CS263797B1

CS263797B1 - ZaKmW for control torque

Info

Publication number: CS263797B1
Application number: CS877506A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Stolcpart
Original assignee: Vaclav Stolcpart
Priority date: 1987-10-17
Filing date: 1987-10-17
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS750687A1

Abstract

Zařízeni je určeno pro kontrolu namáhání soustrojí například spojení turbiny s generátorem a pro kontrolu nestejiiě namáhaných rotačních součástí. Dále je pro vyznačení úlové polohy rotačních součástí. Zařízení je založeno na elektromagnetické indukci a změně odporu tenzometrických článků. Statorový elektromagnetický prvek, opatřený primárním vinutím, má minimálně jednu protilehlou rotorovou část se sekundárním vinutím, které spolu mají ráz rozptylového transformátorku se vzduchovou mezerou. Tato rotorová část je minimálně stejných obvodově délkových rozměrů než protilehlý statorový prvek. Její sekundární vinutí je elektricky spojeno s minimálně jedním šikmo uloženým tenzometrickým článkem, napojeným na vinutí přejímacího elektromagnetického obvodu. Proti přejímacímu obvodu je uložen přejímací statorový prvek, v jehož vinutí je indukován proud s napětím, který je porovnáván můstkovou metodou s nastavenou protihodnotou stabilizovaného proudu s napětím. Rozdílovými proudy je vyznačena změna torzního momentu.The device is intended for checking the stress of the machine set, for example the connection of the turbine with the generator and for checking the non-uniformly stressed rotating parts. It is also for indicating the nest position of the rotating parts. The device is based on electromagnetic induction and a change in the resistance of strain gauge cells. The stator electromagnetic element, equipped with a primary winding, has at least one opposing rotor part with a secondary winding, which together have the characteristics of a dispersion transformer with an air gap. This rotor part has at least the same circumferential length dimensions as the opposing stator element. Its secondary winding is electrically connected to at least one obliquely placed strain gauge cell, connected to the winding of the receiving electromagnetic circuit. A receiving stator element is placed opposite the receiving circuit, in whose winding a current with voltage is induced, which is compared by the bridge method with the set counterpart of the stabilized current with voltage. The difference currents indicate the change in torsional moment.

Description

Zařízení slouží pro kontrolu torzního momentu soustrojí například spojení turbíny e generátorem a pro kontrolu nestejně namáhaných rotačních částí.The device serves for checking the torsional moment of the turbine set, for example the connection of the turbine e generator and for checking the unequally loaded rotating parts.

Bezkontaktní snímání torzního momentu je možné u dlouhých hřídelů pomoci elektromagnetických snímačů s citlivými fázoměry. Přitom je vžak nutné docílit přesnou synchronizaci elektrických impulsů o vyžží frekvenci s otáčkami nezatížené části hřídele a opatřit hřídel vyvýšenými plochami. V místech vyvýšených ploch se dokonaleji uzavírá měřící elektromagnetický obvod, v němž se v určitých impulsech idnukuje zvýšený proud, který se projeví až v určité sinusové části. Touto určitou sinusovou částí je určeno zpoždění, rovnající se zvýšenému torznímu momentu. Vyvýšenými místy na hřídeli je také možno přerušovat paprsek světla a časově porovnávat přejímané elektrické hodnoty. V obou případech však jde o velmi velkou nepřesnost určení torzního momentu. Avšak ani určování torzního momentu pomoci spektra také nepřináší dobré výsledky, a to mimo jiné hlavně proto, že je velký problém vyjádřený druh spektra převést na elektrické impulsy.Contactless torsional moment sensing is possible with long shafts using electromagnetic sensors with sensitive phase meters. However, it is necessary to achieve accurate synchronization of electrical pulses at a higher frequency with the speed of the unloaded part of the shaft and to provide the shaft with raised surfaces. In places of elevated surfaces, the measuring electromagnetic circuit is better closed, in which in certain pulses an increased current is detected, which occurs only in a certain sinusoidal part. A delay equal to the increased torsional moment is determined by this particular sinusoidal portion. It is also possible to interrupt the light beam by means of elevated points on the shaft and to compare the received electrical values over time. In both cases, however, this is a very large inaccuracy in determining the torque. However, the determination of the torsional moment by means of spectrum also does not produce good results, mainly because it is a big problem to convert the expressed type of spectrum into electrical impulses.

Dosavadní nedostatky měření torzního momentu jsou odstraněny zařízením podle vynálezu, které je založeno na elektromagnetické indukci se změnou odporu tenzometrických článků. Statorový elektromagnetický prvek, opatřený primárním vinutím, má miminálně jednu protilehkou rotorovou část se sekundárním vinutím, která je nejméně stejných obvodově délkových rozměrů. Tato rotorová část je elektricky spojena minimálně jedním tenzometrickým článkem s přejímacím elektromagnetickým obvodem, jejímž vinutím je impulsově buzeno jeho jádro.The existing shortcomings of the torque measurement are eliminated by the device according to the invention, which is based on electromagnetic induction with a change in resistance of the strain gauge cells. The stator electromagnetic element provided with the primary winding has at least one opposite rotor portion with a secondary winding which is at least of the same circumferential length dimensions. This rotor part is electrically connected by at least one strain gauge cell to a receiving electromagnetic circuit, the winding of which impulses its core.

Proti jádru přejímacího elektromagnetického obvodu je uložen statorový elektromagnetický prvek. Přes vzduchovou mezeru mezi rotorem a statorem je ve vinutí statorového prvku indukován proud s napětím, který je porovnáván můstkoyou metodou s nastavenou protihodnotou stabilizovaného proudu s napětím. Rozdílovými proudy je určena změna torzního momentu.A stator electromagnetic element is arranged opposite the core of the receiving electromagnetic circuit. Through the air gap between the rotor and the stator, a current with voltage is induced in the stator element winding, which is compared by a bridge method with the set value of the stabilized current with voltage. Differential currents determine the torque change.

Zařízením podle vynálezu má patrně proti všem dosavadním velmi velkou citlivost měření, takže je možno měřit torzní momenty s velkou přesnosti na malém úseku hřídele.Apparently, the device according to the invention has a very high measurement sensitivity over all prior art, so that torsional moments can be measured with a high accuracy on a small shaft section.

Zařízení je znázorněno výkresy, kde obr. 1 je pohled na celkovou sestavu souběžně s osou hřídele, obr. 2 znázorňuje elektromagnetický obvod přejímací části statoru a rotoru v příčném řezu a obr. 3 zobrazuje elektromagnetické obvody rozložené na hřídeli.1 is a cross-sectional view of the overall assembly parallel to the shaft axis, FIG. 2 shows the electromagnetic circuit of the receiving portion of the stator and rotor, and FIG. 3 shows the electromagnetic circuits distributed on the shaft.

Statorová část 2 s primárním vinutím JI a statorový sběrný elektromagnetický prvek 10 s vinutím 2 jsou uchyceny na pevné části stroje 2· Rotorové části 4. a 11 s sekundárním vinutím 3 a 12 jsou spojeny s hřídelem 5 například lepením. Jejich převýšení na hřídeli 5 je vyrovnáno pásem 6, vyrobeného z pružného plastu nebo z tuhé syntetické pryže pro vyšší teploty. V místech, kde se statorová část 2 a statorový sběrný prvek 10 překrývají s elektromagnetickými částmi 4 a 11 mají spolu ráz rozptylových trnasformátorků se vzduchovou mezerou, proto vysílací část statorové části 2 má primární vinutí ,1 a rotorová část £ sekundární vinutí 2· Sekundární vinutí 2 rotorové části 4, je spojeno podle znázornění dvěma tenzometrickými články 13 a 7_, které jsou na hřídeli 5 nalepeny a chráněny pružným povlakem barvy nebo podobně.The stator part 2 with the primary winding 11 and the stator collecting electromagnetic element 10 with the winding 2 are mounted on a fixed part of the machine 2. The rotor parts 4 and 11 with the secondary winding 3 and 12 are connected to the shaft 5 by gluing. Their elevation on the shaft 5 is compensated by a belt 6 made of flexible plastic or rigid synthetic rubber for higher temperatures. Where the stator portion 2 and the stator header 10 overlap with the electromagnetic portions 4 and 11, they have a stroke of air gap dispersing transformers, therefore the transmitting portion of the stator portion 2 has a primary winding 1 and the rotor portion 6 a secondary winding 2. 2 of the rotor part 4 is connected as shown by two strain gauges 13 and 7 which are glued to the shaft 5 and protected by a flexible coating of paint or the like.

Primární vinutí 2 statorové části 2 je napojeno na zdroj střídavého proudu. Protilehlá rotorová část £ se sekundárním vinutím 2 má Btejný průřez.The primary winding 2 of the stator part 2 is connected to an AC power source. The opposite rotor portion 6 with the secondary winding 2 has the same cross-section.

V místech, kde se statorová část 2 překrývá s rotorovou částí 4.» se indukuje v sekundárním vinutí 2 rotorové části 2 proud a napětí, které jsou vedeny dvěma tenzometrickými články a 13 do vinutí 12 rotorové části 11. Z tohoto přejímacího obvodu 11 se proud s napětím indukuje do statorového sběrného prvku 10 s vinutím 9. Proud s napětím je dále porovnáván můstkovou metodou s nastavenou hodnotou stabilizovaného proudu s napětím, kterou je určen optimální kroutící moment na hřídeli 2*At the locations where the stator part 2 overlaps with the rotor part 4. »current and voltage are induced in the secondary winding 2 of the rotor part 2, which are led by two strain gauges and 13 to the winding 12 of the rotor part 11. with voltage it induces into the stator collector element 10 with a winding 9. The current with voltage is further compared by the bridge method with the set value of stabilized current with voltage, which determines the optimal torque on the shaft 2 *.

V případě dvojic rotorových elektromagnetických obvodů, sestávajících se z rotorových částí 4 a 11 a z tenzometrických článků 7 a 13, je možno docílit rotorovými částmi 11 s nestejnými fázemi, aby bylo možno kontrolovat přesnou polohu rotoru při jeho otáčení. Tím také počtem přejímaných proudových Impulzů je možno kontrolovat přesné otáčky hřídele za jeho úhlového natočení.In the case of pairs of rotor electromagnetic circuits consisting of the rotor parts 4 and 11 and the strain gauges 7 and 13, it is possible to obtain rotor parts 11 with unequal phases in order to control the exact position of the rotor as it rotates. Thus, the number of current pulses received can be used to control the exact speed of the shaft at its angular rotation.

Claims

I will invent the object

The torsion moment monitoring device provided with electromagnetic circuits of the stator and rotor with strain gauges is characterized in that at least one opposite rotor part (4) of at least the same length dimensions as the stator part (2) with the primary winding (1) is located. a stator part (2) with a secondary winding (3), and the rotor part (4), which is connected to the shaft (5), is connected with its secondary winding (3) to at least one strain gauge (7, 13) and is them connected to the receiving f

an electromagnetic circuit (11) connected to a shaft (5) provided with a stator electromagnetic header (10) with a winding (9).