KR930002785B1 - 회전축의 편심량 측정회로 - Google Patents

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내용 없음.

Description

회전축의 편심량 측정회로

제 1 도는 본 발명의 1실시예에 의한 회전축의 편심량 측정회로를 표시하는 블록도.

제 2 도는 제 1 도에 있어서 편심입력신호의 DC오프세트 변동이 발생한 경우의 타임챠트.

제 3 도 및 제 4 도는 각각 본 발명의 다른 실시예에 의한 측정회로.

제 5 도는 종래의 편심측정회로의 1예를 표시하는 블록도.

제 6 도는 제 5 도의 동작 타임챠트.

제 7 도는 종래의 편심량 측정회로에 있어서 편심 입력신호의 DC오프세트 변동이 발생한 경우의 타임챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 제 2 의 피크홀드회로 5 : 제 3 의 피크홀드회로

6 : 회전축 7 : 돌기

8c : 샘플링 펄스 발생기 9 : 신호선택회로

13 : 샘플홀드회로 14 : 저레벨 선택회로

본 발명은 터빈(turbin)발전기 등의 회전축의 편심량을 측정하기 위한 회전축의 편심량측정회로에 관한 것이다.

일반적으로, 터빈발전기 등에서 그 회전축의 편심량 즉 회전축의 휘임정도를 검출하는 것이 상기 회전축의 교체등 터빈발전기를 보수하는데 그 시기를 결정할 수 있다. 일정기간동안 사용된 터빈이 어느 순간 정지할때, 터빈의 회전축은 자체의 중량에 의한 무게 또는 회전축 상하의 온도차에 의하여 상기 회전축은 휘어진다.

이러한 회전축의 휘임은 상기 터빈이 저속회전되는 경우에는 문제가 되지 않지만, 그러나 고속회전되는 경우에는 양단에 설치된 2개의 축수(軸受)(또는, 축받이)를 마디(節)로 되어 있는 상기 회전축의 축단의 중심이 작은 원을 그리면서 회전되게 하기 때문에 터빈루우터(turbine rotor)에 불평형력이 발생된다.

만일, 상기 불평형력이 심한 상태에서 상기 터빈을 계속작동하게 되면 결국 터빈 루우터에 영향을 미쳐 고장발생의 요인으로 작용하게 되는 것이다.

따라서, 편심계측장치는 검출기를 상기 터빈의 회전축단에 설치하여 축의 휘임량(이하, 편심량이라 칭함)을 검출 및 기록하는 장치인 것이다.

제 5 도는 예를들면 특공소 56-48802호 공보에 개시된 편심량 측정회로로서, 이 편심량 측정회로는 피크간 진폭검출회로(1)와, 회전축(6)의 돌기(7)를 검지하여 그 회전주기에 동기하여 리셋펄스(reset pulse)신호 Vr1, Vr2를 각각 발생시키는 리셋 펄스발생기(8a), (8b)와, 피크홀드회로(4)의 출력인 편심량 V1의 피크치를 홀드하는 제 3 의 피크 홀드회로(5)와, 편심량신호 V1 및 상기 제 3 피크홀드회로(5)의 출력인 편심량신호 V2중 어느 하나의 고레벨신호를 선택하기 위한 다이오드(diode)(10), (11), 저항(12)으로 이루어진 신호 선택회로(9)를 구비한 것이고, 상기 피크간 진폭검출회로(1)내에 있는 제1 및 제 2 피크홀드회로(2), (4)는, 상기 제 3 피크 홀드회로(5)가 어느 측정주기의 편심량 신호를 홀드한 상태에서 리셋펄스 신호 Vr1에 의하여 리셋되고, 상기 제 3 피크 홀드회로(5)는 상기 제 2 피크홀드회로(4)가 다음의 측정주기의 편심량 신호를 발생하고 있는 상태에서 리셋되도록 되어 있다.

제 6 도에 있어서, a~f는, 제 5 도의 회로동작을 설명하기 위한 각부의 파형도이고, 피크간 진폭검출회로(1)에의 입력신호 Vin은, 제 6 도의 a에 표시되어 있다.

제 6 도의 b, c에 각각 표시된 바와 같이 리셋펄스 신호 Vr1, Vr2는 회전축의 회전주기에 동기되어 발생되고, 우선 제 6 도의 c에 표시된 바와 같이 리셋펄스신호 Vr2가 편심량신호 V1를 홀드하고 있는 제 3 피크홀드회로(5)를 리셋시켜, 이 피크홀드회로(5)가 다시 신호 V1을 파크홀드한 후, 제 6 도의 d에 표시된 바와 같이 리셋펄스 신호 Vr1이 상기 제1 및 제 2 의 피크홀드회로(2), (4)를 리셋시킨다.

앞의 주기의 신호 V1를 홀드한 출력 V2가 상기 피크홀드회로(5)에서 발생하고 있을때, 피크간 진폭 검출회로(1)는 다음의 주기의 편심량 신호 V1를 발생한다.

즉, 리셋펄스신호 Vr2가 Vr1 보다 먼저 출력되어 상기 제 3 피크홀드회로(5)를 리셋하기 때문에 Vr1에 의해 리셋되는 제 2 피크 홀드회로(4)의 출력 V1을 먼저 홀드한다.

이어 Vr1에 의해 제1 및 제 2 피크홀드회로(2, 4)를 리셋되기 때문에 결국 피크홀드회로(5)에서 신호 V1을 홀드한 V2를 발생시킬때 피크간 진폭회로(4)에서는 다음주기의 신호 V1을 출력한다.

신호선택회로(9)는 신호 V1과 V2중 고레벨인 신호 V2를 선택하여 제 6 도의 f에 표시된 바와 같이 출력 Vout을 발생한다. 이하, 입력신호 Vin의 피크간 진폭의 저하에 따라서 똑같은 동작이 반복되어 출력 Vout는, 입력신호의 감소에 1주기만 늦게 추종하여, 전체로서의 제 6 도의 f에 나타내도록 된다.

종래의 편심량 측정회로는 이상과 같이 구성되어 있으므로 예를들면 터빈발전기의 편심량 측정에 있어서는 터빈의 열팽창에 의하여 편심량 검출센서와 피측정물(회전축)과의 거리가 계단형태로 변화하면, 제 7 도의 a에 보여진 것과 같이 편심입력신호 Vin의 DC성분인 오프세트(offset)량 V_A도 스텝형태로 변화한다.

그리고, 이 오프세트량 V_A의 변화에 동반하여, 편심량 출력 Vout는, 편심량이 일정함에도 불구하고, 회전축의 1주기분에 제 7 도의 f에 표시되는 것과 같이 외관상, 높은 출력을 표시하기 때문에 안정된 편심량을 측정할 수 없다고 하는 문제점이 있다.

이 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 이루어진 것으로, 편심량 입력신호 DC오프세트 변화량을 출력신호로서 캔슬(cancel)시켜 신호레벨이 일시적으로 높게 나타나는 외란(外亂)에 따른 편심량의 지시 상승을 없애는 회전축의 편심량 측정회로를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관계된 회전축의 편심량 측정회로는, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일특징에 의하면, 회전축상에 돌기를 돌출설치함과 동시에 회전축의 편심량을 표시하는 전기신호의 피크(peak)치를 홀드(hold)하여 편심량 신호로서 출력하는 제 1 의 피크홀드회로(2)와, 상기 편심량신호를 홀드하는 제 2 의 피크홀드 회로(4)와 상기 제 1 의 피크홀드회로(2)의 출력과 제 2 의 피크홀드회로(4)의 출력중 어느 고레벨의 출력을 선택 출력하는 신호선택회로(9)를 구비한 회전축(6)의 편심량 측정회로에 있어서, 상기 회전축(6)상의 돌기(7) 검출마다 샘플링 펄스(sampling pulse)를 발생하는 샘플링 펄스 발생기(8c)와, 당해 샘플링 펄스에 의하여 상기 신호선택회로 출력을 샘플홀드(sample hold)하는 샘플링 홀드회로(13)와, 당해 샘플링 홀드회로(13)의 출력과 상기 신호선택회로(9)의 출력중 어느 저레벨 출력을 선택출력하는 저레벨 출력선택회로(14)를 구비한 것을 특징으로 하는 회전축의 편심량 측정회로이다.

이 발명에 의하면, 저레벨 출력선택회로에 입력된 각 편심량 출력신호간에는 샘플링 시간분 만큼 신호 입력시간차가 있기 때문에, 설령 편심량 출력신호가 DC오프세트에 의하여 스텝 형태로 변화하고 있어도, 각 편심량 출력신호에는 그 변화분이 시간차를 놓고 표시되어 지므로, 어느 한쪽의 출력신호보다 저레벨의 출력신호를 선택출력할 수 있어, 따라서 편심량 출력신호는 외란에 의한 지시상승이 없는 신호출력이 된다.

이하, 이 발명의 1실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

제 1 도는 본 실시예에 의하여 회전축의 편심량 측정회로의 전체 구성도이다.

제 2 도는 본 실시예의 동작을 설명하는 타임챠트이다. 각 도면중 모두 제 5 도, 제 6 도와의 동일 부호는 동일, 또는 상당부분을 표시하고, 그 상세한 동작 설명은 생략한다.

제 1 도에 있어서, (8c)는 회전축(6)에 돌출설치된 돌기를 검출할때 마다 샘플링 홀드신호(Vr3)를 출력하는 샘플링 홀드신호 발생기이며, (13)은 상기 샘플링 홀드신호(Vr3)가 입력될 때마다 신호선택회로(9)에서 출력된 편심량 출력신호 Vout를 판독하여, 출력하는 샘플링 홀드회로이고, (14)는 상기 신호선택회로(9)에 출력되는 편심량 출력신호 Vout와 샘플링 시간을 놓고 샘플홀드회로(13)에서 출력되는 편심량 출력신호 Vsout 보다 저레벨의 편심량 출력신호 Vout-1을 선택 출력하는 저레벨 선택회로이다.

다음은 상기 구성에 의하여 이 실시예의 동작을 제 2 도의 타임챠트를 참조하여 설명한다. 터빈 발진기의 회전축의 편심량 측정시에, 터빈의 열팽창에 의하여 편심량 검출센서와 회전축과의 거리가 단계적으로 변화한 경우, 그 변화는 제 2 도의 a에 나타난 바와 같이 편심량 입력신호 Vin의 DC레벨은 스텝형태로 정상 변화한다.

이와 같이 스텝 형태로 변화되는 편심량 입력신호 Vin의 변화시점에서 제2 및 제 3 의 피크홀드 회로(4), (5)에서는 입력신호의 피크치로 홀드된다(제 2 도의 d, e).

그리고, 선택회로(9)의 편심량 출력 Vout로 통상의 고레벨 신호(Vp-Vv)에 DC오프세트 변화 V_A가 중첩된다.

이 편심량 출력신호 Vout는 샘플홀드회로(13)에서, 샘플링 펄스 발생기(8c)에 의해 출력되는 샘플링 펄스로 소정 샘플링 시간에 겹쳐 판독되어져 Vsout로서 저레벨 선택회로(14)에 입력된다.

이 저레벨 선택회로(14)는 상기 선택회로(9) 보다 상기 샘플링 시간 앞에 편심량 출력신호 Vout가 입력되기 때문에 편심량 출력신호 Vout의 고레벨 부위가 입력되어 있을때에는 샘플링 홀드 된 편심량 출력신호 Vsout의 저레벨 부위가 입력되고, 또는 편심량 출력신호 Vsout의 고레벨 부위가 입력된 시점에서는, 편심량 출력신호 Vout는 저레벨이 된다.

그 때문에 저레벨 선택회로(14)는 항상 오프세트 성분을 캔슐한 저레벨의 편심량 출력신호 Vout-1을 선택출력 할 수가 있다.

이 발명은 상기 실시예에 한정된 것이 아니고, 하기의 각도면에 표시된 편심량 측정회로를 사용해도 똑같은 효과를 발생한다.

제 3 도의 편심량 측정회로는 제 1 도 회로의 리셋펄스 발생회로를 변형한 것으로, 돌기(7)를 검출하는 1대의 리셋 펄스 발생기(8)의 리셋펄스 Vr3을 지연회로(15)에서 소정시간만 지연시켜 Vr3를 만들고, 또한 Vr2를 지연회로(16)에서 소정 시간만 지연시켜 Vr1을 형성하도록 한 점을 제외하면 제 1 도, 제 2 도에 관하여 설명한 것과 마찬가지로 똑같이 동작한다.

예를들어, 제 1 도의 구성에서와 같이 회전축(6)이 시계반대(즉, 화살표방향)방향으로 회전될때, 이 회전축(6)에 설치된 돌기(7)의 검출은 샘플링 펄스 발생기(8c)의 순서로 이루어진다.

따라서, 상기 돌기(7)에 의한 샘플링펄스(Vr3)가 먼저 발생한 다음 리셋펄스 신호(Vr2) 및 (Vr1)의 순서로 발생된다.

이와 같이, 제 3 도에서는 하나의 리셋펄스 발생기(8) 및 두개의 지연회로(15, 16)를 설치하여 상기와 같이 Vr3, Vr2, Vr1의 순서로 펄스신호가 출력되게 한 것이다.

즉, 상기 리셋펄스 발생기(8)에 의해 발생된 펄스신호 Vr3가 샘플홀드회로(13)에 제공됨과 동시에 이 신호 Vr3는 지연회로(15)에 의해 소정시간 지연된 제 3 의 피크홀드회로(5)로 제공되고, 또한 상기 지연회로(15)에서 지연된 신호 Vr2는 다시 지연회로(16)으로 입력되어 소정시간 지연된다.

상기 지연회로(16)에서 출력되는 신호 Vr3는 상기 제1 및 제 2 피크홀드 회로(2, 4)를 제공된다.

따라서, 제 3 도에서와 같이 하나의 리셋펄스 발생기(8)와 두개의 지연회로(15, 16)를 설치하여, 제 1 도에서와 같이 2개의 리셋펄스 발생기(8a, 8b) 및 하나의 샘플링홀드 발생기(8c)의 기능과 동일하게 하고, 그 이외의 구성은 제 1 도와 동일하므로, 제 1 도의 동작과 마찬가지로 동일하게 동작한다.

제 4 도는 다른 변형예의 편심량측정 회로를 나타낸 것으로, (2a)는 입력신호 Vin의 플러스(plus)측을 피크홀드하는 회로이고, (4a)는 입력신호의 마이너스(minus)측을 피크홀드하는 회로, (5a)는 제 1 의 샘플링홀드회로, (6)은 회전축(7)은 돌기, (8)은 리셋펄스 발생기, (9a)는 제 2 의 샘플 홀드회로, (14)는 로우(low) 세렉터(selctor)이며, (11a), (12a)는 지연회로이다.

이 회로는 피크간 진폭검출회로(1)와 리셋펄스 발생회로(8)를 제외한 제 1 도 및 제 2 도에 관하여 설명한 것과 같은 똑같은 동작을 한다.

또 상기 실시예에서 회전축(6)의 돌기(7)는 홈으로 대치될 수도 있는 데, 이 경우에도 상기 실시예와 똑같은 효과를 발생시킨다.

이상과 같이, 이 발명에 의하면 피측정편심센서 입력신호의 DC오프세트량의 변화가 외란으로서 입력되기 위하여 이 외란은 편심량이라고 간주하지 않도록 외란을 제거한 회로이고, 안정도가 좋은 편심량 측정회로가 얻어진다.

Claims (1)

1. 회전축상에 돌기를 돌출설치함과 동시에 회전축의 편심량을 표시하는 전기신호의 피크(peak)치를 홀드(hold)하여 편심량 신호로서 출력하는 제 1 의 피크홀드회로(2)와, 상기 편심량 신호를 홀드하는 제 2 의 피크홀드 회로(4)와 상기 제 1 의 피크홀드회로(2)의 출력과 제 2 의 피크홀드회로(4)의 출력중 어느 고레벨의 출력을 선택 출력하는 신호선택회로(9)를 구비한 회전축(6)의 편심량 측정회로에 있어서, 상기 회전축(6)상의 돌기(7) 검출마다 샘플링 펄스(sam-pling pulse)를 발생하는 샘플링 펄스 발생기(8c)와, 당해 샘플링 펄스에 의하여 상기 신호선택회로 출력을 샘플홀드(sample hold)하는 샘플링 홀드회로(13)와, 당해 샘플링 홀드회로(13)의 출력과 상기 신호선택회로(9)의 출력중 어느 저레벨 출력을 선택출력하는 저레벨 출력선택회로(14)를 구비한 것을 특징으로 하는 회전축의 편심량 측정회로.

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