(57)【要約】【課題】回転機械においてロータが高速に回転する場合でも振動を軽減させられるようにする。【解決手段】回転軸を中心に回転するロータと、前記ロータの外周に設けられたステータと、前記ステータの内部に設けられ、前記ロータに対向して配置された加熱装置と、を備える回転機械の振動抑制方法でにおいて、センサにより前記ロータの振動を検出し、検出された前記振動に基づき、前記ロータの振動周期に応じた周期で、前記加熱装置で前記ロータを加熱するための位相及び加熱量を算出し、算出された位相及び加熱量に基づき、前記加熱装置により前記ロータを加熱して変形させる。【選択図】図２
2016053349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転するロータと、
前記ロータの外周に設けられたステータと、
前記ステータの内部に設けられ、前記ロータに対向して配置された加熱装置と、
を備える回転機械の振動抑制方法であって、
センサにより前記ロータの振動を検出し、
検出された前記振動に基づき、前記ロータの振動周期に応じた周期で、前記加熱装置で前記ロータを加熱するための位相及び加熱量を算出し、
算出された位相及び加熱量に基づき、前記加熱装置により前記ロータを加熱して変形させる、
回転機械の振動制御方法。
【請求項２】
前記センサは、前記ロータの振動の振幅および位相を測定する、請求項１に記載の、回転機械の振動制御方法。
【請求項３】
前記加熱装置は、誘導加熱コイルを備える、  請求項１または請求項２に記載の、回転機械の振動制御方法。
【請求項４】
前記加熱装置は、レーザ加熱装置を備える、  請求項１または請求項２に記載の、回転機械の振動制御方法。
【請求項５】
回転軸を中心に回転するロータと、
前記ロータの外周に設けられたステータと、
前記ステータの内部に設けられ、前記ロータに対向して配置された加熱装置と、
前記ロータの振動を検出するセンサと、
検出された前記振動に基づき、前記ロータの振動周期に応じた周期で、前記加熱装置で前記ロータを加熱するための位相及び加熱量を算出する演算部と、
算出された位相及び加熱量に基づき、前記加熱装置による前記ロータの加熱を制御する加熱制御部と、
を備える回転機械システム。
【請求項６】
回転軸を中心に回転するロータと、
前記ロータの外周に設けられたステータと、
前記ステータの内部に設けられ、前記ロータに対向して配置された加熱装置と、
前記ロータの振動を検出するセンサと、
を備える回転機械を制御する制御装置であって、
検出された前記振動に基づき、前記ロータの振動周期に応じた周期で、前記加熱装置で前記ロータを加熱するための位相及び加熱量を算出する演算部と、
算出された位相及び加熱量に基づき、前記加熱装置による前記ロータの加熱を制御する加熱制御部と、
を備える制御装置。
【請求項７】
回転軸を中心に回転するロータと、
前記ロータの外周に設けられたステータと、
前記ステータの内部に設けられ、前記ロータに対向して配置された加熱装置と、
前記ロータの振動を検出するセンサと、
を備え、
前記加熱装置は、検出された前記振動に基づいて算出された位相及び加熱量に基づき、前記ロータの振動周期に応じた周期で前記ロータを加熱して変形させる、
回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機械の振動制御方法、回転機械システム、制御装置および回転機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンやコンプレッサなど、回転機械の振動制御に関連して幾つかの技術が提案されている。
例えば、特許文献１には、励磁コイルを収容するコア部とクラッチロータとを間隙を介して配置するとともに、該励磁コイルに電力を供給して該クラッチロータを圧縮機駆動軸に連結する圧縮機の構造が記載されている。この圧縮機の構造においては、コア部を圧縮機用ハウジングに弾性部材を介して振動自在に取付けるとともに、該圧縮機用ハウジングに機械振動を検知する振動センサを設け、該振動センサの検知信号に基づき該機械振動と逆方向に前記コア部が振動するよう該励磁コイルに電力を供給する制御手段を設ける、圧縮機の制振構造が記載されている。
特許文献１では、このような構成により、機械振動を確実に減衰することができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平４−１３８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転機械のロータを高速で回転させる場合、ロータにおける重量分布のアンバランスなどの要因により、ロータの単位時間あたりの回転数の変化につれて振動振幅が変化する場合がある。振動振幅が大きくなると、ロータと静止部品との接触、あるいは、軸受け損傷などにより、回転機械の運転継続が不可能になる場合がある。
ここで、回転機械の振動を軽減するために、回転機械の運転前に、ロータに重りを付けるなどしてロータにおける重量分布のバランスをとる方法がある。しかしながら、回転機械の運転前にロータにおける重量分布のバランスをとった場合でも、例えば運転中にロータに水滴が付着して局所的に冷却されるなどにより振動振幅が変化する場合がある。
また、特許文献１に記載の技術など、人為的に振動を発生させることで振動を打ち消す技術を、ロータが高速に回転する回転機械に適用するためには、ロータを回転の位相に応じて短周期で高精度に振動させる必要がある。しかしながら、ロータの慣性力により、ロータを短周期で振動させるためには大きな力が必要となる。このため、人為的に振動を発生させることで振動を打ち消す技術を、ロータが高速に回転する回転機械に適用することは技術的に困難である。
【０００５】
本発明は、ロータが高速に回転する場合でも振動を軽減させることのできる、回転機械の振動制御方法、回転機械システム、制御装置および回転機械を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、回転機械の振動制御方法は、回転軸を中心に回転するロータと、前記ロータの外周に設けられたステータと、前記ステータの内部に設けられ、前記ロータに対向して配置された加熱装置と、を備える回転機械の振動抑制方法であって、センサにより前記ロータの振動を検出し、検出された前記振動に基づき、前記ロータの振動周期に応じた周期で、前記加熱装置で前記ロータを加熱するための位相及び加熱量を算出し、算出された位相及び加熱量に基づき、前記加熱装置により前記ロータを加熱して変形させる。
【０００７】
前記センサは、前記ロータの振動の振幅および位相を測定するようにしてもよい。
【０００８】
前記加熱装置は、誘導加熱コイルを備えるようにしてもよい。
【０００９】
前記加熱装置は、レーザ加熱装置を備えるようにしてもよい。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、回転機械システムは、回転軸を中心に回転するロータと、前記ロータの外周に設けられたステータと、前記ステータの内部に設けられ、前記ロータに対向して配置された加熱装置と、前記ロータの振動を検出するセンサと、検出された前記振動に基づき、前記ロータの振動周期に応じた周期で、前記加熱装置で前記ロータを加熱するための位相及び加熱量を算出する演算部と、算出された位相及び加熱量に基づき、前記加熱装置による前記ロータの加熱を制御する加熱制御部と、を備える。
【００１１】
本発明の第３の態様によれば、制御装置は、回転軸を中心に回転するロータと、前記ロータの外周に設けられたステータと、前記ステータの内部に設けられ、前記ロータに対向して配置された加熱装置と、前記ロータの振動を検出するセンサと、を備える回転機械を制御する制御装置であって、検出された前記振動に基づき、前記ロータの振動周期に応じた周期で、前記加熱装置で前記ロータを加熱するための位相及び加熱量を算出する演算部と、算出された位相及び加熱量に基づき、前記加熱装置による前記ロータの加熱を制御する加熱制御部と、を備える。
【００１２】
本発明の第４の態様によれば、回転機械は、回転軸を中心に回転するロータと、前記ロータの外周に設けられたステータと、前記ステータの内部に設けられ、前記ロータに対向して配置された加熱装置と、前記ロータの振動を検出するセンサと、を備え、前記加熱装置は、検出された前記振動に基づいて算出された位相及び加熱量に基づき、前記ロータの振動周期に応じた周期で前記ロータを加熱して変形させる。
【発明の効果】
【００１３】
上記した回転機械の振動制御方法、回転機械システム、制御装置および回転機械によれば、ロータが高速に回転する場合でも振動を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態における回転機械の概略構造の例を示す説明図である。
【図２】同実施形態における回転機械システムの機能構成を示す概略ブロック図である。
【図３】同実施形態における回転機械の運転レンジの例を示す説明図である。
【図４】同実施形態におけるロータに水滴が付着する位置の例を示す説明図である。
【図５】同実施形態におけるロータの冷却による弾性変形の例を示す説明図である。
【図６】同実施形態におけるロータの冷却による塑性変形の例を示す説明図である。
【図７】同実施形態における誘導加熱コイルの設置位置の例を示す説明図である。
【図８】同実施形態におけるロータの加熱による弾性変形の例を示す説明図である。
【図９】同実施形態におけるロータの加熱による塑性変形の例を示す説明図である。
【図１０】同実施形態におけるロータの振動の振幅および位相の例を示す説明図である。
【図１１】同実施形態における回転機械システムがロータの振動を軽減させる処理手順の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、本発明の一実施形態における回転機械の概略構造の例を示す説明図である。回転機械１００は、例えばタービンまたはコンプレッサなど、ロータが例えばロータの端部にて軸受に支持されて回転する回転機械である。図１では、回転機械１００の例として抽気タービンの概略構造を示している。
【００１６】
図１において、回転機械１００は、ロータ１１０とステータ１２０とを含んで構成され、ロータ１１０は軸１１１と、動翼１１２とを含んで構成されている。また、ロータ１１０の外周にステータ１２０が設けられており、ステータ１２０は、軸受１２１にてロータ１１０を支持している。また、ステータ１２０は、仕切り板１２２を含んで構成されている。
ロータ１１０は、ロータ１１０自らの長手方向の回転軸を中心に回転する。
ステータ１２０は、ロータ１１０の外周に設けられる。特に、ステータ１２０は、軸受１２１にてロータ１１０を回転可能に支持する。
【００１７】
図２は、回転機械システム１の機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、回転機械システム１は、回転機械１００と、制御装置２００とを備える。また、図２では、回転機械１００の備える各部のうち、センサ１３０と、加熱装置１４０とが記載されている。センサ１３０は、振動計１３１と位相トリガー１３２とを備える。加熱装置１４０は、誘導加熱コイル１４１を備える。制御装置２００は、演算部２１０と、加熱制御部２２０とを備える。
【００１８】
センサ１３０は、振動計１３１と位相トリガー１３２とを含んで構成され、ロータ１１０の振動を検出する。具体的には、センサ１３０は、振動計１３１にてロータ１１０の振動振幅（振動の大きさ）を検出し、位相トリガー１３２にて振動振幅の位相（ロータ１１０の回転角度における位置）を検出する。これにより、センサ１３０は、ロータ１１０の１周のうち振動が最も大きくなる回転角度および当該回転角度における振動の大きさを検出する。ここでいう振動は、ステータ１２０に対するロータ１１０の位置の変化である。また、ここでいう位相は、ロータ１１０の回転角度である。
【００１９】
なお、振動計１３１はロータ１１０の振動の大きさを測定可能なものであればよく、様々な方式のものを用いることができる。例えば、振動計１３１がロータに固定して設置され、振動計１３１からロータまでの距離の変位を測定するようにしてもよい。
また、位相トリガー１３２はロータ１１０の回転角度を測定可能なものであればよく、様々な方式のものを用いることができる。例えば、位相トリガー１３２が、ロータ１１０の回転角度を直接測定するようにしてもよいし、ロータ１１０の回転速度を測定して積分することで回転角度を求めるようにしてもよい。
【００２０】
加熱装置１４０は、ステータ１２０の内部に設けられ、ロータ１１０に対向して配置されて、ロータ１１０を部分的に加熱する。具体的には、加熱装置１４０は誘導加熱コイル１４１を備え、ロータ１１０のうち、加熱制御部２２０に指示される位相の部分を、誘導加熱コイル１４１に高周波電流を流して電磁誘導にて加熱する。すなわち、加熱装置１４０は、誘導加熱コイル１４１に高周波電流を流して磁界を発生させ、当該磁界によりロータ１１０に渦電流を発生させることでロータ１１０を加熱する。
但し、加熱装置１４０がロータ１１０を加熱する方法は、誘導加熱コイルを用いる方法に限らない。例えば、加熱装置１４０がレーザ加熱装置を備えるようにしてもよい。ここでいうレーザ加熱装置は、加熱対象物にレーザ光を照射することでレーザ光を照射された部分を加熱する装置である。
【００２１】
制御装置２００は、加熱装置１４０を制御して、ロータ１１０を部分的に加熱させる。制御装置２００は、例えばコンピュータを用いて構成される。
演算部２１０は、センサ１３０が検出するロータ１１０の振動に基づき、ロータ１１０の振動周期に応じた周期で、加熱装置１４０でロータ１１０を加熱するための位相及び加熱量を算出する。
加熱制御部２２０は、演算部２１０が算出した位相及び加熱量に基づき、加熱装置１４０によりロータ１１０を加熱して振動を抑制する。
【００２２】
次に、図３〜図６を参照して、回転機械１００の振動について説明する。まず、図３を参照して回転機械１００の運転レンジについて説明し、図４〜図６を参照して、回転機械１００の運転中における振動の変化について説明する。
図３は、回転機械１００の運転レンジの例を示す説明図である。ここでいう運転レンジＲ１１は、回転機械１００が起動を完了して通常運転の動作を行うときのロータ１１０の回転速度（単位時間あたりの回転数）の範囲である。
【００２３】
図３に示すグラフは、ロータ１１０の回転速度と振動振幅との関係の例を示しており、横軸は回転速度を示し、縦軸は振動振幅を示す。また、点Ｐ１１は、回転機械１００の１次固有値モードを示し、点Ｐ１２は、回転機械１００の２次固有値モードを示している。１次固有値モード、２次固有値モードは、それぞれ１次固有振動数、２次固有振動数で振動する状態を示しており、いずれもロータ１１０の振動振幅が大きくなる。
【００２４】
回転機械１００は、これら固有値モードを避ける回転速度で運転するよう設計されており、これにより、ロータ１１０の振動振幅の抑制が図られている。なお、図３では、回転機械１００が２次固有値モードよりも高い回転速度を運転レンジＲ１１とする例を示しているが、回転機械１００の運転レンジはこれに限らず、固有値モードを避ける回転速度に設定されていればよい。例えば、回転機械１００の運転レンジが、１次固有値モードの回転速度より大きく２次固有値モードの回転速度よりも小さい範囲に設定されていてもよい。
【００２５】
図４は、ロータ１１０に水滴が付着する位置の例を示す説明図である。同図において、ロータ１１０の点Ｐ２１の位置に水滴が付着している。
ここで、回転機械１００の運転中にロータ１１０に水滴が付着することは予定されていない。例えば上流からのドレンキャリーオーバーなど何らかの理由でロータ１１０の一部に水滴が付着すると、運転時においてロータ１１０が高温になっていることから、ロータ１１０が変形して振動振幅が増大する場合がある。特に、ロータ１１０の回転における位相に関して部分的に水滴が付着することで、ロータ１１０が変形しロータ１１０の振動が変化することが考えられる。
【００２６】
図５は、ロータ１１０の冷却による弾性変形の例を示す説明図である。同図は、点Ｐ２１の位置に水滴が付着した場合に、水滴の付着した位置がくぼむようにロータ１１０が折れ曲がる弾性変形を示している。図５において、水滴が付着した点Ｐ２１の部分が局所的に冷却されて収縮し、当該収縮により点Ｐ２１の側がくぼむようにロータ１１０が一時的に折れ曲がる変形が生じている。
【００２７】
図６は、ロータ１１０の冷却による塑性変形の例を示す説明図である。同図は、点Ｐ２１の位置に水滴が付着した場合に、水滴の付着した位置が出っ張るようにロータ１１０が折れ曲がる塑性変形を示している。
図５の例において点Ｐ２１の部分が収縮した際、当該点Ｐ２１の部分の組織と周囲の組織とが互いに引っ張りあう。その際の張力が降伏点を超える場合、ロータ１１０に塑性変形が生じる。ロータ１１０への加熱などにより点Ｐ２１の部分の温度が周囲の温度と同様になると、点Ｐ２１の部分の収縮は解消され、塑性変形によるロータ１１０の変形が表れる。塑性変形では、点Ｐ２１の側が出っ張るようにロータ１１０が変形している。
【００２８】
次に、図７〜図１１を参照して、誘導加熱コイル１４１でロータ１１０を加熱することによる振動制御について説明する。まず、図７を参照して誘導加熱コイル１４１の設置位置について説明し、図８〜図９を参照して、誘導加熱コイル１４１でロータ１１０を加熱することによるロータ１１０の変形について説明する。また、図１０を参照してロータ１１０振動の変化について説明する。そして、図１１を参照して、回転機械システム１がロータ１１０の振動を制御する動作について説明する。
【００２９】
図７は、誘導加熱コイル１４１の設置位置の例を示す説明図である。同図の例では、２つの誘導加熱コイル１４１が、２つの軸受１２１の間に、ロータ１１０に対向して設けられている。但し、誘導加熱コイル１４１の数は同図に示す２つに限らず１つ以上であればよい。
また、誘導加熱コイル１４１の設置位置は、ロータ１１０を変形可能な様々な位置とすることができる。ロータ１１０の振動を変化させ易くする観点からは、誘導加熱コイル１４１が、２つの軸受１２１の間の中心に比較的近い位置に設置されることが好ましい。例えば、２つの誘導加熱コイル１４１が用いられる場合、図７の例のように、２つの軸受１２１各々から、距離Ｄ１１、距離Ｄ１２だけ他方の軸受の側に寄った位置に誘導加熱コイル１４１を設置する。距離Ｄ１１および距離Ｄ１２は、いずれも、例えばロータ１１０の構造およびステータ１２０の構造等に基づいて任意に設定可能である。また、図１の例の場合、誘導加熱コイル１４１は、例えば軸１１１に対向するように仕切り板１２２に取り付けられるなど、軸１１１に近い位置に取り付けられる。これにより、誘導加熱コイル１４１に電流を流すことで、ロータ１１０の軸１１１を加熱することができる。
また、図７においてセンサ１３０の設置位置の例が示されている。センサ１３０の設置位置は、ロータ１１０の振動の振幅および位相を検出可能な位置であればよい。
【００３０】
図８は、ロータ１１０の加熱による弾性変形の例を示す説明図である。同図は、誘導加熱コイル１４１が点Ｐ３１の部分および点Ｐ３２の部分を加熱した場合に、加熱された部分が出っ張るようにロータ１１０が折れ曲がる弾性変形を示している。回転機械１００の運転中に、加熱装置１４０が、加熱制御部２２０の制御に従って、ロータ１１０の回転に応じて誘導加熱コイル１４１の電流の入（ｏｎ）、切（ｏｆｆ）を繰り返すことで、ロータ１１０の、ある位相の部分のみを加熱することができる。
【００３１】
図８の例では、点Ｐ３１および点Ｐ３２の位置が誘導加熱コイル１４１に対向する位置となる位相で、加熱制御部２２０が誘導加熱コイル１４１に電流を流すことで、当該位相の部分のみを加熱している。その結果、点Ｐ３１の付近および点Ｐ３２の付近が熱せられて膨張し、点Ｐ３１および点Ｐ３２の側が出っ張るようにロータ１１０が一時的に変形している。例えば図６の例のようにロータ１１０が変形している場合、出っ張っている点Ｐ２１と反対側の位相の部分を加熱して出っ張らすように弾性変形させることで、ロータ１１０の回転軸からのずれを小さくしてロータ１１０の振動振幅を軽減させることができる。
【００３２】
図８を参照して説明したように、ロータ１１０を加熱して弾性変形させることで、ロータ１１０の振動振幅を軽減させることができる。あるいは、ロータ１１０を加熱して、塑性変形によるロータにおける重量分布のアンバランスを軽減させるような塑性変形をさせることで、ロータ１１０の振動振幅を軽減させるようにしてもよい。
図９は、ロータ１１０の加熱による塑性変形の例を示す説明図である。同図は、誘導加熱コイル１４１が点Ｐ３１の部分および点Ｐ３２の部分を加熱した場合に、加熱された部分がくぼむようにロータ１１０が折れ曲がる塑性変形を示している。
【００３３】
図８の例において点Ｐ３１の部分および点Ｐ３２の部分が膨張した際、当該点Ｐ３１の部分、点Ｐ３２の部分が、それぞれ周囲の部分と互いに押し合う。その際の押す力が降伏点を超える場合、ロータ１１０に塑性変形が生じる。誘導加熱コイル１４１によるロータ１１０の加熱をやめて点Ｐ３１の部分および点Ｐ３２の部分の温度が周囲の温度と同様になると、点Ｐ３１の部分の膨張、点Ｐ３２の部分の膨張のいずれも解消され、塑性変形によるロータ１１０の変形が表れる。塑性変形では、点Ｐ３１および点Ｐ３２の側がくぼむようにロータ１１０が変形している。
例えば図６の例のようにロータ１１０が変形している場合、出っ張っている点Ｐ２１と同じ位相の部分を加熱してくぼませるように弾性変形させることで、ロータ１１０の回転軸からのずれを小さくしてロータ１１０の振動振幅を軽減させることができる。
【００３４】
図１０は、ロータ１１０の振動の振幅および位相の例を示す説明図である。同図において、点ｘ１は、誘導加熱コイル１４１によるロータ１１０の加熱を行っていない状態での、ロータ１１０の振動の位相および振幅の例を示している。なお、以下では、誘導加熱コイル１４１によるロータ１１０の加熱を行っていない状態でのロータ１１０の振動を、ロータ１１０の初期振動と称する。
【００３５】
ロータ１１０の初期振動の振幅をｒ１とし、当該振幅を示す位相をθ１とすると、点ｘ１の座標は、極座標表示にて（ｒ１，θ１）と表される。また、ベクトルｂは、点ｘ１から原点Ｏへと向かうベクトルである。この原点Ｏは、ロータ１１０の振動振幅０を示している。そこで、ロータ１１０の初期振動に対してベクトルｂだけ変化させ、ロータ１１０の振動を原点Ｏにて示される振動とする（あるいは、当該振動に近づける）ことが望ましい。以下では、ロータ１１０の振動を原点Ｏにて示される振動に変化させるベクトルを修正ベクトルと称する。
【００３６】
また、点ｘ２は、誘導加熱コイル１４１にて試験的にロータ１１０を加熱した状態での、ロータ１１０の振動の例を示している。点ｘ２の座標は、極座標表示にて（ｒ２，θ２）と表される。また、ベクトルａは、点ｘ１から点ｘ２へと向かうベクトルである。このベクトルａは、ロータ１１０への加熱による初期振動からのロータ１１０の振動の変化を示している。以下では、ロータ１１０への加熱による振動の変化を示すベクトルを影響ベクトルと称する。
【００３７】
ここで、演算部２１０は、試験的にロータ１１０を加熱する前後の振動の変化の大きさに基づいて、ロータ１１０の振動を軽減させるために誘導加熱コイル１４１に流す電流の大きさを算出する。
例えば、振動の変化の大きさが誘導加熱コイル１４１の電流の大きさに比例する場合、演算部２１０は、点ｘ２にて示される状態での誘導加熱コイル１４１の電流をベクトルａの大きさで除算してベクトルｂの大きさを乗算する。これにより、演算部２１０は、ロータ１１０の振動を点ｘ１の状態からベクトルｂだけ変化させるために誘導加熱コイル１４１に流す電流の大きさを算出する。
【００３８】
また、演算部２１０は、試験的にロータ１１０を加熱する前後の振動の位相の変化に基づいて、ロータ１１０の振動を軽減させるために誘導加熱コイル１４１に電流を流すタイミングを算出する。図１０の例の場合、点ｘ２にて示される状態では、位相０度（°）に対して角θ’だけ遅らせたタイミングで誘導加熱コイル１４１に電流を流している。ロータ１１０の振動を点ｘ１の状態からベクトルｂだけ変化させるためには、さらに角θ’’だけ遅らせたタイミングで誘導加熱コイル１４１に電流を流す必要がある。そこで、演算部２１０は、ロータ１１０の振動を軽減させるために誘導加熱コイル１４１に電流を流すタイミングを、位相０度に対して角θ’＋θ’’だけ遅らせたタイミングに決定する。
このように、誘導加熱コイル１４１に試験的に電流を流したときの誘導加熱コイル１４１の振動の変化に基づいて、ロータ１１０の振動を軽減させるために誘導加熱コイル１４１に流すべき電流の大きさおよび位相が求まることが期待される。
【００３９】
図１１は、回転機械システム１がロータ１１０の振動を軽減させる処理手順の例を示すフローチャートである。
同図の処理において、センサ１３０が、ロータ１１０の振動の振幅および位相を測定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１でセンサ１３０が測定する振動は、図１０の例では点ｘ１にて示される初期振動に相当する。
【００４０】
次に、加熱装置１４０が、位相φ１となるロータ１１０の回転角度にて誘導加熱コイル１４１に電流ｉ１を試験的に流してロータ１１０を加熱する（ステップＳ１０２）。
そして、センサ１３０が、ステップＳ１０２での加熱による変化後のロータ１１０の振動の振幅および位相を測定する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３でセンサ１３０が測定する振動は、図１０の例では点ｘ２にて示される振動に相当する。
【００４１】
次に、演算部２１０は、ステップＳ１０１で測定されたロータ１１０の振動、および、ステップＳ１０３で測定されたロータ１１０の振動に基づいて、影響ベクトルを算出する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４で演算部２１０が算出する影響ベクトルは、図１０の例ではベクトルａに相当する。図１０の例の場合、演算部２１０は、式（１）に基づいてベクトルａを修正ベクトルとして算出する。
【００４２】
【数１】
2016053349.tif 000003
【００４３】
ここで、ｔａｎ−１は、アークタンジェント（Arctangent）を表す。
さらに、演算部２１０は、ステップＳ１０４で得られた影響ベクトルに基づいて、修正ベクトルを算出する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５で演算部２１０が算出する修正ベクトルは、図１０の例ではベクトルｂに相当する。
【００４４】
なお、図８を参照して説明したようにロータ１１０の弾性変形にて振動を軽減させる場合、演算部２１０は、ステップＳ１０１で測定されたロータ１１０の振動からの修正ベクトルを算出する。例えば図１０の場合、演算部２１０は、ベクトルｂ＝（ｒ１，θ１＋１８０°）を修正ベクトルとして算出する。
一方、図９を参照して説明したようにロータ１１０の塑性変形にて振動を軽減させる場合、演算部２１０は、ステップＳ１０３で測定されたロータ１１０の振動からの修正ベクトルを算出する。例えば図１０の場合、演算部２１０は、点ｘ２から原点Ｏへ向かうベクトル（ｒ２，θ２＋１８０°）を修正ベクトルとして算出する。
【００４５】
次に、加熱装置１４０が、ステップＳ１０５で得られた修正ベクトルに対応する電流ｉ２および位相φ２にて誘導加熱コイル１４１に電流を流してロータ１１０を加熱する（ステップＳ１０６）。つまり、加熱装置１４０は、位相φ２となるロータの回転角度になる毎に、誘導加熱コイル１４１を用いてロータ１１０を加熱する処理を繰り返す。
ステップＳ１０６の後、図１１の処理を終了する。
なお、回転機械システム１が、ステップＳ１０１で測定される振動振幅が所定の閾値以下となるまで図１１の処理を繰り返すようにしてもよい。これにより、図１１の処理のいずれかのステップで誤差が生じる場合など、１回の図１１の処理において得られる振動の軽減効果が比較的小さい場合でも、より大きな振動軽減効果を得られる。
【００４６】
以上のように、演算部２１０は、センサ１３０が検出したロータ１１０の振動に基づき、ロータ１１０の振動周期に応じた周期で、加熱装置１４０でロータ１１０を加熱するための位相及び加熱量を算出する。そして、加熱制御部２２０は、演算部２１０が算出した位相及び加熱量に基づき、加熱装置１４０によりロータ１１０を加熱して変形させる。
このように、加熱装置１４０がロータ１１０のうち、ある位相の部分を局所的に加熱して変形させることで、ロータ１１０を、回転軸からのずれを軽減させるように変形させることができる。これにより、ロータ１１０の振動を軽減させることができる。
【００４７】
また、センサ１３０は、ロータ１１０の振動の振幅および位相を測定する。これにより、演算部２１０は、ロータ１１０の振動、および、当該振動の変化を極座標表示にて表現することができる。ロータ１１０の振動、および、当該振動の変化を極座標表示にて表現することで、センサ１３０は、比較的容易に修正ベクトルの大きさおよび位相を算出することができる。
【００４８】
また、加熱装置１４０は、誘導加熱コイル１４１を備える。
これにより、加熱装置１４０は、ロータ１１０のうち、ある位相の部分を局所的に加熱して変形させることができる。
あるいは、加熱装置１４０が、誘導加熱コイル１４１に代えて、あるいは加えて、レーザ加熱装置を備えるようにしてもよい。
これにより、加熱装置１４０は、ロータ１１０のうち、ある位相の部分を局所的に加熱して変形させることができる。
【００４９】
なお、制御装置２００の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
１  回転機械システム
１００  回転機械
１１０  ロータ
１２０  ステータ
１２１  軸受
１３０  センサ
１３１  振動計
１３２  位相トリガー
１４０  加熱装置
１４１  誘導加熱コイル
２００  制御装置
２１０  演算部
２２０  加熱制御部
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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