KR920015021A - 동기식 블레이드 진동을 감시하는 시스템 및 방법 - Google Patents

동기식 블레이드 진동을 감시하는 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음

Description

동기식 블레이드 진동을 감시하는 시스템 및 방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명에 따른 회전 블레이드 열 및 동기식 블레이드 진동 감시 시스템을 도시하는 터보머신의 단면도, 제2도는 제1도의 블레이드 진동 프로세서의 상세도, 제3a 제3b도는 시간영역에서의 전형적인 블레이드 선단휨파형을 도시한 도면이며, 3c도는 제3 및 제5고조파 진동을 포함하는 블레이드 선단 휨파형을 푸리에 해석한 결과를 도시하는 도면.

Claims (12)

  1. 로터의 원주둘레에 일렬로 배열되면서 상기 터보 머신이 작동하는 동안 진동을 받기 쉬운 다수개의 블레이드(12)를 가지는 상기 로터와, 상기 로터의 회전 주파수의 고조파와 동일한 주파수에서 진동하고 있는 상기 블레이드(12)의 진동 성분을 감시하는 것으로, 상기 블레이드 열 주변에 배열되면서 상기 블레이드가 적어도 3개의 센서(1,2,3)에 도달할때 신호를 발생하는 상기 센서(1,2,3)를 가지는 모니터와, 상기 센서 신호에 응답하여, 각각의 상기 센서에서 각각의 상기 블레이드의 실제 도달 시간을 표시하는 데이타를 발생시키는 수단과, 각각의 상기 센서에서 각각의 상기 블레이드의 예상 도달시간을 표시하는 데이터를 발생시키는 수단과, 각각의 상기 센서에서 각각의 상기 블레이드의 상기 실제 도달시간과 상기 예상 도달시간간의 편차를 결정하는 수단을 포함하는 것으로, 상기 센서(1,2,3)중 적어도 둘간의 간격이 상기 센서(1,2,3)중 다른 센서간의 간격과 동일하지 않으며, 상기 편차로 부터 각각의 상기 블레이드에 대한 상기 진동 성분을 결정하는 진동결정 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 터보머신에 대한 블레이드 진동 감시 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 진동 결정 수단이 상기 로터의 각 회전에 대하여 상기 실제 도달 시간 데이타를 정규화하는 정규화 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 정규화 수단이, 상기 로터의 완전한 일회전에 필요한 시간인 주기를 결정하는 수단 및 각각의 상기 실제 도달 시간으로써 표현되는 상기 완전한 로터 회전 시간의 일부분을 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 시스템.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 실제 도달 시간 데이타를 발생시키는 상기 수단이, 상기 클록의 카운터 값을 래치하기 위하여 상기 센서 신호에 응답하는 다수의 래치 및 클록 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 시스템.
  5. 제1항, 제2항 또는 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동 결정 수단이, 상기 로터상에 설치된 기준 표시기 및, 상기 기준 표시기가 부가 센서에 도달할때 신호를 발생시키는 상기 부가 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동성분 결정수단이 M은 1/2(N-1) 인 M개의 고조파를 가진 선택된 집합의 고조파와 같은 주파수에서 진동하는 상기 진동성분을 결정하기 위하여 상기 센서에 의해 감지된 데이타로 푸리에 변환 매트릭스를 발생시키는 수단을 가지며, 상기 푸리에 변환 매트릭스가 상기 실제 도달시간과 상기 예상 도달 시간간의 상기 편차를 상기 선택된 집합의 상기 고조파와 같은 주파수에서 주파수 영역의 데이타로 변환하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 감시 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 예상 도달 시간 데이타를 발생시키는 상기 수단이 안정한 로터 속도에서 상기 실제 도달 시간 데이타를 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 특허청구된 시스템에서 블레이드 진동 고조파를 결정하는 방법으로서, (a)상기 제1센서에 관련된 각각의 상기 제2센서의 각도 위치를 결정하는 단계와, (b) 고조파의 수가 1/2(N-1)인 상기 고조파 집합을 선택하는 단계와, (c) 제1속도로 로터를 회전시키면서 상기 제1센서에서 상기 기준 표시기의 도달 시간과 관련하여 각각의 상기 제2센서에서 각각의 상기 블레이드의 도달 시간을 결정하는 단계와, (d) 단계 (a)에서 결정된 상기 각도 위치 및 단계(b)에서 선택된 상기 고조파 집합을 이용하여 상기 도달시간 데이타를 주파수 영역으로 변환시키기 위한 푸리에 변환 매트릭스를 결정하는 단계와, (e) 단계 (c)에서 결정된 상기 도달 시간 데이타를 벡터로 구성하며, 단계(d)에서 결정된 상기 푸리에 변환 매트릭스를 곱하여 블레이드 선단 변위벡터를 만드는 관계를 특징으로 하는 상기 진동 고조파를 결정하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1센서에 관련된 각각의 상기 제2센서의 각도 위치를 결정하는 단계가, 제2속도로 상기 로터를 회전시키는 단계 및 상기 제1센서에서 상기 기준 표시기의 도달 시간과 관련하여 각각의 상기 제2센서에서 도달시간을 상기 제1센서에서의 상기 기준 표시기의 연속적인 도달사이에서 경과 시간의 일부분으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 도달 시간 데이타를 벡터로 구성하는 단계가 상기 제1센서에서 상기 기준 표시기의 2개의 연속적인 도달간의 시간의 주기를 감지하며, 상기 로터의 각 회전에 대하여 상기 도달 시간을 정규화하기 위하여 상기 도달 시간 데이타를 상기 시간 주기로 나누는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제8항, 제9항 또는 제10항에 있어서, 주어진 분산에 대하여 상기 고조파 성분의 상기 진폭에서 분산에 최소가 되도록 하기 위해 센서를 상기 로터 둘레의 주변에 배열하도록 상기 세트의 제2센서 위치를 결정하는 단계가, (a) 상기 제2센서의 위치 집합중 주어진 하나에 대한 상기 고조파 성분의 상기 진폭 분산에서 상기 도달 시간 데이타의 분산의 영향을 표시하는 수행기준을 설정하는 단계와, (b) 미분 탐색 기술에 의해 상기 수행기준의 최소값으로 되는 상기 제2센서 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제8항에 있어서, 기준 표시기를 가진 로터 반지름이 R인 상기 블레이드와, 상기 블레이드가 상기 센서위치에 도달할때 신호를 발생시키기 위하여 상기 블레이드의 회전 면 주변에 설치된 적어도 3개인 N개의 센서를 가지며, 상기 로터 회전 주파수의 M개의 고조파(hk)에서 블레이드 진동폭 진폭(Dhk)을 결정하는 단계가, (a)각각의 상기 센서의 각도 위치(θi)를 결정하는 단계와, (b) 분석될 로터 회로 주파수에서 식(M=1/2(N-1))에 의해서 제1센서의 수와 관련된 M인 M개의 고조파로된 집합(H)을 선택하는 단계와, (c)식
    정수를 취함을 이용하여 단계(a) 및 (b)에서 Qi및 hk값을 각각 이용한 매트릭스의 성분 aij값을 계산하는 단계와, d)단계 (c) 에서 결정된 매트릭스[A]의 역행렬[A]-1을 계산하는 단계와, (e) 어떤 속도로 샤프트를 회전시키면서 상기 속도에서 상기 로터의 완전한 일회전에 걸리는 시간의 일부분(qmi)으로써 각각의 상기 센서에서 상기 블레이드의 도착시간을 결정하며, 상기 qmi값으로 부터 벡터△Q를 구성하는 단계와,로 부터 벡터D의 성분(dp)값을 계산하는 단계와,로부터 집합(H)의 각각의 상기 고조파(hk)의 진폭 Dhk를 계산하는 단계를 특징으로 하는 상기 방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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