(57)【要約】【課題】複数軸式ガスタービンによって駆動される圧縮機のターニングを可能とする技術を提供する。【解決手段】圧縮機駆動装置は、高圧側シャフトと低圧側シャフトとを備える複数軸式ガスタービンの低圧側シャフトに接続された圧縮機に駆動力を与える。圧縮機駆動装置は、駆動力を生成する電動機と、圧縮機のターニングを行う場合にターニング回転数を生成するように電動機を制御し、ガスタービンが発生するトルクが不足する場合にトルクを補うためのヘルパーモータ運転を行うように電動機を制御する制御部とを備える。【選択図】図３
2010116831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧側シャフトと低圧側シャフトとを備える複数軸式ガスタービンの低圧側シャフトに接続された圧縮機に駆動力を与える圧縮機駆動装置であって、
前記駆動力を生成する電動機と、
前記圧縮機のターニングを行う場合にターニング回転数を生成するように前記電動機を制御し、前記ガスタービンが発生するトルクが不足する場合に前記トルクを補うためのヘルパーモータ運転を行うように前記電動機を制御する制御部
とを具備する圧縮機駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載された圧縮機駆動装置であって、
前記ターニング時に前記低圧側シャフトもターニングされる
圧縮機駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された圧縮機駆動装置であって、
更に、前記ターニング時に前記低圧側シャフトの回転数を検出して検出した回転数を示すターニング用検出信号を出力する低速用ピックアップを具備し、
前記制御部は、前記ターニング時に前記ターニング用検出信号に基づいて前記電動機を制御する
圧縮機駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載された圧縮機駆動装置であって、
前記低圧側シャフトの前記低速用ピックアップに対応する位置に回転数検出用部材が設けられ、
前記低速用ピックアップはヘッドを備え、前記ヘッドと前記低圧側シャフトに設けられた回転数検出用部材の周期的な凹凸パターンとの間の距離を時系列的に検出することにより前記ターニング回転数検出信号を生成する
圧縮機駆動装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載された圧縮機駆動装置であって、
更に、前記ヘルパーモータ運転時に前記低圧側シャフトの回転数を検出してヘルパーモータ回転数信号を出力する高速用ピックアップを具備し、
前記制御部は、前記ヘルパーモータ運転時に前記ヘルパーモータ回転数信号に基づいて前記電動機を制御する
圧縮機駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載された圧縮機駆動装置であって、
前記高速用ピックアップはコイルを備え、前記低圧側シャフトに設けられた回転数検出用部材の周期的な凹凸パターンが移動することによる前記コイルを流れる電流の周期的な変化に基づいて前記ヘルパーモータ回転数検出信号を生成する
圧縮機駆動装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載された圧縮機駆動装置であって、
前記制御部は、前記ターニング時に前記低圧側シャフトの回転数が所定値を上回った場合に前記ターニングを中止する保護回路を具備する
圧縮機駆動装置。
【請求項８】
高圧側シャフトと低圧側シャフトとを備える複数軸式ガスタービンと、
前記低圧側シャフトに結合された圧縮機と、
前記圧縮機に駆動力を与える圧縮機駆動装置とを具備し、
前記圧縮機駆動装置は、
前記駆動力を生成する電動機と、
前記圧縮機のターニングを行う場合にターニング回転数を生成するように前記電動機を制御し、前記ガスタービンが発生するトルクが不足する場合に前記トルクを補うためのヘルパーモータ運転を行うように前記電動機を制御する制御部とを具備する
ガスタービンプラント。
【請求項９】
高圧側シャフトと低圧側シャフトとを備える複数軸式ガスタービンの低圧側シャフトに接続された圧縮機の運転方法であって、
前記圧縮機のターニングを行う場合にターニング回転数を生成するように前記電動機を制御する工程と、
前記ガスタービンが発生するトルクが不足する場合に前記トルクを補うためのヘルパーモータ運転を行うように電動機を制御する工程
とを具備する圧縮機の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機のターニングに関する。
【背景技術】
【０００２】
２軸以上の駆動軸を備える複数軸式のガスタービンが知られている。例えば二軸式のガスタービンは、上流側に配置された高圧側シャフトと下流側に配置された低圧側シャフトとの二つのシャフトを備える。低圧側シャフトは、例えば圧縮機などの負荷に接続される。
【０００３】
二軸式のガスタービンの運転停止中に、軸の熱変形を抑制するなどの目的で、シャフトをモータで低速回転するターニングが行われる。低圧側シャフトは、主にシャフトが短いという理由により、通常はターニングを行う必要がない。
【０００４】
特許文献１には、２軸型のガスタービンの低圧ロータのターニングに関する技術が記載されている。
【特許文献１】特開昭５９−９０７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、大型の圧縮機を駆動する複数軸式ガスタービンプラントが要求されるようになってきている。こうしたプラントにおいては、圧縮機を駆動する低圧側シャフトが長大であるため、ターニングを行うことが望まれる。
【０００６】
図１は、本発明について説明するための参考技術におけるプラントを示す。二軸式ガスタービンとそれによって駆動される圧縮機の例が示されている。ガスタービン１０４は、圧縮機、燃焼器及びタービンを備える。ガスタービン１０４は、高圧側シャフト１１０と低圧側シャフト１１２とを備える。高圧側シャフト１１０はモータ１０２に接続される。高圧側シャフト１１０のターニングはこのモータ１０２によって行われる。
【０００７】
低圧側シャフト１１２は圧縮機１１４に接続され、圧縮機１１４の駆動軸として機能する。低圧側シャフト１１２には、回転速度を検出するための検出器であるピックアップ装置の歯車１１８が取り付けられる。歯車１１８に対応する位置にピックアップ装置１２０が設置される。
【０００８】
図２はピックアップ装置１２０の一例である電磁式回転ピックアップ（ＭＰＵ，Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｐｉｃｋｕｐ）を示す。歯車１１８は、低圧側シャフト１１２と同軸に同じ速度で回転する。ピックアップ装置１２０のヘッド１２０ａは、コイルとその内部に配置された永久磁石とを備える。このヘッド１２０ａの近くで歯車１１８が回転すると、歯車１１８の周方向に周期的な凹凸パターンにより、ヘッド１２０と歯車１１８の端部との距離が時系列的に周期的に変化する。この変化によって、ヘッド１２０のコイルに電流が流れる。この電流の大きさの時系列的な検出値は、歯車１１８の回転と同期して変化する。制御装置１２０ｂは、この電流の変化に基づいて歯車１１８の回転数を示す回転数信号を生成する。
【０００９】
圧縮機１１４にモータ１１６が接続される。モータ１１６は、可変周波数駆動装置１２２と制御装置１２４によって駆動される。モータ１１６は、圧縮機１１４を所望の運転条件で駆動するためにタービン１０４の出力が不足する場合に、出力を補うヘルパーモータとして、低圧側シャフト１１２を駆動する。
【００１０】
制御装置１２４には、ピックアップ装置１２０が生成した回転数信号が入力される。制御装置１２４はこの信号に示された低圧側シャフト１１２の検出された回転数に基づいてモータ１１６のフィードバック制御を行う。
【００１１】
このようなプラントにおいて低圧側シャフト１１２のターニングを行う場合、既存のヘルパー用モータ１１６と回転数検出用ピックアップ１２０を用いることができれば、追加の設備は必要ない。しかしながら図２に例示した電磁式回転ピックアップでは、歯車１１８の回転数が小さいと発生する電圧が低い。そのため、常用運転時の回転数の検出には適しているが、回転数が小さい場合（約１００ｒｐｍ以下）には適していない。ターニング運転の回転数領域は１０〜２０ｒｐｍ程度であるため、ターニング時にピックアップ装置１２０が回転数信号を生成することができず、モータ１１６の制御を適切に行うことができない。
【００１２】
本発明の目的は、複数軸式ガスタービンによって駆動される圧縮機のターニングを可能とする技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１４】
本発明の一側面における圧縮機駆動装置は、高圧側シャフト（１０）と低圧側シャフト（１２）とを備える複数軸式ガスタービン（４）の低圧側シャフト（１２）に接続された圧縮機（１６）に駆動力を与える。圧縮機駆動装置は、駆動力を生成する電動機（１６）と、圧縮機（１６）のターニングを行う場合にターニング回転数を生成するように電動機（１６）を制御し、ガスタービン（４）が発生するトルクが不足する場合にトルクを補うためのヘルパーモータ運転を行うように電動機（１６）を制御する制御部（２４）とを備える。
【００１５】
本発明の他の側面における圧縮機駆動装置は、ターニング時に低圧側シャフト（１２）もターニングされる。
【００１６】
本発明の更に他の側面における圧縮機駆動装置は更に、ターニング時に低圧側シャフト（１２）の回転数を検出して検出された回転数を示すターニング用検出信号を出力する低速用ピックアップ（２８）を備える。制御部（２４）は、ターニング時にターニング用検出信号に基づいて電動機（１６）を制御する。
【００１７】
本発明の更に他の側面における圧縮機駆動装置において、低圧側シャフト（１２）の低速用ピックアップ（２８）に対応する位置に回転数検出用部材（１８）が設けられる。低速用ピックアップ（２８）はヘッドを備え、ヘッドと低圧側シャフト（１２）に設けられた回転数検出用部材（１８）の表面の凹凸との間の距離を時系列的に検出することによりターニング回転数検出信号を生成する。
【００１８】
本発明の更に他の側面における圧縮機駆動装置は更に、ヘルパーモータ運転時に低圧側シャフト（１２）の回転数を検出してヘルパーモータ回転数信号を出力する高速用ピックアップ（２０）を備える。制御部（２４）は、ヘルパーモータ運転時にヘルパーモータ回転数信号に基づいて電動機（１６）を制御する。
【００１９】
本発明の更に他の側面における圧縮機駆動装置において、高速用ピックアップ（２０）はコイルを備え、低圧側シャフト（１２）に設けられた回転数検出用部材（１８）の表面の凹凸が移動することによるコイルを流れる電流の変化に基づいてヘルパーモータ回転数検出信号を生成する。
【００２０】
本発明の更に他の側面における圧縮機駆動装置において、制御部（２４）は、ターニング時に低圧側シャフト（１２）の回転数が所定値を上回った場合にターニングを中止する保護回路（Ｌ１１）を備える。
【００２１】
本発明の一側面におけるガスタービンプラントは、高圧側シャフト（１０）と低圧側シャフト（１２）とを備える複数軸式ガスタービン（４）と、低圧側シャフト（１２）に結合された圧縮機（１６）と、圧縮機（１６）に駆動力を与えるための本発明による圧縮機駆動装置とを備える。
【００２２】
本発明の一側面における圧縮機の運転方法は、高圧側シャフト（１０）と低圧側シャフト（１２）とを備える複数軸式ガスタービン（４）の低圧側シャフト（１２）に接続された圧縮機（１６）の運転方法である。その方法は、圧縮機（１６）のターニングを行う場合にターニング回転数を生成するように電動機（１６）を制御する工程と、ガスタービン（４）が発生するトルクが不足する場合にトルクを補うためのヘルパーモータ運転を行うように電動機（１６）を制御する工程とを備える。
【発明の効果】
【００２３】
本発明により、複数軸式ガスタービンによって駆動される圧縮機のターニングを可能とする技術が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図３は、第１の実施形態に係る二軸式ガスタービンプラントを示す。ガスタービン４は、圧縮機、燃焼器、タービンを備える。圧縮機は空気を吸入して圧縮する。圧縮された空気は燃焼器に供給される。燃焼器において圧縮された空気と燃料とが燃焼して燃焼ガスが生成される。その燃焼ガスによってタービンが駆動される。
【００２５】
タービン上流側６は、圧縮機とタービンの高圧側の動翼とを含む。これらは高圧側シャフト１０によって駆動される。タービン下流側８は低圧側シャフト８によって駆動される低圧側の動翼を含む。高圧側シャフト１０と低圧側シャフトとはそれぞれの軸受けによって同一軸線上に回転可能に配置される。高圧側シャフト１０と低圧側シャフトとは構造的には接続しておらず独立して回転することができる。低圧側シャフト１０は、ガスの流れを介して、すなわち高圧側の動翼から供給される燃焼ガスが低圧側の動翼を動かすことによって駆動される。
【００２６】
ガスタービン４に負荷として圧縮機１４が接続される。この圧縮機は、図示されていない他の熱サイクル機関などの一部を構成する。本実施形態における圧縮機１４は、低圧側シャフト１２を駆動軸として駆動される。そのため後述するように、圧縮機１４のターニングにより、ガスタービン４の低圧側シャフト１２のターニングも共に行われる。圧縮機１４を駆動する圧縮機駆動装置は、圧縮機１４の駆動軸である低圧側シャフト１２にトルクを与える電動機であるモータ１６と、そのモータを制御する制御部を備える。制御部は、可変周波数駆動装置２２と制御装置２４とを備える。圧縮機駆動装置は更に、低圧側シャフト１２の回転数検出用部材である歯車１８と高速用ピックアップ２０とを備える。
【００２７】
圧縮機１４にモータ１６が接続される。モータ１６は可変周波数駆動装置２２と制御装置２４によって制御される。低圧側シャフト１２に歯車１８が取り付けられる。この歯車１８は低圧側シャフト１２の中心軸の周りに周期的な角度で回転対称であり、周方向に所定のピッチで形成された歯を有し、低圧側シャフト１２と同じ軸を中心として低圧側シャフト１２と同じ角速度で回転する。高速用ピックアップ２０は、図２を参照して説明したように、永久磁石とコイルを有するヘッドを有する。歯車１８が回転すると、ヘッドのコイルに電流が流れる。この電流の電流波形または電圧波形は、歯車１８の回転（より正確にはヘッドの近くにおける歯車１８の歯の接近と遠ざかり）に同期した波形を示す。高速用ピックアップ２０は、この波形に基づいて、低圧側シャフト１２の回転数（ｒｐｍ）を示す回転数信号を生成する。
【００２８】
モータ１６は、圧縮機１２の負荷に対してガスタービン４の出力が不足するとき、その不足を補うためのヘルパーモータとして運転される。可変周波数駆動装置２２と制御装置２４は、たとえばガスタービン４の排気温度上昇によってガスタービン４の出力が不足していることを確認した場合に、必要に応じてモータのトルクを上げるべく、モータ１６を制御する。
【００２９】
図４は、制御装置２４が行う制御を示す制御ロジック図である。図４の左列には制御装置２４に入力される信号が示されている。これらはタービン４、圧縮機１４などの運転条件の設定を行う上位の制御装置から入力される。又は、これらの信号は高速用ピックアップ２０などの検出装置から直接に入力される。図４の右列には、入力した信号に応答して制御装置２４が生成して制御に使用する信号が示されている。
【００３０】
制御装置２４は、外部からモータＯＮ／ＯＦＦを設定するための設定信号Ｓ１が入力すると、この信号に応じてモータ１６をターンオンまたはターンオフするためのモータＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓ７を出力する。制御装置２４は、速度制御信号Ｓ２が入力されると信号Ｓ８を生成して速度制御モードに設定される。速度制御モードでは、制御装置２４は、圧縮機１４の回転速度（すなわち低圧側シャフト１２の回転速度の検出値）と外部から与えられる速度設定値Ｓ５（正確にはリミッタＬ３によって制限された後の速度設定値Ｓ１１）との偏差が小さくなるようにモータ１６を制御する。制御装置２４は、高速用ピックアップ２０が出力する回転数信号Ｓ４に基づいて速度信号Ｓ１０を生成し、回転速度の検出値として扱う。
【００３１】
制御装置２４は、トルク制御モードに設定するための設定信号Ｓ３が入力すると、信号Ｓ９を生成してトルク制御モードに設定される。その際、論理素子Ｌ１、Ｌ２により、設定信号Ｓ２が速度制御に設定することを示していないことを条件として、制御信号Ｓ９が出力される。速度制御モードでは、制御装置２４は、圧縮機１４のトルク（すなわち低圧側シャフト１２のトルク）の検出値と外部から与えられるトルク設定値Ｓ６との偏差が小さくなるようにモータ１６を制御する。以上の制御により、プラントの立ち上げ時及び負荷に対してガスタービン４の出力が不足する場合のモータ１６の制御が行われる。
【００３２】
このようなプラントの低圧側シャフト１２に接続できるように、ターニング装置２６が設置される。ターニング装置２６は、歯車機構を介して低圧側シャフト１２に接続される。この歯車機構は、ターニングが終了した時には低圧側シャフトから切り離される。そのため通常運転時には低圧側シャフト１２にターニング装置２６の負荷がかからない。このようなプラントにおいて、ガスタービン４の通常運転を停止している期間にターニングが行われる。高圧側シャフト１０はモータ２によってターニングされる。圧縮機１４の回転軸である低圧側シャフト１２は、ターニング装置２６によってターニングされる。このようなターニング運転により、大型の圧縮機を駆動するプラントにおいても、圧縮機の駆動軸の変形などの問題をターニングによって解消することが可能である。
【００３３】
［第２の実施形態］
図５は、第２の実施形態に係る二軸式ガスタービンプラントの構成を示す。モータ２、ガスタービン４、高圧側シャフト１０、低圧側シャフト１２、圧縮機１４、モータ１６、可変周波数駆動装置２２、高速用ピックアップ２０については、第１の実施形態と同様である。
【００３４】
本実施形態におけるプラントは、低速用ピックアップ２８が設置されている点と、制御装置２４ａの制御ロジックが異なる点で第１の実施形態と異なる。その結果、以下に詳しく説明するように、第２の実施形態で設置された圧縮機のターニング専用のターニング装置２６が不要である。
【００３５】
低速用ピックアップ２８は、低圧側シャフト１２に取り付けられた歯車１８を用いて低圧側シャフト１２の回転数を検出する。この歯車１８は、常用運転に用いられる高速用ピックアップ２０の歯車１８でもよいし、その他に低速用ピックアップ２８専用の歯車を使用してもよい。
【００３６】
低速用ピックアップ２８は、圧縮機１４のターニング運転時に低圧側シャフト１２の回転数を検出する用途に適した検出器である。こうした検出器の例として、検出器のヘッドと対象物との距離をリアルタイムに検出してその距離を示す検出信号を生成する変位センサが挙げられる。変位センサでヘッドと歯車の歯によって形成される周方向に周期的な凹凸パターンとの距離を時系列的に測定することにより、歯車の回転によりヘッドの近傍を歯が通過するタイミングに同期して周期的に変化する検出信号が得られる。その検出信号から低圧側シャフト１２の回転数を検出することができる。
【００３７】
変位センサの一例を説明する。変位センサは、そのヘッドにコイルを備える。変位センサに接続された電源からそのヘッドのコイルに高周波電流を流すことにより、高周波磁界が発生する。この高周波磁界により、ヘッドの近くの金属製の対象物に渦電流が流れる。渦電流が流れることによるコイルのインピーダンスの変化を検出することにより、ヘッドと対象物との間の距離を検出することができる。
【００３８】
モータ１６が、ヘルパーモータとして使用される場合の回転数と、ターニング時の回転数との両方を含む範囲で回転数を検出することができる検出装置が入手しやすければ、その検出装置によって高速用ピックアップ２０と低速用ピックアップ２８の両方の機能を実現することができる。そのような検出装置の入手が難しい場合、図５に示すように高速回転と低速回転のそれぞれに専用の検出装置を用意することにより、安価にターニング時の制御を実現できる。
【００３９】
図６は、制御装置２４ａが行う制御を示す制御ロジック図である。図６の左列には制御装置２４ａに入力される信号が示されている。これらはタービン４、圧縮機１４などの運転条件の設定を行う上位の制御装置から入力される。又は、高速用ピックアップ２０、低速用ピックアップ２８などの検出装置から直接に入力される。図６の右列には、入力した信号に応答して制御装置２４ａが生成する信号が示されている。以下では、この制御ロジックにおける各種のＯＮ／ＯＦＦ制御を説明する場合にはＯＮを値１、ＯＦＦを値０で表す。
【００４０】
制御装置２４ａは、保護回路Ｌ１１を備える。保護回路Ｌ１１は、モータＯＮ／ＯＦＦを設定するための設定信号Ｓ２１としてモータをＯＮにすることを示す値１の信号が入力したときに、一定の条件を満たした場合にのみモータをＯＮにするモータＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓ３０を出力する。その条件が満たされなかった場合は、モータをＯＦＦにするモータＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓ３０を出力する保護動作が実行される。
【００４１】
保護回路Ｌ１１は、比較器Ｌ１２を備える。比較器Ｌ１２には低速用速度ピックアップ２８が検出した低圧側シャフト１２の回転数を示す信号Ｓ２６が入力する。入力した回転数が所定値以下の場合、比較器Ｌ１２は値０を出力する。入力した回転数が所定値を上回った場合、比較器Ｌ１２は値１を出力する。
【００４２】
ＯＲ素子Ｌ１３には比較器Ｌ１２の出力と、制御装置２４ａから出力されモータ１６の回生動作を示す信号Ｓ２９（回生動作を行っている場合は値１、行っていない場合は値０）とが入力する。ＡＮＤ素子Ｌ１４にはＯＲ素子Ｌ１３の出力と、モータ１６のターニングモードの設定信号Ｓ２２（ターニングをしている場合は値１、していない場合は値０）とが入力する。ＡＮＤ素子Ｌ１４の出力の値はインバータＬ１５によって反転されてＡＮＤ素子Ｌ１６の一端子に入力する。ＡＮＤ素子Ｌ１６の他の端子にはモータＯＮ／ＯＦＦの設定信号Ｓ２１が入力する。
【００４３】
このような保護回路Ｌ１１により、モータＯＮ／ＯＦＦの設定信号Ｓ２１が値１であり、且つ以下の条件が満たされる場合にのみモータＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓ３０が値１を取り、制御装置２４ａはモータ１６を駆動する。
（１）モータ１６が圧縮機１４のターニング運転を行っていない（設定信号Ｓ２２が値０）。
（２）モータ１６が圧縮機１４のターニング運転中、且つ低速度用速度ピックアップ２８が検出した低圧側シャフト１２の回転数が所定値を越えていない、且つモータ１６が回生運転中でない。
【００４４】
このような保護回路により、圧縮機１４のターニング運転を行うための設定信号Ｓ２２を出力中に、低圧側シャフト１２の回転数が所定の基準以上に上昇した場合、またはモータ１６の回生動作を行うための制御が始まる場合などの異常な事象が発生したときに、ターニングを自動的に中断することが可能である。
【００４５】
次に、モータ１６が低圧側シャフト１２を駆動する際の運転モード（ターニングモード、速度制御モード、トルク制御モードのいずれか）の切り替えについて説明する。ターニングの設定信号Ｓ２２として値１が入力すると、モータ１６の制御をターニングモードに設定することを指示する信号Ｓ３６が生成される。更に、設定信号Ｓ２２はＯＲ素子Ｌ２３に入力する。設定信号Ｓ２２が値１である場合、ＯＲ素子Ｌ２３の出力は１であり、ＯＲ素子の出力に基づいて速度制御を設定する信号Ｓ３１が生成される。更に、ＯＲ素子Ｌ２３の出力がインバータＬ２４で反転された値に基づいてトルク制御を設定する信号Ｓ３２が生成される。その結果、値１の設定信号Ｓ２２が入力すると、値１の信号Ｓ３１と値０の信号Ｓ３２が出力される。すなわち、このような制御により、ターニングモードに設定するための信号が入力すると、自動的にトルク制御が解除され、速度に関するフィードバック制御に設定される。
【００４６】
設定信号Ｓ２２は更に、インバータＬ１７を介してＡＮＤ素子Ｌ１９の入力端子に入力する。ＡＮＤ素子Ｌ１９の他の入力端子には、速度制御モードの設定信号Ｓ２３が入力する。ＡＮＤ素子Ｌ１９の出力信号によって、モータ１６の制御を速度制御モードに設定することを指示する信号Ｓ３７が生成される。この制御により、ターニングモードに設定することを指示する値１の設定信号Ｓ２２が速度制御モードの設定信号Ｓ２３に対するディスエーブル信号として機能する。その結果、ターニングモードの設定信号Ｓ２２の入力時に、誤って速度制御モードに設定されることを防ぐことができる。
【００４７】
常用運転用の高速用ピックアップ２０が生成した回転数信号が常用回転数信号Ｓ２５として制御装置２４ａに入力する。この常用回転数信号Ｓ２５は、回転速度の検出値として扱う。
【００４８】
ターニング用の低速用ピックアップ２８が生成した回転数信号がターニング用検出信号Ｓ２６として制御装置２４ａに入力する。常用検出信号Ｓ２５とターニング用検出信号Ｓ２６とが切替器Ｌ２６に入力する。切替器Ｌ２６は、ターニングの設定信号Ｓ２２が値０のとき、常用回転数信号Ｓ２５を選択して出力する。切替器Ｌ２６は、ターニングの設定信号Ｓ２２が値１のとき、ターニング用検出信号Ｓ２６を選択して出力する。切替器Ｌ２６の出力は、速度の検出信号Ｓ３３としてモータ１６の速度制御に使用される。
【００４９】
速度設定値Ｓ２７は、高値側リミッタＬ２７及び低値側リミッタＬ２８によって上限値が制限される。高値側リミッタＬ２７は、常用運転時の低圧側シャフト１２の回転数を制限する（例えば上限値５０００ｒｐｍ）。低値側リミッタＬ２８は、ターニング時の低圧側シャフト１２の回転数を制限する（例えば上限値２０ｒｐｍ）。切替器Ｌ２９は、ターニングの設定信号Ｓ２２が値０の場合は高値側リミッタＬ２７の出力を選択して出力する。切替器Ｌ２９は、ターニングの設定信号Ｓ２２が値１の場合は低値側リミッタＬ２７の出力を選択して出力する。
【００５０】
切替器Ｌ３０は、ＡＮＤ素子Ｌ１４の出力に応じて信号を選択する。正常な常用運転時やターニング時にはＡＮＤ素子Ｌ１４の出力は値０である。その場合、切替器Ｌ３０は切替器Ｌ２９の出力を選択して、速度設定値Ｓ３４として出力する。速度設定値Ｓ３４は、ターニングモードの場合と、速度制御モードの場合に、低圧側シャフト１２の回転数の設定値として制御に使用される。
【００５１】
以下の場合に、ＡＮＤ素子Ｌ１４の出力は値１である。
（１）ターニングの設定信号Ｓ２２が値１であり、且つモータ回生の信号Ｓ２９が値１である場合。
（２）ターニングの設定信号Ｓ２２が値１であり、比較器Ｌ１２が値１を出力した場合。すなわちターニング運転中に低圧側シャフト１２の回転数が所定値を上回った場合。
これらの異常な事象が発生した場合、選択器Ｌ３０は信号発生器Ｌ３１が発生した値０．０を速度設定値Ｓ３４として出力する。この制御により、ターニング中に異常な事象が発生した場合に、望ましくない速度設定値が設定されてしまうことが避けられる。
【００５２】
トルク設定値Ｓ２８は、トルク制御モードの場合に低圧側シャフト１２が発生するトルクの設定値として制御に使用される。この場合、モータ１６は負荷を補うヘルパーモータとしてトルクの一部を担う。
【００５３】
以上に二軸式のガスタービンを例として本発明の実施形態について説明したが、三軸以上のシャフトを備える多軸式のガスタービンの場合でも同様の作用効果が得られる。その場合、三軸以上のシャフトのうち圧縮機との共通軸として駆動されるシャフトが低圧側シャフトに相当し、それ以外のシャフトが高圧側シャフトに相当する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、参考技術におけるプラントを示す。
【図２】図２は、電磁ピックアップを示す。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るガスタービンプラントを示す。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る制御ロジック図を示す。
【図５】図５は、第２の実施形態に係るガスタービンプラントを示す。
【図６】図６は、第２の実施形態に係る制御ロジック図を示す。
【符号の説明】
【００５５】
２  モータ
４  ガスタービン
６  高圧側タービン
８  低圧側タービン
１０  高圧側シャフト
１２  低圧側シャフト
１６  モータ
１８  歯車
２０  高速用ピックアップ
２２  可変周波数駆動装置
２４  制御装置
２４ａ  制御装置
２６  ターニング装置
２８  低速用ピックアップ
１０２  モータ
１０４  タービン
１０６  高圧側タービン
１０８  低圧側タービン
１１０  高圧側シャフト
１１２  低圧側シャフト
１１６  モータ
１１８  歯車
１２０  ピックアップ装置
１２０ａ  ヘッド
１２０ｂ  制御装置
１２２  可変周波数駆動装置
１２４  制御装置
【図１】
2010116831.tif 000003
【図２】
2010116831.tif 000004
【図３】
2010116831.tif 000005
【図４】
2010116831.tif 000006
【図５】
2010116831.tif 000007
【図６】
2010116831.tif 000008