Parametric Capacitive Measuring Air Clearance Converter Between Rotor and Stator of Rotating Electric Cars
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2020-153-6-7-15Keywords:
air gap, rotating electric machine, parametric capacitive sensor, secondary measuring transducer, mathematical model, static characteristicAbstract
The paper substantiates that based on the considerations of ensuring the versatility and reducing the cost of construction of measuring the air gap between the rotor and stator of rotating electric machines, it is advisable to use measuring transducers of air gap in the value of the output DC voltage. Such a measuring transducer will allow you to implement a measuring instrument based on serial microcontrollers with built-in voltage ADC.
It is shown that the most suitable for use in conjunction with electric machines in the process of their industrial operation are capacitive air gap sensors. However, due to the relatively low sensitivity of this class of primary measuring transducers, their use in conjunction with serial secondary transducers such as "capacitance - voltage" has serious limitations, exacerbated by the need to adapt the measuring instrument to a wide class of rotating electric machines with different nominal air values the clearance between the rotor and the stator. Given these circumstances, it was proposed to design a secondary measuring transducer type "capacitance-voltage", characterized by variable gain, relatively simple design and low value of additional error, which will solve the existing problem of matching the measuring signal between the sensor and the sensor existing analog-to-digital voltage converters, which are usually equipped with modern microcontrollers.
A mathematical model of the proposed secondary measuring instrument obtained by further development of the
Terentyev rectifier calculation method (monogram method) was developed, which allowed adapting it for calculation of rectifiers with low value of input supply voltage and small value of load currents.
A mathematical model of the air gap measuring transducer between the rotor and the stator of rotating electric machines into voltage is obtained, which is a series connection of the capacitive air gap sensor and the proposed secondary measuring transducer of the "capacitance-voltage" type. The adequacy of the mathematical model was confirmed experimentally.
References
М. А. Яцун, і А. М. Яцун, Експлуатація та діагностування електричних машин і апаратів, навч. посіб. Львів, Україна: Видавництво Львівської політехніки, 2010, 228 с.
ИТГ Энергомаш. Определение неисправности асинхронного двигателя. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://energo.ucoz.ua/publ/5-1-0-10 .
В. Ю. Кучерук, Елементи теорії побудови систем технічного діагностування електромоторів, моногр. Вінниця, Україна: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2003, 195 с.
Е. А. Зайцев, А. С. Левицкий, и В. Е. Сидорчук, «Система контроля воздушного зазора гидроагрегатов,» Приборы и методы измерения, т. 8, № 2, с. 122-130, 2017.
В. К. Кирилловский, и Т. В. Точилина, Оптические измерения, учеб. пос. по лабораторному практикуму. Санкт-Петербург, РФ: Университет ИТМО, 2014, 130 с.
В. В. Кухарчук, В. Ю. Кучерук, Є. Т. Володарський, і В. В. Грабко, Основи метрології та електричних вимірювань, підруч. Вінниця, Україна: ВНТУ, 2012, 522 с.
N. V. Raghavendra, and L. Krishnamurthy, Engineering metrology and measurements. Oxford: University press, 2013, 508 p.
Д. М. Нестерчук, С. О. Квітка, і С. В. Галько, Методи і засоби вимірювань електричних та неелектричних величин, навч. посіб. Мелітополь, Україна: Виданвичо-поліграфчний центр «Люкс», 2017, 206 с.
А. С. Левицький, А. І. Новік, і Є. Ю. Неболюбов, «Створення ємнісного вимірювача повітряного зазору між ротором та статором у потужних гідроагрегатах,» Праці інституту електродинаміки НАН України, вип. 26, с. 54-62, 2010.
Ю. А. Карпов, С. Ш. Кацив, В. В. Кухарчук, і Ю. Г. Ведміцький, Теоретичні основи електротехніки. Усталені режими лінійних електричних кіл із зосередженими та розподіленими параметрами, підруч. Вінниця, Україна: ВНТУ, 2011, 377 с.
Е. А. Москатов, Источники питания. Киев, Украина: МК-Пресс, 2012, 208 с.
Б. П. Терентьев, Выпрямители для радиоустройств. Москва: Связьрадиоиздат, 1938, 227 с.
П. А. Борисов, В. С. Томасов, Расчёт и моделирование выпрямителей, учеб. пос. Санкт-Петербург, РФ: СПб ГУ ИТМО, 2009, 169 с.
М. А. Філинюк, та ін., Елементна база електронних апаратів. Частина III. Напівпровідникові діоди та тиристори. Вінниця, Україна: ВНТУ, 2016, 92 с.
Downloads
-
PDF (Українська)
Downloads: 136
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgment of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
