DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2017.48.126

УДК 621.317.39: 681.586.772

ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК УСИЛИЙ В СТЯЖНЫХ ПРИЗМАХ СТАТОРА ТУРБОГЕНЕРАТОРА С КОМПЕНСАЦИЕЙ ПОГРЕШНОСТИ ОТ ПЕРЕКОСА ЭЛЕКТРОДОВ

А.С. Левицкий, докт. техн. наук, А.И. Новик, докт. техн. наук, Е.А. Зайцев, канд. техн. наук
Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина,
е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів, Вам потрібно включити JavaScript для перегляду

Рассмотрен способ существенного уменьшения погрешности измерения усилий в стяжных призмах турбогенератора с использованием упругого элемента и емкостного датчика с переменным зазором. Проанализирована погрешность, возникающая из-за непараллельности (перекоса) плоских кольцевых электродов сенсора. Найдены соотношения размеров внешнего и внутреннего электродов, при которых основная составляющая погрешности преобразования «микроперемещение – обратная величина емкости» превращается в бесконечно малую величину. Предложено использование понятия "коэффициент перекоса" для упрощения определения и оценки величины непараллельности электродов независимо от их геометрических размеров. Проанализирована эффективность предложенного способа коррекции в зависимости от коэффициента перекоса кольцевых электродов. Показано, что относительная погрешность измерения при больших углах перекоса уменьшается в несколько раз, а при малых – в несколько сотен раз. Библ. 7, рис. 1, табл. 1.
Ключевые слова: турбогенератор, сердечник статора, стяжная призма, усилие, емкостный датчик, перекос электродов, погрешность.

ЄМНІСНИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ ЗУСИЛЬ У СТЯЖНИХ ПРИЗМАХ ОСЕРДЯ СТАТОРА ТУРБОГЕНЕРАТОРА З КОМПЕНСАЦІЄЮ ПОХИБКИ ВІД ПЕРЕКОСУ

А.С. Левицький, докт. техн. наук, А.І. Новік, докт. техн. наук, Є.О. Зайцев, канд. техн. наук
Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна

Розглянуто спосіб зменшення похибки вимірювання зусилля в стяжних призмах осердя статора турбогенератора ємнісним сенсором зі змінним зазором та пружним елементом. Проаналізовано похибку, яка виникає внаслідок непаралельності (перекосу) плоских кільцевих електродів сенсора. Знайдено співвідношення розмірів зовнішнього та внутрішнього електродів сенсора, при яких основна складова похибки перетворення «мікропереміщення – зворотна величина ємності» перетворюється в нескінченно малу величину. Запропоновано використання поняття «коефіцієнт перекосу» для спрощення визначення і оцінки величини непаралельності електродів незалежно від їх геометричних розмірів. Проаналізовано ефективності запропонованого способу корекції залежно від коефіцієнта перекосу кільцевих електродів. Показано, що відносна похибка вимірювання при великих кутах перекосу зменшується в декілька разів, а при малих – у декілька сотень разів. Бібл. 7, рис. 1, табл. 1.
Ключові слова: : турбогенератор, осердя статора, стяжна призма, зусилля, ємнісний пеетворювач, перекіс електродів, похибка.
Література
1. Гриневич Ф.Б., Лежоев Р.С. Компенсация погрешности, вызываемой непараллельностью электродов емкостного датчика.  Техн. электродинамика. 1988.  № 5. С. 68–71.
2. 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.
3. Титко О.І., Мистецький В.А. Математична модель, методика та результати розрахунку зусиль у стяжних призмах осердя статора турбогенератора за наявності дефектів на основі методу трьох моментів.  Пр. Ін-ту електродинаміки НАНУ: Зб. наук. пр.  К.: ІЕД НАНУ, 2014.  Вип. 39.  С. 38–44.
4. Фомин Б.П., Циханович Б.Г., Виро Г.М. Технология крупного электромашиностроения. Т.1: Турбогенераторы.  Л.: Энергоиздат, 1981.  392 с.
5. 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.  К., 2015.  161 с.
6. Heerens W.C. Multi-terminal capacitor sensors.  Journal of Physics E. Scientific Instruments.  Vol. 15.  1982.  P. 137-141. DOI: https://doi.org/10.1088/0022-3735/15/1/027
7. Polyanin A.D., Manzhirov A.V. Handbook of mathematics for engineers and scientists.  Boca Raton, FL: Taylor & Francis Group, LLC.  2007.  1543. – Avaible at: http://izt.ciens.ucv.ve/ecologia/Archivos/References-I-math/books-math/Math/Polyanin_Manzhirov-Handbook_of_Mathematics_for_Engineers_and_Scientists.pdf (accessed 24.05.2017).