DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2018.50.062

УДК 621.3

АНАЛІТИЧНЕ ВИЗНАЧЕННЯ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ОБВІДНОЇ ПОЛЮСІВ РОТОРА ГІДРОГЕНЕРАТОРА ЗА ДАНИМИ СЕНСОРІВ ПОВІТРЯНОГО ЗАЗОРУ

Є.О. Зайцев, канд. техн. наук, А.С. Левицький, докт. техн. наук
Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна,
е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів, Вам потрібно включити JavaScript для перегляду

Розроблено математичні моделі, що можуть бути використані для реалізації програмно-математичного забезпечення систем технічної діагностики гідрогенераторів при визначенні деяких механічних дефектів потужних генераторів. Розглянуто способи аналітичного визначення параметрів спотворення обвідної полюсів ротора гідрогенератора. Для визначення використано дані про величини повітряних зазорів між кожним полюсом ротора і розточенням осердя статора від системи сенсорів повітряного зазору, розміщених на розточенні осердя. Визначено математичні залежності, що характеризують спотворення обвідної полюсів ротора гідрогенератора. Запропоновано використання методу найменших квадратів для визначення центра обвідної полюсів ротора. Показано, що за цього методу визначення центра зменшується вплив розкиду радіальних розмірів полюсів ротора. Встановлено аналітичні залежності для визначення центра обвідної полюсів ротора як за умови наявності, так і за умови відсутності нерівномірності повітряного зазору між статором і ротором, спричиненої розкидом радіальних розмірів полюсів ротора. Аналітично встановлені параметри обвідної ротора можуть бути використані для побудови траєкторії (годограф) руху центра ротора та у процесі визначення ступеня ексцентриситету ротора. Бібл. 21.
Ключові слова: гідрогенератор, ротор, форма обвідної, вимірювання, годограф, метод найменших квадратів, обід, обвідна.

АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОГИБАЮЩЕЙ ПОЛЮСОВ РОТОРА ГИДРОГЕНЕРАТОРОВ ПО ДАННЫМ СЕНСОРОВ ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА

Е.А. Зайцев, канд. техн. наук, А.С. Левицкий, докт. техн. наук
Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина

Разработаны математические модели, которые могут быть использованы для реализации программно-математического обеспечения систем технической диагностики гидрогенераторов при определении некоторых механических дефектов мощных генераторов. Рассмотрены способы аналитического определения параметров искажения огибающей полюсов ротора гидрогенератора. Для определения используются данные о величинах воздушных зазоров между каждым полюсом ротора и расточкой сердечника статора от системы сенсоров воздушного зазора, размещенных на расточке сердечника. Определены математические зависимости, характеризующие искажения огибающей полюсов ротора гидрогенератора. Предложено использование метода наименьших квадратов для определения центра обводной полюсов ротора. Показано, что при этом методе определения центра уменьшается влияние разброса радиальных размеров полюсов ротора. Установлены аналитические зависимости для определения центра обводной полюсов ротора как при наличии, так и при отсутствии неравномерности воздушного зазора между статором и ротором, вызванной разбросом радиальных размеров полюсов ротора. Аналитически установленные параметры огибающей ротора могут быть использованы для построения траектории (годограф) движения центра ротора и при определении степени эксцентриситета ротора. Библ. 21.
Ключевые слова: турбогенератор, сердечник статора, стяжная призма, усилие, измерение, трубчатый упругий элемент, функция преобразования, погрешность.

Література:

1. Левицький А.С. , Зайцев Є.О., Кромпляс Б.А Визначення функції перетворення ємнісного сенсора повітряного зазору в гідрогенераторі СГК 538/160-70М. Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України. Київ, 2016. Вип. 43. С. 134–137.
2. Бабак С.В., Мыслович М.В., Сысак Р.М. Статистическая диагностика электротехнического оборудования. Киев: ИЭД НАН Украины, 2015. 456 с.
3. Коваль А.А., Нецеевский А.Б. Эксплуатационный контроль асимметрии магнитного поля в воздушном зазоре гидрогенератора. Энергетика и электрификация. Київ, 1984. № 2. С. 17–20.
4. Патент України на винахід UA 115924 C2, G01B 7/14, G01D 5/24. Ємнісний сенсор для вимірювання повітряного зазору в генераторах / Левицький А.С., Зайцев Є.О., Кромпляс Б.А. – заявник Інститут електродинаміки НАН України. – № a 2016 03404; заявл. 01.04.2016; публ. 10.01.2018. – Бюл. № 1/2018.
5. Pollock G.B., Lyles I.F. Vertical hydraulic generators experience with dynamic air gap monitoring. IEEE Transactions on Energy Conversion. Vancouver (Canada), 1992. Vol. 7, № 4. С. 680–668.
6. Левицький А.С., Федоренко Г.М., Грубой О.П. Контроль стану потужних гідро- та турбогенераторів за допомогою ємнісних вимірювачів параметрів механічних дефектів. Київ: Ін-т електродинаміки НАН України, 2011. 242 с.
7. Griscenko M. Air gap monitoring unit generator to advance vibration diagnostic procedure: Summary of the Doctoral Thesis: Summary of the Doctoral Thesis. Riga: RTU, 2015. 20 c.
8. Volkovas V., Mikalauskas R., Eidukeviciute M. Air gap measuring system for purpose of diagnostics and condition monitoring. Thesis conference 3rd International Congress of Technical Diagnostics’ 2004. Poznan(POLAND), 2004. Vol. 30(2). С. 169–174.
9. Airgap sensors. Режим доступу: http://www.mc-monitoring.com/sensors/airgap-sensors.html (дата звернення: 10.03.2018)
10. Air Gap Monitoring SA. Режим доступу: http://pdf.directindustry.com/pdf/mc-monitoring/agt-525/163977-644798.html (дата звернення: 10.03.2018)
11. Левицький А.С., Зайцев Є.О. Гібридні волоконно-оптичні вимірювачі контрольно-діагностичних параметрів гідрогенераторів. Гідроенергетика України. Київ, 2016. № 3-4. С. 32–33.
12. Zaitsev I.O., Levytskyi A.S., Kromplyas B.A. Hybrid capacitive sensor for hydro- and turbo generator monitoring system. Proceedings of the International conference on modern electrical and energy system (MEES-17). Kremenchuk (Ukraine), 2017. C. 288–291.
13. Зайцев Є.О., Левицький А.С., Кромпляс Б.А., Сидорчук В.Є. Розробка апаратно-програмного забезпечення системи контролю повітряного зазору гідрогенераторів. Електротехнічні та комп’ютерні системи. Одеса, 2017. № 24(100). С.151–161.
14. Зайцев Е.А., Левицкий А.С, Сидорчук В.Е. Система контроля воздушного зазора гидрогенераторов. Приборы и методы измерений. Минск, 2017. Т.8, № 2. С. 122–130. DOI: https://doi.org/10.21122/2220-9506-2017-8-2-122-130
15. СОУ-Н ЕЕ 20.302:2007. Норми випробування електрообладнання – Офіц. вид., наказ Мінпаливенерго 2007-01-15 г. №13. Київ: ОЕП «ГРИФРЕ»: Мін-во палива та енергетики України, 2007. 262 с.
16. Нецеевский А.Б., Геллер Р.Л., Щетинин А.Д. Устранение асимметрии воздушного зазора в гидрогенераторе типа СВ 1340/50-96. Электрические станции. Москва, 1975. № 1. С. 45–48.
17. Зайцев Е.А., Сидорчук В.Е., Шпилька А.Н. Использование спектрального анализа методом Берга при построении программно-математического обеспечения оптических систем вибродиагностики. Приборы и методы измерений. Минск, 2016. Т. 7, № 2. С. 186–194. DOI: https://doi.org/10.21122/2220-9506-2016-7-2-186-194
18. Poularikas A.D. The Transforms and Applications Handbook. Boca Raton(USA):CRC Press LLC, 2000. 1233 с. DOI: https://doi.org/10.1201/9781420036756
19. Мардиа К. Статистический анализ угловых наблюдений. Москва: Наука, 1978. 240 с.
20. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Анализ данных на компьютере. Москва: ИНФРА–М, 2002. 528 с.
21. Большев Л. Н., Смирнов Н. В. Таблицы математической статистики. Москва: Наука, 1983. 416 с.