)式のように表現することができる。
/>脣 X1= QJMI X2 + hl  e + b I
 U6簀 X2 =−0M1X 1 +h 2 e + b 2 
Uつまり、モード1では0M1の色間波数で振動し、こ
の周波数が固有振動数モード1の周波数である。また、
XlとX2は振動し、これらは振動数が同じで位相が互
いに90°異なる波形となる。
以下、モード2.モード3・・・・・・についても同様
に、各固有振動数で振動する。なお、振動数の低い順に
モード番号を付すものとする。
第1図はこの発明の実施例を示す構成図である。
これは上記(5)式で示すモード1の模擬部を示すもの
で、第2図に示す観測器モデルの一部である。
すなわち、積分器21A、21B、増幅器22A、22
Bおよび加減算器23A、23Bにより推定すると〜も
に、各観測行列13A、13Bを介して軸ねじれトルク
を推定、検はする。こ\で、X2の値はモード1の固有
振動数の振動波形匝でお91.この振動波形を全波整流
回路25Aにて整流し、平滑回路26Aにて平滑するこ
とにより平均値を求め、これを固有振動数の発生成分と
する。
なお、平均値検出回路のかわりに実効値検出回路を設け
、実効値を検出するようにしても良い。また、第1図は
モード1に関する模擬部であり、これと同様のものが各
モード毎に設けられる。
以上では主として火力発電機について説明したが、蒸気
トルクのかわシに入力水量、水圧等の水力トルク(機械
トルク)を導入することにより、この発明は水力発電機
に対しても同様に適用することができる。
〔発明の効果〕
この発明によれば、軸ねじれトルクをモータ゛ルごとに
推定する観測器モデルを設けることにより、発電機軸系
の各モーダルの発生成分が簡単な平均値回路や実効値回
路を付加するだけで容易かつ短時間に検出可能となる利
点がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示す構成図、第2図は火力
発電機とその軸系の軸ねじれトルクを推定、検出する観
測器モデルを示す構成図でるる。 符号説明 1・・・・・・観測器モデル、13,13A、13B。 14・・・・・・観測行列、2・・・・・・高圧タービ
ン、3・・・・・・中圧タービン、41,42・・・・
・・低圧タービン、 5・・・・・・発電機、6・・・
・−・励磁機、7・・・・・・軸、8・・・・・・蒸気
トルク模擬器、11・・・・・・タービン発電機モデル
、12・・・・・・制量行列、15.23A、23B・
・・・・・加減算器、21A、21B・・・・・・積分
器、22A・22B・・・・・・増幅器、25A・・・
・・・全波整流回路、26A・・・・・・平滑回路、D
l・・・・・・電気トルク検出器、D2・・・・・・蒸
気圧力検出器、D5・・・・・・回転数検出器。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎    清 宵 1 図 二月モー1−ン 112  図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 発電機と1つ以上のタービンとをそれぞれ質点として互
    いに軸結合された発電機軸系において、該発電機の電気
    トルクとタービン系の機械トルクと少なくとも1つの質
    点の回転数とから軸ねじれトルクを各モーダル(固有振
    動数)毎に推定、検出する観測器モデルを設け、 各モーダル毎にその発生成分を抽出することを特徴とす
    る発電機軸系のモーダル検出装置。
JP62116943A 1987-05-15 1987-05-15 発電機軸系のモ−ダル検出装置 Expired - Lifetime JPH0737909B2 (ja)

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JP62116943A JPH0737909B2 (ja) 1987-05-15 1987-05-15 発電機軸系のモ−ダル検出装置

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JP62116943A JPH0737909B2 (ja) 1987-05-15 1987-05-15 発電機軸系のモ−ダル検出装置

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JPS63282618A true JPS63282618A (ja) 1988-11-18
JPH0737909B2 JPH0737909B2 (ja) 1995-04-26

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ID=14699557

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JP62116943A Expired - Lifetime JPH0737909B2 (ja) 1987-05-15 1987-05-15 発電機軸系のモ−ダル検出装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0597040A (ja) * 1990-09-06 1993-04-20 Deutsche Forsch & Vers Luft Raumfahrt Ev 前輪及び後輪操舵を有する路面車両を操舵する方法
JPH068842A (ja) * 1992-03-03 1994-01-18 Deutsche Forsch & Vers Luft Raumfahrt Ev 前輪、後輪ステアリングを有する路面車両のステアリング方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56117129A (en) * 1980-02-21 1981-09-14 Toshiba Corp Monitoring device for shaft torsional oscillation of turbine generator

Patent Citations (1)

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JPH0737909B2 (ja) 1995-04-26

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