UA121540U - Contactless measuring device for axial rotor life of an electric machine - Google Patents
Contactless measuring device for axial rotor life of an electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- UA121540U UA121540U UAU201705825U UAU201705825U UA121540U UA 121540 U UA121540 U UA 121540U UA U201705825 U UAU201705825 U UA U201705825U UA U201705825 U UAU201705825 U UA U201705825U UA 121540 U UA121540 U UA 121540U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- output
- converter
- input
- digital
- inputs
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 241000549435 Pria Species 0.000 claims 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Безконтактний пристрій вимірювання осьового биття ротора електричної машини містить масштабний перетворювач, фільтр та числовий перетворювач. Як фільтр використано фільтр верхніх частот. Введено зразковий високочастотний генератор, блок випромінювання електромагнітної хвилі, відбиваюче покриття, блок приймання електромагнітної хвилі, лінію передачі, блок аналогового множення, два компаратора, тактуючий генератор, два логічних елементи І, двійковий лічильник та цифро-аналоговий перетворювач.The non-contact device for measuring the axial beating of a rotor of an electric machine comprises a scale converter, a filter and a numerical converter. The filter is a high pass filter. An exemplary high-frequency oscillator, electromagnetic wave radiation unit, reflective coating, electromagnetic wave receiving unit, transmission line, analog multiplication unit, two comparators, clock generator, two logic elements I, binary counter and digital-to-analog converter were introduced.
Description
Корисна модель належить до вимірювальної техніки та може бути використана для визначення осьового биття ротора електричних машин.The useful model belongs to the measuring technique and can be used to determine the axial runout of the rotor of electric machines.
Відомим є пристрій для визначення параметрів коливань ротора, що обертається, описаний в патенті Російської Федерації Мо 2180435, МПК СО1М 1/22, 10.03.2002 р., який складається з котушки, зв'язаного з ротором індуктора та магніту.A device for determining the parameters of the oscillations of a rotating rotor is known, described in the patent of the Russian Federation Mo 2180435, MPK СО1М 1/22, 10.03.2002, which consists of a coil connected to the rotor of an inductor and a magnet.
За прототип вибрано пристрій для вимірювання радіального биття ротора (патент УкраїниA device for measuring rotor radial runout (Ukrainian patent) was chosen as the prototype
Мо 89369, м. кл. 2401М 1/22, опубл. 25.04.2014, бюл. Мо 8), який містить джерело світла, оптично зв'язане з конденсорною лінзою, яка оптично зв'язана з фокусуючою лінзою, мікроконтролер (в подальшому числовий перетворювач), який з'єднаний з індикатором, лінійний фотоприймач, який оптично зв'язаний з фокусною лінзою, вихід якого з'єднаний з фільтром, що з'єднаний із масштабним перетворювачем, який зв'язаний з аналого-дифровим перетворювачем, що з'єднаний з мікроконтролером.Mo 89369, m. cl. 2401М 1/22, publ. 25.04.2014, Bull. Mo 8), which contains a light source, which is optically connected to a condenser lens, which is optically connected to a focusing lens, a microcontroller (hereinafter, a digital converter), which is connected to an indicator, a linear photodetector, which is optically connected to focal lens, the output of which is connected to a filter connected to a scaling converter, which is connected to an analog-to-digital converter connected to a microcontroller.
Недоліком даного пристрою є обмежена функціональність, що не дозволяє застосувати його для вимірювання осьового биття ротора електричної машини, а також низька точність вимірювання, яка обумовлена використанням як інформаційного сигналу усередненого значення інтенсивності світлового потоку, що є чутливим до зовнішніх неінформативних збурень та не дозволяє здійснювати вимірювання миттєвих значень биття ротора.The disadvantage of this device is limited functionality, which does not allow it to be used to measure the axial runout of the rotor of an electric machine, as well as low measurement accuracy, which is due to the use of the average value of the light flux intensity as an information signal, which is sensitive to external non-informative disturbances and does not allow measurements instantaneous values of rotor beating.
В основу корисної моделі поставлено задачу створення безконтактного пристрою в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків досягається можливість підвищення точності, а також вимірювання миттєвого значення биття ротора.The basis of the useful model is the task of creating a non-contact device in which, due to the introduction of new elements and connections, it is possible to increase the accuracy, as well as to measure the instantaneous value of the rotor beat.
Поставлена задача вирішується тим, що в безконтактний пристрій вимірювання осьового биття ротора електричної машини, який містить масштабний перетворювач, фільтр та числовий перетворювач, згідно з корисною моделлю, як фільтр використано фільтр верхніх частот, крім того в нього введено зразковий високочастотний генератор, блок випромінювання електромагнітної хвилі, відбиваюче покриття, блок приймання електромагнітної хвилі, лінію передачі, блок аналогового множення, два компаратора, тактуючий генератор, два логічних елементи Ї, двійковий лічильник та цифро-аналоговий перетворювач, причому вихід зразкового високочастотного генератора з'єднаний з входами блока випромінювання електромагнітної хвилі та лінії передачі, вихід блока приймання електромагнітної хвилі з'єднаний з входом масштабного перетворювача, виходи масштабного перетворювача та лінії передачі відповідно з'єднані з першим та другим входом блока аналогового множення, вихід якого з'єднаний з входом фільтра верхніх частот, вихід фільтра верхніх частот з'єднаний з першими входом першого та другим входом другого компаратора, виходи компараторів з'єднані з першими входами першого та другого логічних елементів І, вихід тактуючого генератора з'єднаний з другими входами першого та другого логічних елементів І, виходи першого та другого логічних елементів І з'єднані відповідно з першим та другим входом двійкового лічильника, цифровий вихід двійкового лічильника з'єднаний з входами числового перетворювача та цифро- аналогового перетворювача, вихід цифро-аналогового перетворювача з'єднаний з другим входом першого та першим входом другого компаратора, а вихід числового перетворювача являється виходом пристрою.The task is solved by the fact that a high-pass filter is used as a filter in the non-contact device for measuring the axial runout of the rotor of an electric machine, which contains a scale converter, a filter and a digital converter, according to a useful model, in addition, an exemplary high-frequency generator, an electromagnetic radiation unit is introduced into it waves, a reflective coating, an electromagnetic wave receiving unit, a transmission line, an analog multiplication unit, two comparators, a clock generator, two logic elements Y, a binary counter and a digital-to-analog converter, and the output of the sample high-frequency generator is connected to the inputs of the electromagnetic wave emission unit and transmission lines, the output of the electromagnetic wave receiving unit is connected to the input of the scaling converter, the outputs of the scaling converter and the transmission lines are respectively connected to the first and second inputs of the analog multiplication unit, the output of which is connected to the input of the high-pass filter, the output of the high-pass filter is connected to the first input of the first and the second input of the second comparator, the outputs of the comparators are connected to the first inputs of the first and second logic elements AND, the output of the clock generator is connected to the second inputs of the first and second logic elements AND, the outputs of the first and of the second logical elements AND are connected to the first and second inputs of the binary counter, respectively, the digital output of the binary counter is connected to the inputs of the digital converter and the digital-to-analog converter, the output of the digital-to-analog converter is connected to the second input of the first and the first input of the second comparator , and the output of the digital converter is the output of the device.
На кресленні представлено структурну схему пристрою.The drawing shows the structural diagram of the device.
Пристрій містить високочастотний генератор 8, вихід якого з'єднаний з входами блока випромінювання електромагнітної хвилі 4 та лінії передачі 7, вихід блока приймання електромагнітної хвилі З з'єднаний з входом масштабного перетворювача 5, виходи масштабного перетворювача 5 та лінії передачі 7 відповідно з'єднані з першим та другим входом блока аналогового множення 6, вихід якого з'єднаний з входом фільтра верхніх частот 9, вихід фільтра верхніх частот 9 з'єднаний з першими входом першого 10 та другим входом другого 11 компараторів, виходи компараторів 10, 11 з'єднані з першими входами першого 13 та другого 14 логічних елементів І, вихід тактуючого генератора 12 з'єднаний з другими входами першого 13 та другого 14 логічних елементів І, виходи першого 13 та другого 14 логічних елементів І з'єднані відповідно з першим та другим входом двійкового лічильника 16, цифровий вихід двійкового лічильника 16 з'єднаний з входами числового перетворювача 17 та цифро- аналогового перетворювача 15, вихід цифро-аналогового перетворювача 15 з'єднаний з другим входом першого 10 та першим входом другого 11 компараторів, а вихід числового перетворювача 17 є виходом безконтактного пристрою вимірювання осьового зміщення ротора електричної машини. Позицією "1" позначений вал ротора з нанесеним на його лобовому виступі відбиваючим покриттям 2.The device contains a high-frequency generator 8, the output of which is connected to the inputs of the electromagnetic wave radiating unit 4 and the transmission line 7, the output of the electromagnetic wave receiving unit Z is connected to the input of the scale converter 5, the outputs of the scale converter 5 and the transmission line 7 are respectively connected with the first and second inputs of the analog multiplication block 6, the output of which is connected to the input of the high-pass filter 9, the output of the high-pass filter 9 is connected to the first input of the first 10 and the second input of the second 11 comparators, the outputs of the comparators 10, 11 are connected with the first inputs of the first 13 and the second 14 logic elements AND, the output of the clock generator 12 is connected to the second inputs of the first 13 and the second 14 logic elements AND, the outputs of the first 13 and the second 14 logic elements AND are connected, respectively, to the first and second inputs of the binary counter 16, the digital output of the binary counter 16 is connected to the inputs of the digital converter 17 and the digital-to-analog converter 15, you the course of the digital-to-analog converter 15 is connected to the second input of the first 10 and the first input of the second 11 comparators, and the output of the digital converter 17 is the output of a non-contact device for measuring the axial displacement of the rotor of an electric machine. Position "1" indicates the rotor shaft with reflective coating 2 applied to its frontal projection.
Пристрій працює так.The device works like this.
З високочастотного генератора 8 на вхід блока випромінювання електромагнітної хвилі 4 60 подається сигнал заданої довжини електромагнітної хвилі. З виходу блока випромінювання електромагнітної хвилі 4 відбувається напрямлене випромінювання отриманого від високочастотного генератора 8 хвилі у бік лобового виступу вала ротора 1, на якому нанесене відбиваюче покриття 2. Досягнувши відбиваючого покриття 2, хвиля, що була випромінена з виходу блока випромінювання електромагнітної хвилі 4, відбивається у бік блока приймання електромагнітної хвилі 3. При цьому залежно від величини і знаку осьового зміщення лобового виступу вала ротора 1 змінюється відстань між ним та блоками випромінювання 4 та прийманняFrom the high-frequency generator 8, a signal of a given length of the electromagnetic wave is sent to the input of the electromagnetic wave radiation block 4 60. From the output of the electromagnetic wave radiation unit 4, a directed radiation of the wave received from the high-frequency generator 8 occurs in the direction of the front projection of the rotor shaft 1, on which the reflective coating 2 is applied. Having reached the reflective coating 2, the wave that was emitted from the output of the electromagnetic wave radiation unit 4 is reflected towards the electromagnetic wave receiving block 3. At the same time, depending on the magnitude and sign of the axial displacement of the frontal projection of the rotor shaft 1, the distance between it and the radiation and receiving blocks 4 changes
З електромагнітної хвилі. При цьому сигнал, що надходить на вхід блока приймання електромагнітної хвилі З, зазнає фазового зміщення, значення якого перебуває у функціональній залежності з осьовим зміщенням лобового виступу вала ротора 1. З виходу блока приймання електромагнітної хвилі З прийнятий сигнал передається на вхід масштабного перетворювача 5, де відбувається стабілізація його амплітуди. Одночасно з описаним процесом сигнал з виходу високочастотного генератора 8 подається на вхід лінії передачі 7, де відбувається його фазове зміщення на величину, що відповідає нульовому зміщенню зміщення лобового виступу вала ротора 1. З виходів масштабного перетворювача 5 та лінії передачі 7 сигнали подаються на вхід блока аналогового множення 6. В результаті перемноження вказаних сигналів у блоці аналогового множення 6 на його виході отримуємо наступний сигнал:From an electromagnetic wave. At the same time, the signal received at the input of the electromagnetic wave receiving unit C undergoes a phase shift, the value of which is functionally dependent on the axial displacement of the front projection of the rotor shaft 1. From the output of the electromagnetic wave receiving unit C, the received signal is transmitted to the input of scale converter 5, where its amplitude is stabilized. Simultaneously with the described process, the signal from the output of the high-frequency generator 8 is fed to the input of the transmission line 7, where its phase shift occurs by an amount corresponding to the zero offset of the displacement of the front projection of the rotor shaft 1. From the outputs of the scale converter 5 and the transmission line 7, the signals are fed to the input of the block of analog multiplication 6. As a result of multiplication of the specified signals in the block of analog multiplication 6, we get the following signal at its output:
А. вігієї тт). А віпісї те)» У АтАоівігі фі фо) Віго Фі ндA. vigiei tt). And vipisi te)» In AtAoivigi fi fo) Vigo Fi nd
З виходу блока аналогового множення 6 даний сигнал надходить на фільтр верхніх частот 9, де відбувається відфільтровування змінних у часі сигналів, як вищих гармонік, що були отримані у наслідок перемноження, так і змінного в часі випадкового шуму. В результаті цієї операції на виході фільтра верхніх частот 9 отримується сигнал, що пов'язує рівень вихідної напруги изд Ат» вігіфілі.)From the output of the analog multiplication unit 6, this signal is fed to the high-pass filter 9, where the time-varying signals are filtered, both the higher harmonics obtained as a result of the multiplication and the time-varying random noise. As a result of this operation, a signal is obtained at the output of the high-pass filter 9, which connects the output voltage level of At" vigifi.)
А А» . . . сш -. де 7, - амплітуди сигналів з виходів масштабного перетворювача 5 та лінії передачі 7;A A". . . ssh -. where 7 is the amplitude of the signals from the outputs of the scale converter 5 and the transmission line 7;
Філ). функціонально пов'язані з зміщенням вала ротора фазове зміщення сигналу з виходом масштабного перетворювача 5.Phil). functionally related to the displacement of the rotor shaft, the phase shift of the signal with the output of the scale converter 5.
Відфільтрована постійна складова напруги з виходу фільтра верхніх частот 9 надходить на перший вхід першого 10 та другий вхід другого 11 компараторів. Відповідно на другий вхід першого 10 та перший вхід другого 11 компараторів надходить сигнал з виходу цифро-The filtered constant voltage component from the output of the high-frequency filter 9 enters the first input of the first 10 and the second input of the second 11 comparators. Accordingly, the second input of the first 10 and the first input of the second 11 comparators receives a signal from the digital output
Зо аналогового перетворювача 15, який є пропорційним поточному коду на виході двійкового лічильника 16. На виходах компараторів 10 та 11 з'являється сигнал логічної одиниці у випадку, якщо рівень напруги на першому вході є вищим за рівень напруги на другому вході. В такому випадку, якщо сигнал на виході фільтра верхніх частот 9 має вищій рівень, ніж сигнал на виході цифро-аналогового перетворювача 15, на виході першого компаратора 10 встановлюється сигнал логічної одиниці, а на виході другого компаратора 11 - сигнал логічного нуля. Якщо ж, навпаки, сигнал на виході фільтра верхніх частот 9 має нижчий рівень за сигнал, що надходить з виходу цифро-аналогового перетворювача 15, то сигнал логічної одиниці встановлюється на виході другого компаратора 11, а на виході першого компаратора 10 встановлюється сигнал логічного нуля. При встановленні логічної одиниці на виході першого 10 або другого 11 компаратора відбувається "відкривання" першого 13 або другого 14 логічного елемента І. При цьому імпульси з виходу тактуючого генератора 12 надходять відповідно на перший або другий вхід двійкового лічильника 16. У випадку, якщо імпульс з виходу тактуючого генератора 12 надходить на перший вхід двійкового лічильника 16, його вихідний код зростає на одиницю, внаслідок чого зростає і пропорційний йому сигнал з виходу цифро-аналогового перетворювача 15. Якщо ж імпульс з виходу тактуючого генератора 12 надходить на другий вхід двійкового лічильника 16, його вихідний код зменшується на одиницю, в наслідок чого зменшується і сигнал з виходу цифро-аналогового перетворювача 15. Вихідний сигнал двійкового лічильника надходить на входи цифро-аналогового перетворювача 15, де відбувається його перетворення у аналоговий рівень напруги, та на вхід числового перетворювача 17. У числовому перетворювачі 17 здійснюється розрахунок значення миттєвого осьового зміщення ротора електричної машини на основі відомого рівняння перетворення та значення, зчитаного з виходу двійкового лічильника.From the analog converter 15, which is proportional to the current code at the output of the binary counter 16. At the outputs of the comparators 10 and 11, a logic unit signal appears if the voltage level at the first input is higher than the voltage level at the second input. In this case, if the signal at the output of the high-pass filter 9 has a higher level than the signal at the output of the digital-to-analog converter 15, a logical one signal is set at the output of the first comparator 10, and a logical zero signal at the output of the second comparator 11. If, on the contrary, the signal at the output of the high-pass filter 9 has a lower level than the signal coming from the output of the digital-to-analog converter 15, then a logical unit signal is set at the output of the second comparator 11, and a logical zero signal is set at the output of the first comparator 10. When a logical unit is set at the output of the first 10 or second 11 comparator, the first 13 or second 14 logical element I is "opened". At the same time, pulses from the output of the clock generator 12 are received, respectively, at the first or second input of the binary counter 16. In the event that the pulse from the output of the clock generator 12 enters the first input of the binary counter 16, its output code increases by one, as a result of which the signal from the output of the digital-to-analog converter 15 also increases proportionally. If the pulse from the output of the clock generator 12 enters the second input of the binary counter 16, its output code is reduced by one, as a result of which the signal from the output of the digital-to-analog converter 15 is also reduced. The output signal of the binary counter is fed to the inputs of the digital-to-analog converter 15, where it is converted into an analog voltage level, and to the input of the digital converter 17. In the numerical converter 17, the calculation is carried out calculation of the instantaneous axial displacement of the rotor of the electric machine based on the known transformation equation and the value read from the output of the binary counter.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU201705825U UA121540U (en) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | Contactless measuring device for axial rotor life of an electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU201705825U UA121540U (en) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | Contactless measuring device for axial rotor life of an electric machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA121540U true UA121540U (en) | 2017-12-11 |
Family
ID=60571963
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAU201705825U UA121540U (en) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | Contactless measuring device for axial rotor life of an electric machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA121540U (en) |
-
2017
- 2017-06-12 UA UAU201705825U patent/UA121540U/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005214786A (en) | Pulse signal processing apparatus, pulse signal processing method, and program | |
JPS62223644A (en) | Method and device for measuring fluorescent decay time of phosphor | |
JP2012225917A (en) | Method and device for synchronizing segment counter with precision position sensor | |
UA121540U (en) | Contactless measuring device for axial rotor life of an electric machine | |
RU167276U1 (en) | LASER RANGE WITH AN EXTENDED RANGE OF RANGE | |
RU2357241C1 (en) | Device to measure magnetic viscosity of ferromagnetics | |
UA121538U (en) | Contactless measuring device for axial rotor rotor life | |
RU2594669C1 (en) | Method for measuring displacements of object | |
CN114527293A (en) | High-precision rotation speed measuring method based on femtosecond optical frequency comb | |
US2853917A (en) | Apparatus for precisely measuring lengths | |
UA119606C2 (en) | PHASE CONTACTLESS MEANS OF MEASURING THE AXIAL BEATING OF THE ROTOR OF AN ELECTRIC MACHINE | |
SU789811A1 (en) | Pulse signal meter | |
UA126111U (en) | OPTICAL MEASUREMENT OF MEASUREMENT OF AIR BACKGROUND BETWEEN THE ROTOR AND STATOR OF THE HYDRAULIC UNIT | |
RU2007101009A (en) | METHOD FOR MEASURING SPINS AND AMPLITUDES OF THE TURNING COMPONENT OF TURBINE MACHINE BLADES VIBRATIONS AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
SU450120A1 (en) | Radio engineering device for measuring radial velocities | |
UA123583C2 (en) | Method for measuring displacements of object | |
UA127384U (en) | ELECTRIC MACHINE MEASUREMENT MEASUREMENT OF ABSOLUTELY AXIAL DISPLAY OF ELECTRICAL MACHINE ROTOR | |
SU1383975A1 (en) | Laser-type vibration meter | |
SU930138A1 (en) | Measuring dc converter | |
RU1827523C (en) | Induction position indicator | |
RU2031365C1 (en) | Device to measure distances | |
UA129741U (en) | SYSTEM FOR MEASURING AND CONTROLLING THE TEMPERATURE OF POLE WINDOWS OF ROTATING ELECTRIC MACHINES | |
RU2580327C1 (en) | Rotor end wear meter | |
Gudkov et al. | Fiber-Optic Sensor for Monitoring Synchronicity of Actuators | |
KR101325915B1 (en) | Method for measuring speed of inverter using by timer |