Clean Power

Ukrainian (UA)English (United Kingdom)

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ


ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОДИНАМІКИ

Про інститут

DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2018.49.032

УДК 621.3.085.5 : 62-27

ПРУЖНИЙ ЕЛЕМЕНТ ПЕРЕТВОРЮВАЧА ЗУСИЛЬ В СТЯЖНИХ ПРИЗМАХ ОСЕРДЯ СТАТОРА ПОТУЖНОГО ТУРБОГЕНЕРАТОРА

А.С. Левицький1, докт. техн. наук, Є.О. Зайцев2, канд. техн. наук, А.М. Смирнова3
1,2 – Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна,
3 – Київський національний торгово-економічний університет,
вул. Кіото, 19, Київ, 02156, Україна
е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів, Вам потрібно включити JavaScript для перегляду

Досліджено трубчастий пружний чутливий елемент (ПЧЕ) первинного перетворювача зусиль у стяжних призмах осердя статора потужного турбогенератора. Запропоновано методику розрахунку трубчастого ПЧЕ, яка дає змогу проектувати конструкції вимірювачів зусиль при зміні навантажень у широкому діапазоні. Визначено аналітичні співвідношення для розрахунку розмірів елемента. Отримано функцію перетворення «зусилля – відносна поздовжня деформація» з урахуванням зміни площі поперечного перерізу елемента відповідно до коефіцієнта Пуассона. Розраховано відносну похибку, зумовлену нелінійністю функції перетворення. Встановлено аналітичні залежності інформаційного сигналу від зусиль у пружному елементі для тензорезистивних, ємнісних та волоконно-оптичних вимірювачів. Бібл. 12, рис. 7.
Ключові слова: турбогенератор, осердя статора, стяжна призма, зусилля, вимірювання, трубчастий пружний елемент, функція перетворення, похибка.

УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ УСИЛИЙ В СТЯЖНЫХ ПРИЗМАХ СЕРДЕЧНИКА СТАТОРА МОЩНОГО ТУРБОГЕНЕРАТОРА

А.С. Левицкий1, докт. техн. наук, Е.А. Зайцев2, канд. техн. наук, А.М. Смирнова3
1,2 – Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина
3 – Киевский национальный торгово-экономический университет,
ул. Киото, 19, Киев, 02156, Украина

Исследован трубчатый упругий чувствительный элемент (УЧЭ) первичного преобразователя усилий в стяжных призмах сердечника статора мощного турбогенератора. Предложена методика расчета трубчатого УЧЭ, которая позволяет проектировать конструкции измерителя усилий при изменении нагрузок в широком диапазоне. Определены аналитические соотношения для расчета размеров элемента. Получена функция преобразования «усилие – относительная продольная деформация» с учетом изменения площади поперечного сечения элемента в соответствии с коэффициентом Пуассона. Рассчитана относительная погрешность, обусловленная нелинейностью функции преобразования. Установлены аналитические зависимости информационного сигнала от усилия в упругом элементе для тензорезистивных, емкостных и волоконно-оптических измерителей. Библ. 12, рис. 7.
Ключевые слова: турбогенератор, сердечник статора, стяжная призма, усилие, измерения, трубчатый упругий элемент, функция преобразования, погрешность.

Література
1. Guide to the Measurement of Force. The Institute of Measurement and Control, London. – Originally published 1998. Reviewed and re-issued 2013. 46 p. Режим доступу: http://www.npl.co.uk/upload/pdf/forceguide.pdf (дата звернення 07.10.2017).
2. Бауман Э. Измерение сил электрическими методами. М.: Мир, 1978. – 430 с.
3. Шторгин А.В. Научно-технические мероприятия по уменьшению повреждаемости статоров мощных турбогенераторов, вызванной вибрацией в торцевых зонах: Дис. ... канд. техн. наук: 05.11.05. Электрические машины и аппараты. Киев, 2015. 161 с.
4. Dan Mihai Stefanescu. Handbook of Force Transducers: Principle and Components.  Berlin : Springer, 2011.  612 p. Режим доступу: https://books.google.com.ua/books?id=RjzO10gmXZYC&pg=PR21&lp (дата звернення 07.10.2017).
5. Karl Hoffmann. An Introduction to Stress Analysis and Transducer Design using Strain Gauges. HBM Test and Measuremen. 2012. 257 p. Режим доступу: http://www.kkgroup.ru/help/Strain_Gauge_Measurements_Book_2012_01.pdf (дата звернення 13.11.2017).
6. Liu M., Zhou Z., Tao X., Tan Y. A dynamometer design and analysis for measurement the cutting forces on turning based on optical fiber Bragg Grating sensor. Prociding of the 10th World Congress on Intelligent Control and Automation. July 6-8, 2012, Beiling, Chine. P. 4287–4290. DOI: https://doi.org/10.1109/WCICA.2012.6359200
7. United States Patent No. US 20120026482 A1. Int. Cl. G01J5/48. Use of fiber optic sensor techniques for monitoring and diagnostics of large AC generators / George Franklin Dailey (US).  Appl. No. US 13/065,842; Pub. date Feb. 02, 2012.
8. Левицький А.С., Кобзарь К.О., Зайцев Є.О. Волоконно-оптичні вимірювачі зусиль в стяжних призмах турбогенераторів на основі решіток Брегга.  Гідроенергетика України. 2017. № 3-4. С. 22–25.
9. Левицький А.С., Федоренко Г.М. Датчики для вимірювання зусилля пресування осердя статорів гідро- і турбогенераторів. Гідроенергетика України. 2009. № 4. С.35–39.
10. Пикульский В.А., Чистиков А.А., Лифшиц А.Л. Исследование распределения плотности прессовки активной стали статора турбогенератора. Электротехника. 1990. №6. С. 9 – 13.
11. 11. Федоренко Г.М., Бут А.А., Кузьмин В.В. и др. Методика и измерительные средства определения усилий прессовки в сердечнике статора мощного турбогенератора. Техническая электродинамика. 1991. № 4. С. 64–69.
12. Феликсон Е. И. Упругие элементы приборов. Москва: Машиностроение, 1977. 311 с.