[发明专利]电动机驱动系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及最适合防止由连接原动机及发电机的发电机轴、连接电动机及被驱动装置的电动机轴的轴扭转振动所引起的共振现象的电动机驱动系统及方法。

背景技术

近些年，从节省能量的观点出发，大多使用通过电力转换器将发电机的发出电力转换为可变频率而对压缩机、风扇、鼓风机等旋转载荷进行电动机驱动的技术。例如，至今为止，进行通过电动机和电力转换装置对由蒸汽轮机或燃气轮机直接驱动的系统进行可变速驱动的电动化，因系统不同，而存在设置汽轮发电机作为电源设备，将由其得到的电能通过电力转换装置和电动机再次转换成机械能而进行可变速驱动的情况。但是，因系统的结构或控制条件的不同，而可能在汽轮发电机轴上产生轴扭转振动，使发电机轴破损。

关于汽轮发电机间的轴扭转振动，大多在直流供电系统中进行研究，例如在日本特开2000-224896号公报中公开了在汽轮发电机与直流供电系统的直流变换所附近连接时，因直流变换所中进行的电力控制的条件的不同，而直流供电系统与汽轮发电机干涉，从而汽轮发电机的轴产生振动的情况。另外，公开了如下技术：轴扭转振动与作用在发电机的转子上的转矩的状态有关，根据直流供电系统的直流变换所的母线电压的频率变动来检测振动现象，并使控制角变化来抑制轴扭转振动。

另外，在直流供电系统以外，例如在日本特开平11-27993号公报中还公开了一种如下这样的电力转换装置的控制技术：在将由发动机与发电机的组合等构成的发电装置作为电源的电力转换装置及电源系统中，通过检测发电装置的共振频率成分，并利用共振频率除去电路消除发电装置的振动成分，从而抑制与发电装置的机械系统的共振频率干涉而使振动持续增加的情况。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2000-224896号公报

【专利文献2】日本特开平11-27993号公报

在上述发明中，存在如下问题：即在发电机轴上产生轴扭转振动，该振动成为发电机端子电压变动而向电动机驱动用逆变器传递，使电动机端子电压变动及使电动机轴振动，该振动进一步使发电机轴振动，这样产生共振现象，这样的共振现象必须利用使所述控制角变化的控制或消除所述发电装置的振动成分的控制，来抑制所述振动，在进行所述控制的系统的精度上、在所述系统涉及的控制装置发生误动作、故障等情况下共振现象的抑制效果的可靠性较为欠缺。本发明的课题在于提供一种不依赖于基于上述系统等的特殊的控制，就能够抑制所述振动的电动机驱动系统及方法。

发明内容

为了解决上述课题，在本发明中，提供一种电动机驱动系统，其具备原动机、通过所述原动机的驱动而进行发电的发电机、将由所述发电机发出的电力转换成所期望的频率的电力的转换器、通过从所述转换器供给的电力进行驱动的电动机、通过所述电动机进行驱动的被驱动装置，所述电动机驱动系统的特征在于，将所述原动机的驱动力向所述发电机传递的发电机轴的轴共振频率与将所述电动机的驱动力向所述被驱动装置传递的电动机轴的轴共振频率为不同的值。

【发明效果】

根据本发明，起到不依赖于特殊的控制，就可抑制发电机轴与电动机轴的共振频率一致或近似的情况下的轴扭转振动的共振现象这样的效果。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的电动机驱动装置或系统的结构的图。

图2是表示汽轮发电机的振动系统的双质量(マスモデル)模型框图。

图3是电系统阻尼系数De的算出模型图。

图4是共振比h与电系统阻尼系数的关系的图。

图5是轴共振频率可变结构的电动机或发电机的图。

图6是提高了通用性的轴共振频率可变结构的电动机或发电机的图。

图7是本发明的实施方式2的电动机驱动装置或系统的结构的图。

图8是本发明的实施方式3的电动机驱动装置或系统结构的图。

图9是能够更换轴的电动机或发电机的图。

图10是轴长可变结构的电动机或发电机的图。

图11是在驱动轴上安装了旋转体的电动机或发电机的图。

【符号说明】

1燃气轮机(ガスタ一ビン)

2发电机

3、18发电机轴

4、5变压器

6系统

7电力转换器

8电动机

9、58被驱动装置

10、20、51、53、56电动机轴

11电力转换器控制装置

12电力转换器输出电流检测器