10.14489/td.2021.06.pp.052-057

2021, 06 июнь (June)

DOI: 10.14489/td.2021.06.pp.052-057

Шилин А. Н., Мустафа М. Н., Кузнецова Н. С.
НИЗКОЧАСТОТНЫЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ВИБРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА ЛЕВИТАЦИИ
(с. 52-57)

Аннотация. В измерительной технике для диагностики тихоходного оборудования с частотами вращения единицы герц, например гидрогенераторы ГЭС, используются инерционные электромеханические преобразователи. В последних разработках таких преобразователей применяется электромагнитный подвес с параметрической обратной связью, позволяющей управлять жесткостью колебательной системы. Однако для центрирования подвижной части в электромеханических преобразователях используются гибкие направляющие, которые являются источниками сухого трения, усложняющими моделирование процессов измерения и ограничивающими по минимуму порог чувствительности. Кроме того, гибкие направляющие ограничивают частотный диапазон преобразователей. В настоящее время наиболее перспективным направлением решения этой проблемы является эффект левитации, который позволяет полностью исключить механический контакт и соответственно уменьшить порог чувствительности преобразователя. Приведен анализ существующих преобразователей, на основе которого предложен измерительный преобразователь с улучшенными характеристиками. Улучшенные метрологические характеристики позволяют осуществлять контроль и диагностику оборудования в различных отраслях деятельности человека. Особенно актуальна эта проблема в гидроэнергетике.

Ключевые слова: вибропреобразователь, сейсмические датчики, электромагнитный подвес, частотные характеристики вибропреобразователей, эффект левитации.

Shilin A. N., Mustafa M. N., Kuznetsova N. S.
LOW-FREQUENCY ELECTROMECHANICAL VIBRATION CONVERTER BASED ON LEVITATION EFFECT
(pp. 52-57)

Abstract. At present, one of the urgent problems in the energy and industry is to improve the reliability of the operation of various equipment. An effective method for increasing the reliability of equipment is diagnosing the state of machines and predicting their performance. Vibration control methods are widely used to diagnose rotary rotating machines. By the nature of the vibration process of the machine, it is possible to determine the degree of wear and, accordingly, the technical condition of the machines. In measuring technology for diagnostics of low-speed equipment with rotation frequencies of a unit of Hz, for example, hydroelectric generators of hydroelectric power plants, inertial electromechanical converters are used. The latest developments of such converters use an electromagnetic suspension with parametric feedback, which allows you to control the rigidity of the oscillatory system. However, for centering the moving part in electromechanical converters, flexible guides are used, which are sources of dry friction, which complicates the simulation of measurement processes and limits the sensitivity threshold to a minimum. In addition, flexible guides limit the frequency range of the converters. Currently, the most promising direction for solving this problem is the levitation effect, which allows you to completely exclude mechanical contact and, accordingly, reduce the sensitivity threshold of the transducer. From the analysis of literary sources, it follows that there are relatively few publications in this area. The proposed article provides an analysis of existing converters, on the basis of which a converter with improved characteristics, a measuring converter, is proposed. The proposed electromechanical converter has improved metrological characteristics and therefore can control and diagnose equipment in various fields of human activity. This problem is especially relevant in the hydropower industry.

Keywords: vibration transducer, seismic sensors, electromagnetic suspension, frequency characteristics of vibration transducers, levitation effect.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. Н. Шилин, М. Н. Мустафа, Н. С. Кузнецова (Волгоградский государственный технический университет, Волгоград, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

A. N. Shilin, M. N. Mustafa, N. S. Kuznetsova (Volgograd State Technical University, Volgograd, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Измерения, контроль, испытания и диагностика // Машиностроение: в 40 т. Т III-7 / В. В. Клюев, Ф. Р. Соснин, В. Н. Филинов и др. 2-е изд. М.: Машиностроение, 2005. 464 с.
2. Краус, М., Воши Э. Измерительные информационные системы. М.: Мир, 1975. 310 с.
3. Dezhi Zheng, Yixuan Liu, Zhanshe Guo et al. Theory and experiment research for ultralow frequency maglev vibration sensor // Rev. Sci. Instrum. 2015. V. 86. No. 10. doi: 10.1063/1.4931692.
4. Шилин А. Н., Седов М. Н. Моделирование вибропреобразователя с электромагнитным подвесом // Приборы. 2008. № 12. C. 41 – 44.
5. Шилин А. Н., Седов М. Н. Определение погрешности вибропреобразователя с электромагнитным подвесом // Контроль. Диагностика. 2010. № 5. C. 60 – 63.
6. Попов Е. П. Прикладная теория процессов управления в нелинейных системах. М.: Наука, 1973. 584 с.
7. Пат RU 95832, МПК G 01 H 11/02. Устройство для измерения вибраций / М. Н. Седов, А. Н. Шилин; ГОУ ВПО ВолгГТУ. 2010.
8. Ким Д. П. Теория автоматического управления: учеб. и практикум для вузов. М.: Юрайт, 2020. 276 с. (Высшее образование). URL: https://urait.ru/bcode/450559

Eng

1. Klyuev V. V., Sosnin F. R., Filinov V. N. et al. (2005). Measurements, control, testing and diagnostics. Mechanical engineering: in 40 volumes. Vol. III-7. 2nd ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
2. Kraus, M., Voshi E. (1975). Measuring information systems. Moscow: Mir. [in Russian language]
3. Dezhi Zheng, Yixuan Liu, Zhanshe Guo et al. (2015). Theory and experiment research for ultra-low frequency maglev vibration sensor. Review of Scientific Instruments, Vol. 86, (10). DOI: 10.1063/1.4931692.
4. Shilin A. N., Sedov M. N. (2008). Modeling a vibration transducer with an electromagnetic suspension. Pribory, (12), pp. 41 – 44. [in Russian language]
5. Shilin A. N., Sedov M. N. (2010). Determination of the error of a vibration transducer with an electromagnetic suspension. Kontrol'. Diagnostika, (5), pp. 60 – 63. [in Russian language]
6. Popov E. P. (1973). Applied theory of control processes in nonlinear systems. Moscow: Nauka. [in Russian language]
7. Sedov M. N., Shilin A. N. (2010). Vibration measuring device. Ru Patent No. RU 95832. GOU VPO VolgGTU. [in Russian language]
8. Kim D. P. (2020). Automatic control theory: textbook and workshop for universities. Moscow: Yurayt. Available at: https://urait.ru/bcode/450559 [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 450 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/td.2021.06.pp.052-057

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 450 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/td.2021.06.pp.052-057

and fill out the form