Automation and information-measuring equipment

Parametric Capacitive Measuring Air Clearance Converter Between Rotor and Stator of Rotating Electric Cars

Authors

V. F. Hraniak
Vinnytsia National Technical University ROR
V. V. Kukharchuk
Vinnytsia National Technical University ROR
S. Sh.
Vinnytsia National Technical University ROR
DOI https://doi.org/10.31649/1997-9266-2020-153-6-7-15

Keywords

air gap rotating electric machine parametric capacitive sensor secondary measuring transducer mathematical model static characteristic

Abstract

The paper substantiates that based on the considerations of ensuring the versatility and reducing the cost of construction of measuring the air gap between the rotor and stator of rotating electric machines, it is advisable to use measuring transducers of air gap in the value of the output DC voltage. Such a measuring transducer will allow you to implement a measuring instrument based on serial microcontrollers with built-in voltage ADC.

It is shown that the most suitable for use in conjunction with electric machines in the process of their industrial operation are capacitive air gap sensors. However, due to the relatively low sensitivity of this class of primary measuring transducers, their use in conjunction with serial secondary transducers such as "capacitance - voltage" has serious limitations, exacerbated by the need to adapt the measuring instrument to a wide class of rotating electric machines with different nominal air values the clearance between the rotor and the stator. Given these circumstances, it was proposed to design a secondary measuring transducer type "capacitance-voltage", characterized by variable gain, relatively simple design and low value of additional error, which will solve the existing problem of matching the measuring signal between the sensor and the sensor existing analog-to-digital voltage converters, which are usually equipped with modern microcontrollers.

A mathematical model of the proposed secondary measuring instrument obtained by further development of the

Terentyev rectifier calculation method (monogram method) was developed, which allowed adapting it for calculation of rectifiers with low value of input supply voltage and small value of load currents.

A mathematical model of the air gap measuring transducer between the rotor and the stator of rotating electric machines into voltage is obtained, which is a series connection of the capacitive air gap sensor and the proposed secondary measuring transducer of the "capacitance-voltage" type. The adequacy of the mathematical model was confirmed experimentally.

637 205

How to Cite

[1]
“Parametric Capacitive Measuring Air Clearance Converter Between Rotor and Stator of Rotating Electric Cars”, Вісник ВПІ, no. 6, pp. 7–15, Dec. 2020, doi: 10.31649/1997-9266-2020-153-6-7-15.

Author Biographies

V. F. Hraniak, Vinnytsia National Technical University

Cand. Sc. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of the Chair of Theoretical Electrical Engineering and Electrical Measurements

V. V. Kukharchuk, Vinnytsia National Technical University

Dr. Sc. (Eng.), Professor, Head of the Chair of Theoretical Electrical Engineering and Electrical Measurements

S. Sh. , Vinnytsia National Technical University

Cand. Sc. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of the Chair of Theoretical Electrical Engineering and Electrical Measurements

References

М. А. Яцун, і А. М. Яцун, Експлуатація та діагностування електричних машин і апаратів, навч. посіб. Львів, Україна: Видавництво Львівської політехніки, 2010, 228 с.
ИТГ Энергомаш. Определение неисправности асинхронного двигателя. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://energo.ucoz.ua/publ/5-1-0-10 .
В. Ю. Кучерук, Елементи теорії побудови систем технічного діагностування електромоторів, моногр. Вінниця, Україна: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2003, 195 с.
Е. А. Зайцев, А. С. Левицкий, и В. Е. Сидорчук, «Система контроля воздушного зазора гидроагрегатов,» Приборы и методы измерения, т. 8, № 2, с. 122-130, 2017.
В. К. Кирилловский, и Т. В. Точилина, Оптические измерения, учеб. пос. по лабораторному практикуму. Санкт-Петербург, РФ: Университет ИТМО, 2014, 130 с.
В. В. Кухарчук, В. Ю. Кучерук, Є. Т. Володарський, і В. В. Грабко, Основи метрології та електричних вимірювань, підруч. Вінниця, Україна: ВНТУ, 2012, 522 с.
N. V. Raghavendra, and L. Krishnamurthy, Engineering metrology and measurements. Oxford: University press, 2013, 508 p.
Д. М. Нестерчук, С. О. Квітка, і С. В. Галько, Методи і засоби вимірювань електричних та неелектричних величин, навч. посіб. Мелітополь, Україна: Виданвичо-поліграфчний центр «Люкс», 2017, 206 с.
А. С. Левицький, А. І. Новік, і Є. Ю. Неболюбов, «Створення ємнісного вимірювача повітряного зазору між ротором та статором у потужних гідроагрегатах,» Праці інституту електродинаміки НАН України, вип. 26, с. 54-62, 2010.
Ю. А. Карпов, С. Ш. Кацив, В. В. Кухарчук, і Ю. Г. Ведміцький, Теоретичні основи електротехніки. Усталені режими лінійних електричних кіл із зосередженими та розподіленими параметрами, підруч. Вінниця, Україна: ВНТУ, 2011, 377 с.
Е. А. Москатов, Источники питания. Киев, Украина: МК-Пресс, 2012, 208 с.
Б. П. Терентьев, Выпрямители для радиоустройств. Москва: Связьрадиоиздат, 1938, 227 с.
П. А. Борисов, В. С. Томасов, Расчёт и моделирование выпрямителей, учеб. пос. Санкт-Петербург, РФ: СПб ГУ ИТМО, 2009, 169 с.
М. А. Філинюк, та ін., Елементна база електронних апаратів. Частина III. Напівпровідникові діоди та тиристори. Вінниця, Україна: ВНТУ, 2016, 92 с.

Most read articles by the same author(s)

<< < 1 2 3 4