Измеритель параметров роторных машин
Описан измеритель параметров регулярной составляющей, связанной с оборотами ротора, для системы контроля, диагностирования и аварийной защиты роторных машин и механизмов на нестационарных режимах работы в реальном масштабе времени. Рассмотрены методика диагностирования, структурная схема и основные...
Збережено в:
| Дата: | 2000 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2000
|
| Назва видання: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70964 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Измеритель параметров роторных машин / Э.А. Дмитриев, С.В. Емельянов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2000. — № 5-6. — С. 48-49. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-70964 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-709642014-11-19T03:01:42Z Измеритель параметров роторных машин Дмитриев, Э.А. Емельянов, С.В. Технология производства Описан измеритель параметров регулярной составляющей, связанной с оборотами ротора, для системы контроля, диагностирования и аварийной защиты роторных машин и механизмов на нестационарных режимах работы в реальном масштабе времени. Рассмотрены методика диагностирования, структурная схема и основные технические характеристики. Приведен пример выявления дефекта конструкции по данным натурного испытания. Working in real-time the meter of parameters of natural component that is related with rotor revolutions for system of control, diagnostics and emergency protection of rotor machines and mechanisms on non-stationary modes of operation has been described. Diagnostics procedure, structure scheme and main technical characteristics have been considered. Example of design defect detection on evidence derived from real-life test has been given. 2000 Article Измеритель параметров роторных машин / Э.А. Дмитриев, С.В. Емельянов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2000. — № 5-6. — С. 48-49. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70964 621.455–192 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Технология производства Технология производства |
| spellingShingle |
Технология производства Технология производства Дмитриев, Э.А. Емельянов, С.В. Измеритель параметров роторных машин Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description |
Описан измеритель параметров регулярной составляющей, связанной с оборотами ротора, для системы контроля, диагностирования и аварийной защиты роторных машин и механизмов на нестационарных режимах работы в реальном масштабе времени. Рассмотрены методика диагностирования, структурная схема и основные технические характеристики. Приведен пример выявления дефекта конструкции по данным натурного испытания. |
| format |
Article |
| author |
Дмитриев, Э.А. Емельянов, С.В. |
| author_facet |
Дмитриев, Э.А. Емельянов, С.В. |
| author_sort |
Дмитриев, Э.А. |
| title |
Измеритель параметров роторных машин |
| title_short |
Измеритель параметров роторных машин |
| title_full |
Измеритель параметров роторных машин |
| title_fullStr |
Измеритель параметров роторных машин |
| title_full_unstemmed |
Измеритель параметров роторных машин |
| title_sort |
измеритель параметров роторных машин |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2000 |
| topic_facet |
Технология производства |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70964 |
| citation_txt |
Измеритель параметров роторных машин / Э.А. Дмитриев, С.В. Емельянов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2000. — № 5-6. — С. 48-49. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| series |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| work_keys_str_mv |
AT dmitrievéa izmeritelʹparametrovrotornyhmašin AT emelʹânovsv izmeritelʹparametrovrotornyhmašin |
| first_indexed |
2025-07-05T20:04:03Z |
| last_indexed |
2025-07-05T20:04:03Z |
| _version_ |
1836838650304790528 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2000, ¹ 5�6
48
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
Ðàññìàòðèâàåòñÿ ñèñòåìà äèàãíîñòè-
ðîâàíèÿ äåôåêòîâ êîíñòðóêöèè íà
ïåðåõîäíûõ è ñòàöèîíàðíûõ ðåæèìàõ
â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè.
Ñâîåâðåìåííîå îáíàðóæåíèå çàðîæäàþùèõñÿ
äåôåêòîâ è çàùèòà ýêñïëóàòèðóåìîãî îáîðóäîâàíèÿ
ñîñòàâëÿþò îñíîâíóþ ïðîáëåìó òåõíè÷åñêîé äèàã-
íîñòèêè. Îñîáåííî îñòðî ýòè ïðîáëåìû ñòîÿò â íà-
ñòîÿùåå âðåìÿ, êîãäà ðåñóðñ ìàøèííîãî îáîðóäîâà-
íèÿ ïîëíîñòüþ èñïîëüçîâàí èëè áëèçîê ê ýòîìó.
Ïîýòîìó ïðîáëåìà êîíòðîëÿ òåêóùåãî ñîñòîÿíèÿ,
ïðîãíîçèðîâàíèÿ îòêàçîâ, äèàãíîñòèðîâàíèÿ è àâà-
ðèéíîé çàùèòû ìàøèí îáùåãî è ñïåöèàëüíîãî îáî-
ðóäîâàíèÿ � îäíà èç àêòóàëüíåéøèõ. Çàäà÷è òåõ-
íè÷åñêîé äèàãíîñòèêè, ïðèíöèïû ïîñòðîåíèÿ ñèñòåì
êîíòðîëÿ, äèàãíîñòèðîâàíèÿ è àâàðèéíîé çàùèòû
ïîäðîáíî ðàññìîòðåíû â [1, 2].
Êàê èçâåñòíî, èçìåðÿåìûå ñèãíàëû x(t)
îáúåêòà êîíòðîëÿ ñîäåðæàò ðåãóëÿðíóþ r(t)
è øóìîïîäîáíóþ η(t) ñîñòàâëÿþùèå [3] �
x(t)=r(t)+η(t).
 ñâîþ î÷åðåäü, ñðåäè êîíòðîëèðóåìûõ
ïàðàìåòðîâ, ñîäåðæàùèõ äèàãíîñòè÷åñêóþ èí-
ôîðìàöèþ, âàæíåéøóþ ðîëü èãðàþò ïàðàìåò-
ðû ðåãóëÿðíîé ñîñòàâëÿþùåé r(t), ñâÿçàííîé
ñ îáîðîòàìè ðîòîðà. Âìåñòå ñ òåì â èçâåñò-
íûõ àïïàðàòóðíûõ ñðåäñòâàõ äèàãíîñòèðîâà-
íèÿ îòñóòñòâóþò óñòðîéñòâà âûäåëåíèÿ ðå-
ãóëÿðíîé ñîñòàâëÿþùåé è îöåíèâàíèÿ åå ïà-
ðàìåòðîâ â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè. Äëÿ
ðåøåíèÿ ýòîé çàäà÷è ñïåöèàëüíî ðàçðàáîòàí
èçìåðèòåëü ïàðàìåòðîâ ðåãóëÿðíîé êîìïîíåí-
òû (ÈÏÐ), îñíîâíîå íàçíà÷åíèå êîòîðîãî �
îòñëåæèâàíèå àìïëèòóäû èññëåäóåìûõ ñèã-
íàëîâ íà ÷àñòîòàõ kfð (k � íîìåð ãàðìîíè-
êè, fð � ìãíîâåííàÿ ÷àñòîòà îáîðîòîâ ðîòî-
ðà), êðàòíûõ ðîòîðíîé.
ÈÏÐ ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí êàê â ñî-
ñòàâå ñèñòåì êîíòðîëÿ, äèàãíîñòèðîâàíèÿ è
àâàðèéíîé çàùèòû (ÑÊÄÀ), òàê è àâòîíîìíî,
äëÿ ïðîâåäåíèÿ íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèõ,
äîâîäî÷íûõ è ïîñëåðåìîíòíûõ ðàáîò.  ïîñ-
ëåäíåì ñëó÷àå âìåñòî îáúåêòà êîíòðîëÿ èñ-
ïîëüçóåòñÿ ìàãíèòíûé ðåãèñòðàòîð.
Öåëü íàñòîÿùåé ðàáîòû ñîñòîèò â îïðåäå-
ëåíèè ìåñòà, êîòîðîå çàíèìàåò ÈÏÐ â ñîñòà-
âå ÑÊÄÀ, è îñîáåííîñòåé åãî ðåàëèçàöèè.
Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ÑÊÄÀ, â êîòîðîé ïàðàìåòðû
ðåãóëÿðíîé ñîñòàâëÿþùåé èçìåðÿþòñÿ (ðèñ. 1), ñî-
äåðæèò îáúåêò êîíòðîëÿ (ÎÊ) èëè ìàãíèòíûé ðåãè-
ñòðàòîð (ÌÐ), èçìåðèòåëü ïàðàìåòðîâ ðåãóëÿðíîé
ñîñòàâëÿþùåé (ÈÏÐ), àíàëîãî-öèôðîâîé ïðåîáðàçî-
âàòåëü (ÀÖÏ), èíòåðôåéñ è ÝÂÌ.
Íà âõîä ÈÏÐ ïîñòóïàþò èçìåðÿåìûå ñèãíàëû
x1(t) è x2(t) îò äàò÷èêîâ (êàê ïðàâèëî, âèáðîóñêî-
ðåíèé èëè ïóëüñàöèé äàâëåíèÿ), óñòàíîâëåííûõ íà
ÎÊ, èëè îò ÌÐ, à òàêæå ñèãíàë ñèíõðîíèçàöèè n(t)
îò äàò÷èêà îáîðîòîâ (ÄÎ).  ÈÏÐ ñèíõðîííî ñ
n(t) âûäåëÿþòñÿ ñèãíàëû çàäàííîé k-é ãàðìîíèêè
ðîòîðíîé ÷àñòîòû è îöåíèâàþòñÿ èõ àìïëèòóäû À1(t)
è À2(t), îáðàçóþùèå âûõîäíîé ñèãíàë.
Áîëåå ïîäðîáíûå ñâåäåíèÿ îá îñîáåííîñòÿõ ÈÏÐ
è åãî ôóíêöèîíèðîâàíèè äàåò ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà
(ðèñ. 2). Îíà ñîäåðæèò äâà èäåíòè÷íûõ èçìåðè-
Ê. ò. í. Ý. À. ÄÌÈÒÐÈÅÂ, Ñ. Â. ÅÌÅËÜßÍÎÂ
Óêðàèíà, ã. Îäåññà, Îäåññêèé ãîñ. ïîëèòåõíè÷åñêèé óí-ò
ÈÇÌÅÐÈÒÅËÜ ÏÀÐÀÌÅÒÐÎÂ ÐÎÒÎÐÍÛÕ ÌÀØÈÍ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
18.05 2000 ã.
Îïïîíåíò ä. ò. í. Ï. Å. ÁÀÐÀÍÎÂ
ÌÐ
èëè
ÎÊ
ÈÏÐ
ÀÖÏ Èíòåð-
ôåéñ
ÝÂÌ
A1(t)
A2(t)
õ1(t)
õ2(t) ⇒⇒
ÄÎ s(t)
Ðèñ. 1. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ÑÊÄÀ ñ èñïîëüçîâàíèåì ÈÏÐ
Ðèñ. 2. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ÈÏÐ
ÌÓ ÑÃÔ ÏÔ ÀÄ
A1(t)
A2(t)
õ1(t)
îò ÄÎ
õ2(t)
ÔÍ× Óì1 Óì2
ÁÓì×
ÈÊ2
ÈÊ1
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2000, ¹ 5�6 49
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
òåëüíûõ êàíàëà ÈÊ1 è ÈÊ2 è êàíàë óìíîæåíèÿ
÷àñòîòû îáîðîòîâ ðîòîðà.
ÈÊ1 ñîñòîèò èç ìàñøòàáèðóþùåãî óñèëèòåëÿ
(ÌÓ), ñèíõðîííî-ãðåáåí÷àòîãî ôèëüòðà (ÑÃÔ), ñëå-
äÿùåãî ïîëîñîâîãî ôèëüòðà (ÏÔ) è àìïëèòóäíîãî
äåòåêòîðà (ÀÄ). ÌÓ ñîãëàñóåò ïàðàìåòðû èñòî÷íè-
êà èññëåäóåìîãî ñèãíàëà ñ ÈÏÐ, â ÑÃÔ ðàçäåëÿþò-
ñÿ ðåãóëÿðíàÿ è øóìîïîäîáíàÿ ñîñòàâëÿþùèå èñ-
ñëåäóåìûõ ñèãíàëîâ, ñëåäÿùèé ïîëîñîâîé ôèëüòð
ÏÔ âûäåëÿåò çàäàííóþ ãàðìîíèêó ðåãóëÿðíîé ñî-
ñòàâëÿþùåé, ñâÿçàííîé ñ îáîðîòàìè ðîòîðà è ñëåäÿ-
ùèì ÀÄ, â êîòîðîì âûäåëÿåòñÿ îãèáàþùàÿ èññëåäó-
åìîãî ñèãíàëà. Ñèíõðîíèçàöèÿ ÑÃÔ è ÏÔ îñóùå-
ñòâëÿåòñÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì äâóõñòóïåí÷àòîãî áëî-
êà óìíîæåíèÿ ÷àñòîòû (ÁÓì×) (íà âõîä êîòîðîãî
ïîñòóïàåò ôèëüòðîâàííûé ôèëüòðîì íèæíèõ ÷àñòîò
(ÔÍ×) ñèãíàë îò ÄÎ) è óìíîæèòåëåé ÷àñòîòû (Óì1
è Óì2), ãäå ÷àñòîòà óìíîæàåòñÿ â òðåáóåìîå äëÿ
ñèíõðîíèçàöèè ÑÃÔ è ÏÔ ÷èñëî ðàç.
Óïðàâëåíèå ÈÏÐ îñóùåñòâëÿåòñÿ ìèêðîïðîöåñ-
ñîðíûì áëîêîì (íà ðèñóíêå íå ïîêàçàí).
Îñíîâíûå òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ÈÏÐ
×èñëî âõîäíûõ êàíàëîâ:
� èññëåäóåìûõ ñèãíàëîâ � 2;
� ñèíõðîíèçàöèè (îò äàò÷èêà îáîðîòîâ ðîòîðà) � 1.
Ïàðàìåòðû èññëåäóåìûõ ñèãíàëîâ:
� äèàïàçîí ÷àñòîò � 20�20000 Ãö;
� âõîäíîå íàïðÿæåíèå � ±5 Â;
� âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå � 1ÌÎì;
� êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ âõîäíûõ ñèãíàëîâ � 1, 2, 3, 4, 5.
×èñëî âûõîäíûõ êàíàëîâ:
� îãèáàþùåé èññëåäóåìûõ ñèãíàëîâ � 2.
Ïàðàìåòðû âûõîäíûõ ñèãíàëîâ:
� äèàïàçîí ÷àñòîò � 0�200 Ãö;
� âûõîäíîå íàïðÿæåíèå � 0�10 Â;
� ñîïðîòèâëåíèå íàãðóçêè, íå ìåíåå � 2 êÎì.
Ïàðàìåòðû ñèãíàëà äàò÷èêà îáîðîòîâ ðîòîðà:
� ÷àñòîòà � 16fð;
� íàïðÿæåíèå (ìèí./ìàêñ.) � ±20 ìÂ/±10 Â;
� äèàïàçîí ÷àñòîò ñèãíàëà ñèíõðîíèçàöèè � 300�
6400 Ãö.
Âûäåëÿåìûå ãàðìîíèêè ðîòîðíîé ÷àñòîòû � 1�33.
Äîáðîòíîñòü ÑÃÔ íà ÷àñòîòå fð � 3, 6, 10, 15, 20, 30, 40, 50.
Äîáðîòíîñòü ñëåäÿùåãî ôèëüòðà � 10, 15, 22, 30, 45.
Îñíîâíîé óçåë ÈÏÐ � ÑÃÔ. Åãî íàçíà÷åíèå �
âûäåëåíèå ãàðìîíèê íà ÷àñòîòàõ, êðàòíûõ fð. Ïåðå-
äàòî÷íàÿ ôóíêöèÿ ÑÃÔ èìååò âèä
H(z)=(1�α)/(1�αexp(�zN)),
ãäå α � êîýôôèöèåíò, çíà÷åíèå êîòîðîãî ëåæèò â
èíòåðâàëå îò 0 äî 1, N îïðåäåëÿåò ÷èñëî çóáöîâ
ãðåáåíêè ÑÃÔ. Àìïëèòóäíî- (À×Õ) è ôàçî÷àñòîò-
íàÿ (Ô×Õ) õàðàêòåðèñòèêè ôèëüòðà èìåþò âèä, ïî-
êàçàííûé íà ðèñ. 3. Ôèëüòð âûïîëíåí ïî òåõíîëî-
ãèè êîììóòèðóåìûõ RC-öåïåé.
 êà÷åñòâå èëëþñòðàöèè ðàññìîòðèì ðåçóëüòàòû îá-
ðàáîòêè äàííûõ èñïûòàíèé àâèàöèîííîãî äâèãàòåëÿ ñ
èñïîëüçîâàíèåì ÈÏÐ. Êîíòðîëèðîâàëèñü ïóëüñàöèè
äàâëåíèÿ ãîðþ÷åãî äî è ïîñëå íàñîñà.  ðåçóëüòàòå îá-
ðàáîòêè íà ÈÏÐ ñôîðìèðîâàí ãðàôèê çàâèñèìîñòè àì-
ïëèòóäû 7fð îò ÷àñòîòû (ðèñ. 4).
Èç ãðàôèêà âèäíî, ÷òî íà ÷àñòîòå 1100 Ãö â ìîìåíò
çàïóñêà íàáëþäàåòñÿ âñïëåñê àìïëèòóäû â îáåèõ òî÷êàõ
èçìåðåíèÿ, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î íàëè÷èè ñêðûòîãî ðåçî-
íàòîðà â ïðîòî÷íîé ÷àñòè. Âìåñòå ñ òåì íåïîñðåäñòâåí-
íîå ïðèìåíåíèå ñïåêòðàëüíîãî àíàëèçà íå ïîçâîëÿåò îá-
íàðóæèòü ýòîò äåôåêò êîíñòðóêöèè.
***
Òàêèì îáðàçîì, ïðèìåíåíèå èçìåðèòåëÿ ïàðàìåò-
ðîâ ðåãóëÿðíîé êîìïîíåíòû, ñâÿçàííîé ñ îáîðîòàìè
ðîòîðà, ïîçâîëÿåò â õîäå èñïûòàíèé îáíàðóæèòü äå-
ôåêòû êîíñòðóêöèè, êîòîðûå íåâîçìîæíî îïðåäå-
ëèòü ñ ïîìîùüþ äðóãîé ìåòîäèêè.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Äìèòðèåâ Ý. À. Ñèñòåìû êîíòðîëÿ, äèàãíîñòèðîâà-
íèÿ è àâàðèéíîé çàùèòû æèäêîñòíûõ ðàêåòíûõ äâèãà-
òåëåé ïî áûñòðî- è ìåäëåííîìåíÿþùèìñÿ ïàðàìåòðàì //
Òð. Îäåñ. ïîëèòåõí. óí-òà.� Îäåññà, 1999.� Âûï 2. �
Ñ. 92�96.
2. Ïîïêîâ Â. È., Ìûøèíñêèé Ý. Ë., Ïîïêîâ Î. È.
Âèáðîàêóñòè÷åñêàÿ äèàãíîñòèêà â ñóäîñòðîåíèè.� Ë. :
Ñóäîñòðîåíèå, 1989.
3. Äìèòðèåâ Ý. À. Äèàãíîñòè÷åñêèå ìîäåëè âèá-
ðîàêóñòè÷åñêèõ ñèãíàëîâ // Òð. Îäåñ. ïîëèòåõí. óí-
òà.� Îäåññà, 1996.� Âûï 2.� Ñ. 44�46.
1
0,5
0
0 50 100 150 f
H(z(f))
1
0
�1
0 50 100 150 f
argH(z(f))
π_
2
π_ _
2
π_
4
π_ _
4
à)
á)
Ðèñ. 3. À×Õ (à) è Ô×Õ (á) ñèíõðîííî-ãðåáåí÷àòîãî
ôèëüòðà
Ä
àâ
ëå
íè
å,
à
òì
4
3
2
1
0
200 600 1000 1400 1800
×àñòîòà, Ãö
Ðèñ. 4. Ãðàôèêè çàâèñèìîñòè àìïëèòóäû 7fð îò ÷àñòîòû
çà âðåìÿ èñïûòàíèÿ, ïîëó÷åííûå â ðåçóëüòàòå îáðàáîòêè
ñèãíàëà îò äàò÷èêà ïîñëå íàñîñà
1100 Ãö
|