(57)【要約】【課題】  ２つ以上の部材が運動する場合でもあっても、相対的変位を評価して信頼性を更に向上させることのできること。【解決手段】  本発明の回転電機は、上記課題を解決するために、固定子と、該固定子の内側に所定間隙をもって配置された回転子とを備えた回転電機であって、前記固定子は、変位量もしくは位相の異なる少なくとも２つの前記固定子を構成する部材の各々に振動量計測装置が設置され、かつ、前記各振動量計測装置で計測された変位量もしくは位相の差分を評価することで前記固定子を構成する部材の相対変位量を取得し、その相対変位量に基づいて前記固定子を構成する部材の寿命評価を行う手段を備えていることを特徴とする。【選択図】図２
2019078681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、該固定子の内側に所定間隙をもって配置された回転子とを備えた回転電機において、
前記固定子は、変位量もしくは位相の異なる少なくとも２つの前記固定子を構成する部材の各々に振動量計測装置が設置され、かつ、前記各振動量計測装置で計測された変位量もしくは位相の差分を評価することで前記固定子を構成する部材の相対変位量を取得し、その相対変位量に基づいて前記固定子を構成する部材の寿命評価を行う手段を備えていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記変位量もしくは位相の異なる少なくとも２つの前記固定子を構成する部材の各々に設置された前記振動量計測装置は、移動体とみなせる部材に設置された振動量計測装置Ａで計測された変位量もしくは位相と、固定体とみなせる部材に設置された振動量計測装置Ｂで計測された変位量もしくは位相との差分を取得し、その差分を前記移動体とみなせる部材の変位量とすることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機において、
前記振動量計測装置Ａと前記振動量計測装置Ｂは、それぞれデータ集積装置に接続されると共に、前記データ集積装置からの振動データが送信されて前記差分を演算するデータ演算装置及び前記データ演算装置から送信された演算データ（差分）に基づいて前記固定子を構成する部材の寿命評価を行う計測制御装置を備えていることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機において、
前記計測制御装置は、前記固定子を構成する部材の寿命評価を行うしきい値が定められており、前記データ演算装置から送信された演算データ（差分）が、前記しきい値を超えるか超えないか、或は前記しきい値に近いかで前記固定子を構成する部材の寿命を評価することを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記固定子は、固定子鉄心と、該固定子鉄心のスロット内に巻回された固定子コイルと、該固定子コイルを前記スロット内に固定するウェッジと、前記固定子鉄心を支持固定する固定子フレームとを備え、前記固定子鉄心の軸方向端部から前記スロット内に巻回された固定子コイルが軸方向に突出する固定子コイルエンド部が形成されており、
前記振動量計測装置Ａは、移動体とみなせる部材の前記固定子コイルで、かつ、前記固定子鉄心のスロット出口部の前記固定子コイルに設置され、前記振動量計測装置Ｂは、固定体とみなせる部材の前記固定子鉄心に設置され、
前記振動量計測装置Ａ及びＢで計測された変位量もしくは位相との差分を取得し、その差分を前記固定子コイルの前記固定子鉄心のスロット出口部の変位量とすることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項５に記載の回転電機において、
前記固定子鉄心のスロット出口部に位置する前記固定子コイルは直線状に形成され、前記振動量計測装置Ａは、前記固定子コイルの直線部に設置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の回転電機において、
前記振動量計測装置Ｂは、前記振動量計測装置Ａを取り付けた前記固定子コイルに隣接する前記スロットまでの間の前記固定子鉄心、もしくは前記ウェッジを含む前記固定子鉄心の上部に設置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項８】
請求項２乃至７のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記振動量計測装置Ａ及びＢでの振動の計測方向は、前記回転電機の径方向もしくは周方向とし、前記振動量計測装置Ａ及びＢで同一方向を計測することを特徴とする回転電機。
【請求項９】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記固定子は、固定子鉄心と、該固定子鉄心のスロット内に巻回された固定子コイルと、該固定子コイルを前記スロット内に固定するウェッジと、前記固定子鉄心を支持固定する固定子フレームとを備え、前記固定子鉄心の軸方向端部から前記スロット内に巻回された固定子コイルが軸方向に突出する固定子コイルエンド部が形成されており、
前記振動量計測装置Ａは、移動体とみなせる部材の前記固定子コイルエンド部に設置され、前記振動量計測装置Ｂは、固定体とみなせる部材の前記固定子鉄心に設置され、
振動量計測装置Ａ及びＢで計測された変位量もしくは位相との差分を取得し、その差分を前記固定子コイルエンド部の変位量とすることを特徴とする回転電機。
【請求項１０】
請求項９に記載の回転電機において、
前記振動量計測装置Ｂは、前記固定子鉄心の軸方向端部で、かつ、前記固定子鉄心を軸方向から見た場合の周方向上部もしくは周方向下部のいずれかに少なくとも１個設置され、
前記振動量計測装置Ａは、前記固定子コイルエンド部の軸方向最遠部で、前記固定子鉄心の周方向を基準とした所定位置に設置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項１１】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記固定子は、固定子鉄心と、該固定子鉄心のスロット内に巻回された固定子コイルと、該固定子コイルを前記スロット内に固定するウェッジと、前記固定子鉄心を支持固定する固定子フレームとを備え、前記固定子鉄心の軸方向端部から前記スロット内に巻回された固定子コイルが軸方向に突出する固定子コイルエンド部が形成されており、
前記振動量計測装置Ａは、移動体とみなせる部材の前記固定子鉄心に設置され、前記振動量計測装置Ｂは、固定体とみなせる部材の前記固定子フレームに設置され、
振動量計測装置Ａ及びＢで計測された変位量もしくは位相との差分を取得し、その差分を前記固定子鉄心の変位量とすることを特徴とする回転電機。
【請求項１２】
請求項１１に記載の回転電機において、
前記振動量計測装置Ａは、前記固定子鉄心の軸方向端部で、かつ、前記固定子鉄心を軸方向から見た場合の周方向上部もしくは周方向下部に少なくとも１個設置され、
前記振動量計測装置Ｂは、前記固定子フレームの軸方向端部で、かつ、前記固定子フレームを軸方向から見た場合の周方向上部もしくは周方向下部のいずれかに少なくとも１個設置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項１３】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記固定子は、固定子鉄心と、該固定子鉄心のスロット内に巻回された固定子コイルと、該固定子コイルを前記スロット内に固定するウェッジと、前記固定子鉄心を支持固定する固定子フレームとを備え、前記固定子鉄心の軸方向端部から前記スロット内に巻回された固定子コイルが軸方向に突出する固定子コイルエンド部が形成され、前記固定子コイルエンド部は支持部材で支持されると共に、前記支持部材は、型枠部と摺動部から成るブラケットベアリングを介して前記固定子鉄心のコアエンドプレートに保持されており、
前記振動量計測装置Ａは、移動体とみなせる部材の前記支持部材に設置され、前記振動量計測装置Ｂは、固定体とみなせる部材の前記コアエンドプレートもしくは前記ブラケットベアリングの型枠部に設置され、
振動量計測装置Ａ及びＢで計測された変位量もしくは位相との差分を取得し、その差分を前記支持部材の変位量とすることを特徴とする回転電機。
【請求項１４】
請求項１３に記載の回転電機において、
前記振動量計測装置Ｂは、前記コアエンドプレートもしくは前記ブラケットベアリングの型枠部の軸方向端部に少なくとも１個設置され、
前記振動量計測装置Ａは、前記コアエンドプレートもしくは前記ブラケットベアリングの型枠部の取付位置を基準に、前記支持部材の最も径方向が大きな位置の周―軸方向の平面に設置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項１５】
請求項５乃至１４のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記振動量計測装置Ａ及びＢでの振動量計測と同時に、前記固定子の電流値の変化及び／又は磁場の変化を取得することを特徴とする回転電機。
【請求項１６】
固定子と、該固定子の内側に所定間隙をもって配置された回転子とを備えた回転電機を診断する際に、
変位量もしくは位相の異なる少なくとも２つの前記固定子を構成する部材の各々に設置された各振動量計測装置で変位量もしくは位相を計測し、前記振動量計測装置で計測した変位量もしくは位相の差分を評価することで前記固定子を構成する部材の相対変位量を取得し、その相対変位量に基づいて前記固定子を構成する部材の寿命評価を行うことで前記回転電機の診断を行うことを特徴とする回転電機の診断方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の回転電機の診断方法において、
前記変位量もしくは位相の異なる少なくとも２つの前記固定子を構成する部材の各々に設置された前記振動量計測装置は、移動体とみなせる部材に設置された振動量計測装置Ａで計測された変位量もしくは位相と、固定体とみなせる部材に設置された振動量計測装置Ｂで計測された変位量もしくは位相との差分を取得し、その差分を前記移動体とみなせる部材の変位量とすることを特徴とする回転電機の診断方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の回転電機の診断方法において、
前記振動量計測装置Ａと前記振動量計測装置Ｂは、それぞれデータ集積装置に接続されると共に、前記データ集積装置からの振動データが送信されて前記差分を演算するデータ演算装置及び前記データ演算装置から送信された演算データ（差分）に基づいて前記固定子を構成する部材の寿命評価を計測制御装置で行うことを特徴とする回転電機の診断方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の回転電機の診断方法において、
前記計測制御装置は、前記固定子を構成する部材の寿命評価を行うしきい値が定められており、前記データ演算装置から送信された演算データ（差分）が、前記しきい値を超えるか超えないか、或は前記しきい値に近いかで前記固定子を構成する部材の寿命を評価することを特徴とする回転電機の診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電機及びその診断方法に係り、例えば、固定子系である固定子コイルの振動を計測することで、コイルの異常や支持状態を診断するものに好適な回転電機及びその診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、タービン発電機のような回転電機を運転する場合、例えば、回転電機の固定子コイルは、運転時に作用する電磁力によって加振される。この固定子コイルが加振されて振動すると繰り返し応力が作用して、固定子コイルに疲労が生じる可能性がある。
【０００３】
一般に、電磁振動は強制加振による振動であり、回転電機においては流体的振動などと比較して主の振動となる。特に、電磁振動で励起される固定子コイルエンド部の振動モードの固有振動数は、運転周波数もしくは運転周波数の整数倍の周波数から離調すればよい。
【０００４】
ただし、例えば、固定子鉄心のスロット内の固定子コイルでも電磁振動が発生しており、固定子鉄心との接触を考慮した更なる信頼性向上のためには、振動特性を評価して回転電機の運転方法を見直したり、状態が悪化する前に部材の補修を計画する必要がある。
【０００５】
このような課題に対して、特許文献１には、電機子巻線の端部に金属箔と変位計から成る振動検知部を設置し、電源の投入によって振動する電機子巻線の振動状態を振動検知部で検知して巻線の異常を診断することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭５９−４５０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されている技術は、電機子巻線の端部にのみ振動検知部を設置し、電源の投入によって振動する電機子巻線の振動状態を振動検知部で検知して巻線の異常を診断するものであり、更なる信頼性向上のためには、２つ以上の部材が運動する場合でも相対的変位を評価し適切に対応する必要がある。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、２つ以上の部材が運動する場合でもあっても、相対的変位を評価して信頼性を更に向上させることのできる回転電機及びその診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の回転電機は、上記目的を達成するために、固定子と、該固定子の内側に所定間隙をもって配置された回転子とを備えた回転電機において、前記固定子は、変位量もしくは位相の異なる少なくとも２つの前記固定子を構成する部材の各々に振動量計測装置が設置され、かつ、前記各振動量計測装置で計測された変位量もしくは位相の差分を評価することで前記固定子を構成する部材の相対変位量を取得し、その相対変位量に基づいて前記固定子を構成する部材の寿命評価を行う手段を備えていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の回転電機の診断方法は、上記目的を達成するために、固定子と、該固定子の内側に所定間隙をもって配置された回転子とを備えた回転電機を診断する際に、変位量もしくは位相の異なる少なくとも２つの前記固定子を構成する部材の各々に設置された各振動量計測装置で変位量もしくは位相を計測し、前記振動量計測装置で計測した変位量もしくは位相の差分を評価することで前記固定子を構成する部材の相対変位量を取得し、その相対変位量に基づいて前記固定子を構成する部材の寿命評価を行うことで前記回転電機の診断を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、２つ以上の部材が運動する場合でもあっても、相対的変位を評価して信頼性を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の回転電機１の実施例１の概略構造を示す断面図である。
【図２】図１における固定子鉄心と固定子鉄心のスロット出口部近傍の固定子コイルの直線部に振動量計測装置を設置した例を示す部分斜視図である。
【図３】本発明の回転電機の実施例１における振動量計測装置Ａで計測した変位と振動量計測装置Ｂで計測した変位及び振動量計測装置ＡとＢの変位から当該部材の変位が計測される例を示す図である。
【図４】本発明の回転電機の実施例１における振動量計測装置Ａの計測値と振動量計測装置Ｂの計測値から当該部材の寿命を評価するまでの過程を示す図である。
【図５】本発明の回転電機の実施例２を示し、固定子鉄心と固定子コイルエンド部に振動量計測装置を設置した例を示す断面図である。
【図６】本発明の回転電機の実施例３を示し、固定子鉄心と固定子フレームに振動量計測装置を設置した例を示す断面図である。
【図７】本発明の回転電機の実施例４を示し、固定子コイルエンド部を支持する支持部材と固定子鉄心のコアエンドプレートに振動量計測装置を設置した例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図示した実施例に基づいて本発明の回転電機及びその診断方を説明する。なお、各実施例において同一構成部品には同符号を使用する。
【実施例１】
【００１４】
図１及び図２に、本発明の回転電機の実施例１を示す。図１は、本発明の回転電機１の概略構造を、図２は、図１における固定子鉄心５と固定子鉄心５のスロット出口部近傍の固定子コイル３の直線部の詳細構造をそれぞれ示すものである。
【００１５】
まず、図１を用いて本実施例の回転電機１の概略構造を説明する。
【００１６】
図１に示すように、本実施例の回転電機１は、円筒状の固定子２と、この固定子２の内側に所定間隙をもって回転可能に配置された回転子７とで構成されている。
【００１７】
上記の固定子２は、固定子鉄心５と、この固定子鉄心５のスロット内に巻回された固定子コイル３と、固定子コイル３をスロット内に固定するウェッジ８（図２参照）と、固定子鉄心５を支持固定する固定子フレーム４とを備えており、固定子鉄心５の軸方向端部からスロット内に巻回された固定子コイル３が軸方向に突出する固定子コイルエンド部６が形成され、この固定子コイルエンド部６は支持部材１９で支持されていると共に、支持部材１９は、後述する型枠部１８ａと摺動部１８ｂから成るブラケットベアリング１８（図７参照）を介して固定子鉄心５のコアエンドプレート１７に保持されている。
【００１８】
このように構成された回転電機１の固定子コイルエンド部６は、固定子鉄心５から軸方向に固定子コイル３が突出した部分と、それを支持する支持部材１９等とで構成され、運転時に作用する電磁力によって固定子コイルエンド部６が振動する場合があり、回転電機１の固定子コイルエンド部６の巻線は、運転時に作用する電磁加振力によって振動する恐れがある。
【００１９】
このような現象に対して、回転電機１の運転状態を監視するために、回転電機１の固定子系である固定子鉄心５、固定子コイル３、固定子フレーム４などに振動量計測装置が取り付けられる場合がある。
【００２０】
固定子系の取り付けられた振動量計測装置では、個々の振動の加速度もしくは速度もしくは変位を計測しており、その絶対量を評価することが可能である。複数の振動量計測装置を組合せて設置し、その振幅と位相を評価することにより、特定の部材の相対変位量を計測することが可能となる。なお、相対変位を計測したい部材が対象であれば、固定子２のどこを計測してもよい。
【００２１】
図２は、回転電機１の運転状態を監視するための振動量計測装置の設置例として、固定子鉄心５と固定子鉄心５のスロット出口部近傍の固定子コイル３の直線部に振動量計測装置（例えば、加速度を計測する光振動計）を設置した例を示すものである。
【００２２】
即ち、本実施例では、図２に示すように、移動体とみなせる部材の固定子コイル３で、かつ、固定子鉄心５のスロット出口部の固定子コイル３の直線部に振動量計測装置Ａ（９）が設置され、固定体とみなせる部材の固定子鉄心５に振動量計測装置Ｂ（１０）が設置されている。
【００２３】
そして、振動量計測装置Ａ（９）及びＢ（１０）で計測された変位量もしくは位相との差分を取得し、その差分を固定子コイル３の固定子鉄心５のスロット出口部の変位量とするものである。
【００２４】
つまり、本実施例の回転電機１は、変位量もしくは位相の異なる少なくとも２つの固定子を構成する部材である固定子コイル３と固定子鉄心５の各々に設置された振動量計測装置Ａ（９）及びＢ（１０）は、移動体とみなせる固定子コイル３に設置された振動量計測装置Ａ（９）で計測された変位量もしくは位相と、固定体とみなせる固定子鉄心５に設置された振動量計測装置Ｂ（１０）で計測された変位量もしくは位相との差分を取得し、その差分を固定子コイル３の変位量とするものである。
【００２５】
即ち、振動量計測装置Ａ（９）と振動量計測装置Ｂ（１０）は、図２及び図４に示すように、それぞれデータ集積装置１１に接続されると共に、このデータ集積装置１１からの振動データが送信されて差分を演算するデータ演算装置１２及びデータ演算装置１２から送信された演算データ（差分）に基づいて固定子コイル３の寿命評価を行う計測制御装置１３を備えており、計測制御装置１３は、固定子コイル３の寿命評価を行うしきい値が定められ、データ演算装置１２から送信された演算データ（差分）が、しきい値を超えるか超えないか、或はしきい値に近いかで固定子コイル３の寿命を評価するようにしている。
【００２６】
具体的には、図３及び図４に示すように、固定子コイル３に貼り付けた振動量計測装置Ａ（９）の変位（図３の（ａ））と固定子鉄心５に貼り付けた振動量計測装置Ｂ（１０）の変位（図３の（ｂ））がデータ集積装置１１に送られ、データ集積装置１１からの振動データが送信されて差分をデータ演算装置１２で演算し、これを固定子コイル３の変位量とする（図３の（ｃ））。データ演算装置１２から送信された演算データ（差分＝変位量）に基づいて計測制御装置１３では、定められたしきい値と比較し、しきい値を超えるか超えないか、或はしきい値に近いかで固定子コイル３の寿命を評価するものである。この評価結果に基づいて、警告音を発したり、警告を表示するようにしても良い。
【００２７】
なお、振動量計測装置Ｂ（１０）は、振動量計測装置Ａ（９）を取り付けた固定子コイル３に隣接するスロットまでの間の固定子鉄心５、もしくはウェッジ８を含む固定子鉄心５の上部に設置すると良い。
【００２８】
また、振動量計測装置Ａ（９）及びＢ（１０）での振動の計測方向は、回転電機１の径方向もしくは周方向とし、振動量計測装置Ａ（９）及びＢ（１０）で同一方向を計測するものとする。
【００２９】
また、振動量計測装置Ａ（９）及びＢ（１０）での振動量計測と同時に、固定子２の電流値の変化や磁場の変化を取得しても良い。これにより、振動量と同時に電磁力による荷重の大きさを推定することができ、これを用いて荷重―変位曲線を取得することで、構造体の非線形性も評価することができる。
【００３０】
また、磁場の変化や部分放電変化量を取得しても良い。これにより、電流と放電電化量の相関を取得することにより、電磁力によるコイル振動に伴うスロット内放電の兆候を検知できる。
【００３１】
このような本実施例とすることにより、固定子コイル３のスロット内振動を固定子鉄心５と固定子鉄心５のスロット出口部近傍の固定子コイル３の直線部の想定変位量から推測することが可能となる。また、固定子鉄心５と固定子鉄心５のスロット出口部近傍の固定子コイル３の直線部の各々に振動量計測装置Ａ（９）及びＢ（１０）を取り付けているため、個々の振動量の絶対値の取得も同時に可能である。
【００３２】
また、振動データを任意の間隔で定期的に連続取得することで、回転電機１の異常や経時変化を適切に検出することができ、補修計画を最適化させることで信頼性向上に寄与する。異常状態が悪化する前に適切に部材を補修することで、計画外停止や修理費用の低減が可能となる。
【００３３】
従って、本実施例の回転電機１によれば、変位量もしくは位相が異なる固定子コイル３と固定子鉄心５に振動量計測装置Ａ（９）及びＢ（１０）を設置し、それらの差分を評価することで固定子コイル３の相対変位量を取得し、その変位量に基づいて状態監視を行い、監視結果に基づいた寿命評価を行うことで、信頼性を更に向上させることができる。
【実施例２】
【００３４】
図５に、本発明の回転電機１の実施例２を示す。図５は、回転電機１の運転状態を監視するための振動量計測装置の設置例として、固定子鉄心５と固定子コイル３の固定子コイルエンド部６に振動量計測装置（例えば、加速度を計測する光振動計）を設置した例を示すものである。
【００３５】
即ち、本実施例では、図５に示すように、移動体とみなせる部材の固定子コイルエンド部６に振動量計測装置Ａ（９）が設置され、固定体とみなせる部材の固定子鉄心５に振動量計測装置Ｂ（１０）が設置されている。符号１６はブラケットである。
【００３６】
そして、振動量計測装置Ａ（９）及びＢ（１０）で計測された変位量もしくは位相との差分を取得し、その差分を固定子コイルエンド部６の変位量とするものである。
【００３７】
つまり、固定子鉄心５と固定子コイルエンド部６は、個々に別々の電磁力が作用しており、振動振幅や位相が両者で異なる場合がある。例えば、本実施例では、固定子鉄心５は全長の５％以内の位置となる軸方向端部で、かつ、固定子鉄心５を軸方向から見た場合の周方向の天上を０°とした場合の周方向上部である３１５°〜０°〜４５°もしくは周方向下部である１３５°〜１８０°〜２２５°のいずれかに少なくとも１個の振動量計測装置Ｂ（１０）を設置するものとする。また、軸方向については前述した位置を満たし、周方向については上記の位置を満たさない位置に１個の振動量計測装置Ｂ（１０）を設置することが望ましい。
【００３８】
一方、固定子コイルエンド部６は、固定子鉄心５からみて軸方向の全長の１５％以内となる最遠部近傍で、かつ、周方向については固定子鉄心５の周方向を基準として±１０°以内の位置に振動量計測装置Ａ（９）を設置するものとする。
【００３９】
そして、実施例１と同様に、振動量計測装置Ａ（９）と振動量計測装置Ｂ（１０）は、図５に示すように、それぞれデータ集積装置１１に接続されると共に、このデータ集積装置１１からの振動データが送信されて差分を演算するデータ演算装置１２及びデータ演算装置１２から送信された演算データ（差分）に基づいて固定子コイルエンド部６の寿命評価を行う計測制御装置１３を備えており、計測制御装置１３は、固定子コイルエンド部６の寿命評価を行うしきい値が定められ、データ演算装置１２から送信された演算データ（差分）が、しきい値を超えるか超えないか、或はしきい値に近いかで固定子コイルエンド部６の寿命を評価するようにしている。
【００４０】
なお、振動は少なくとも回転電機１の径方向を計測するものとし、前述した複数の振動量計測装置Ａ（９）及びＢ（１０）で同一方向を計測するものとする。また、回転電機１の構造上、軸方向端部に固定子コイルエンド部６が２個存在するが、固定子コイルエンド部６の両方に振動量計測装置Ａ（９）を設置しても良い。
【００４１】
また、振動量計測装置Ａ（９）及びＢ（１０）を追設もしくは多軸計測機能を有するものを用いて周方向の振動を計測してもよいし、振動量計測と同時に固定子の電流値の変化や磁場の変化を取得しても良い。
【００４２】
これにより、振動量と同時に電磁力による荷重の大きさを推定することができ、これを用いて荷重―変位曲線を取得することで構造体の非線形性も評価することができる。
【００４３】
このような本実施例とすることにより、固定子コイルエンド部６の振動と固定子鉄心５の振動を分離することが可能となる。固定子コイルエンド部６と固定子鉄心５には、由来が異なる荷重が個々に作用するため、両者の振動を分離できれば解析精度が向上し信頼性の向上が期待できる。
【００４４】
また、振動データを任意の間隔で定期的に連続取得することで、回転電機１の異常や経時変化を適切に検出することができ、補修計画を最適化させることで信頼性向上に寄与する。更に、回転電機１の異常状態が悪化する前に適切に部材を補修することで、計画外停止や修理費用の低減が可能となる。
【００４５】
従って、本実施例の回転電機１によれば、変位量もしくは位相が異なる固定子コイルエンド部６と固定子鉄心５に振動量計測装置Ａ（９）及びＢ（１０）を設置し、それらの差分を評価することで固定子コイルエンド部６の相対変位量を取得し、その変位量に基づいて状態監視を行い、監視結果に基づいた寿命評価を行うことで、信頼性を更に向上させることができる。
【実施例３】
【００４６】
図６に、本発明の回転電機１の実施例３を示す。図６は、回転電機１の運転状態を監視するための振動量計測装置の設置例として、固定子鉄心５と固定子フレーム４に振動量計測装置（例えば、加速度を計測する光振動計）を設置した例を示すものである。
【００４７】
即ち、本実施例では、図６に示すように、移動体とみなせる部材の固定子鉄心５に振動量計測装置Ａ（９）が設置され、固定体とみなせる部材の固定子フレーム４に振動量計測装置Ｂ（１０）が設置されている。
【００４８】
そして、振動量計測装置Ａ（９）及びＢ（１０）で計測された変位量もしくは位相との差分を取得し、その差分を固定子鉄心５の変位量とするものである。
【００４９】
つまり、固定子フレーム４は電磁力が作用しないため、固定子鉄心５とは振動振幅や位相が異なる。例えば、本実施例では、固定子鉄心５は全長の５％以内の位置となる軸方向端部で、かつ、固定子鉄心５を軸方向から見た場合の周方向について天上を０°とした場合の周方向上部である３１５°〜０°〜４５°あるいは周方向下部である１３５°〜１８０°〜２２５°に少なくとも１個の振動量計測装置Ａ（９）を設置し、径方向を計測するものとする。
【００５０】
一方、固定子フレーム４も全長の５％以内の位置となる軸方向端部で、かつ、固定子フレーム４を周方向から見た場合の周方向について天上を０°とした場合の周方向上部である３１５°〜０°〜４５°あるいは周方向下部である１３５°〜１８０°〜２２５°に少なくとも１個の振動量計測装置Ｂ（１０）を設置し、径方向を計測するものとする。
【００５１】
そして、実施例１と同様に、振動量計測装置Ａ（９）と振動量計測装置Ｂ（１０）は、図６に示すように、それぞれデータ集積装置１１に接続されると共に、このデータ集積装置１１からの振動データが送信されて差分を演算するデータ演算装置１２及びデータ演算装置１２から送信された演算データ（差分）に基づいて固定子鉄心５の寿命評価を行う計測制御装置１３を備えており、計測制御装置１３は、固定子鉄心５の寿命評価を行うしきい値が定められ、データ演算装置１２から送信された演算データ（差分）が、しきい値を超えるか超えないか、或はしきい値に近いかで固定子鉄心５の寿命を評価するようにしている。
【００５２】
なお、振動量計測と同時に固定子２の電流値の変化や磁場の変化を取得しても良い。これにより、振動量と同時に電磁力による荷重の大きさを推定することができ、これを用いて荷重―変位曲線を取得することで、構造体の非線形性も評価することができる。
【００５３】
このような本実施例とすることにより、固定子鉄心５の振動と固定子フレーム４の振動を分離することが可能となる。固定子鉄心５と固定子フレーム４の振動を分離できれば、解析精度が向上し信頼性の向上が期待できる。
【００５４】
また、振動データを任意の間隔で定期的に連続取得することで、回転電機１の異常や経時変化を適切に検出することができ、補修計画を最適化させることで、信頼性向上に寄与する。更に、回転電機１の異常状態が悪化する前に適切に部材を補修することで、計画外停止や修理費用の低減が可能となる。
【００５５】
従って、本実施例の回転電機１によれば、変位量もしくは位相が異なる固定子鉄心５と固定子フレーム４に振動量計測装置Ａ（９）及びＢ（１０）を設置し、それらの差分を評価することで固定子鉄心５の相対変位量を取得し、その変位量に基づいて状態監視を行い、監視結果に基づいた寿命評価を行うことで、信頼性を更に向上させることができる。
【実施例４】
【００５６】
図７に、本発明の回転電機１の実施例４を示す。図７は、回転電機１の運転状態を監視するための振動量計測装置の設置例として、固定子コイルエンド部６を支持する支持部材１９と固定子鉄心５のコアエンドプレート１７に振動量計測装置（例えば、加速度を計測する光振動計）を設置した例を示すものである。
【００５７】
上述したように、固定子コイルエンド部６は支持部材１９で支持されていると共に、支持部材１９は、型枠部１８ａと摺動部１８ｂから成るブラケットベアリング１８を介して固定子鉄心５のコアエンドプレート１７に保持されており、本実施例では、図７に示すように、移動体とみなせる部材の支持部材１９に振動量計測装置Ａ（９）が設置され、固定体とみなせる部材のコアエンドプレート１７に振動量計測装置Ｂ（１０）が設置されている。なお、振動量計測装置Ｂ（１０）は、ブラケットベアリング１８の型枠部１８ａに設置しても良い。
【００５８】
そして、振動量計測装置Ａ（９）及びＢ（１０）で計測された変位量もしくは位相との差分を取得し、その差分を支持部材１９の変位量とするものである。
【００５９】
つまり、固定子コイルエンド部６を支持する支持部材１９は、熱伸びによって摺動することを許容しているため、固定子鉄心５、コアエンドプレート１７、ブラケットベアリング１８とは振動振幅が異なる可能性がある。
【００６０】
そこで、振動量計測装置Ｂ（１０）をコアエンドプレート１７もしくはブラケットベアリング１８の型枠部１８ａもしくは固定子鉄心５の全長の５％以内の位置となる軸方向端部に取り付け、軸方向の振動を計測すると共に、固定子コイルエンド部６の支持部材１９には、周方向についてコアエンドプレート１７もしくはブラケットベアリング１８の型枠部１８ａの取付位置を基準として±１０°以内の支持部材１９の最も径方向が大きな位置の周―軸方向の平面に振動量計測装置Ａ（９）を取り付け、軸方向の振動を計測するようにしている。
【００６１】
そして、実施例１と同様に、振動量計測装置Ａ（９）と振動量計測装置Ｂ（１０）は、図７に示すように、それぞれデータ集積装置１１に接続されると共に、このデータ集積装置１１からの振動データが送信されて差分を演算するデータ演算装置１２及びデータ演算装置１２から送信された演算データ（差分）に基づいて支持部材１９の寿命評価を行う計測制御装置１３を備えており、計測制御装置１３は、支持部材１９の寿命評価を行うしきい値が定められ、データ演算装置１２から送信された演算データ（差分）が、しきい値を超えるか超えないか、或はしきい値に近いかで支持部材１９の寿命を評価するようにしている。
【００６２】
また、振動量計測と同時に固定子２の電流値の変化や磁場の変化を取得しても良い。これにより、振動量と同時に電磁力による荷重の大きさを推定することができ、これを用いて荷重―変位曲線を取得することで、構造体の非線形性も評価することができる。
【００６３】
このような本実施例とすることにより、熱伸びによって摺動する固定子コイルエンド部６の支持部材１９の軸方向の挙動を捕捉することが可能となる。
【００６４】
また、固定子コイルエンド部６の支持部材１９は、軸方向の変位を許容していることから固定子コイルエンド部６の支持部材１９の荷重―変位特性を評価することができれば、振動非線形性の考慮が解析上で可能となる。よって、解析精度が向上し信頼性の向上が期待できる。
【００６５】
また、振動データを任意の間隔で定期的に連続取得することで、回転電機１の異常や経時変化を適切に検出することができ、補修計画を最適化させることで、信頼性向上に寄与する。更に、回転電機１の異常状態が悪化する前に適切に部材を補修することで、計画外停止や修理費用の低減が可能となる。
【００６６】
従って、本実施例の回転電機１によれば、変位量もしくは位相が異なる固定子コイルエンド部６の支持部材１９とコアエンドプレート１７もしくはブラケットベアリング１８の型枠部１８ａに振動量計測装置Ａ（９）及びＢ（１０）を設置し、それらの差分を評価することで固定子コイルエンド部６の支持部材１９の相対変位量を取得し、その変位量に基づいて状態監視を行い、監視結果に基づいた寿命評価を行うことで、信頼性を更に向上させることができる。
【００６７】
なお、上述した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１…回転電機、２…固定子、３…固定子コイル、４…固定子フレーム、５…固定子鉄心、６…固定子コイルエンド部、７…回転子、８…ウェッジ、９…振動量計測装置Ａ、１０…振動量計測装置Ｂ、１１…データ集積装置、１２…データ演算装置、１３…計測制御装置、１６…ブラケット、１７…コアエンドプレート、１８…ブラケットベアリング、１８ａ…ブラケットベアリングの型枠部、１８ｂ…ブラケットベアリングの摺動部、１９…固定子コイルエンド部の支持部材。
【図１】
2019078681.tif 000003
【図２】
2019078681.tif 000004
【図３】
2019078681.tif 000005
【図４】
2019078681.tif 000006
【図５】
2019078681.tif 000007
【図６】
2019078681.tif 000008
【図７】
2019078681.tif 000009