Підвищення точності ємнісного вимірювача повітряного проміжку між статором та ротором у гідрогенераторах на основі диференціального методу

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЛевицький, А. С.
dc.contributor.authorЗайцев, Є. О.
dc.contributor.authorЗакусило, С. М.
dc.date.accessioned2026-03-16T10:07:19Z
dc.date.available2026-03-16T10:07:19Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractПовітряний проміжок(ПП) між статором і ротором гідрогенератора(ГГ) відіграє визначальну роль у формуванні електромагнітного поля машини, тому його номінальне значення має підтримуватись із високою точністю. Відхилення цієї величини може спричинити зниження динамічної стійкості та надійності роботи агрегату. Тому є необхідність постійного контролю ПП як в процесі роботи ГГ, так під час оглядів і ремонтів з використанням ефективних сучасних методів вимірювання та діагностування. Метою даної статті є створення та дослідження ємнісного вимірювача (ЄВ) ПП, який в порівняні з аналогами забезпечує більш високу точність вимірювання. Основними функціональними частинами запропонованого ЄВ є ємнісний сенсор (ЄС), блок вимірювання (БВ), який використовується в якості вторинного вимірювального перетворювача і з’єднувальні кабелі. ЄС складається зі змінного та постійного вимірювальних конденсаторів, і інформативним параметром ЄВ є відношення ємностей зазначених конденсаторів, що дає можливість усунути вплив на точність вимірювання зміни параметрів повітряного середовища, що оточує ЄС: температури і відносної вологості. Описано конструктивну схему ЄС, яка запропонована до реалізації як багатошарова друкована плата з тонкими провідними та діелектричними шарами. В провідних шарах сформовані електроди змінного та постійного вимірювальних конденсаторів, а також екрануючі поверхні. Зазначено, що для забезпечення оптимальної функції перетворення ЄВ електрична ємність постійного конденсатора повинна бути рівною ємності змінного конденсатора в середині його діапазону вимірювання. Плоский активний електрод змінного конденсатора для усунення впливу крайових ефектів оточений по периметру плоским охоронним електродом, потенціал якого рівний потенціалу активного електрода, але вони не зв’язані між собою гальванічно. При цьому змінний вимірювальний конденсатора з’єднаний з блоком вимірювання кабелем з подвійним екраном, в якому центральна жила з’єднана з активним електродом, внутрішній екран із охоронним електродом, а зовнішній із землею. Визначено аналітичні залежності для функції перетворення ЄВ ПП, призначеного для використання на ГГ будь якого типу. Показано графік функції перетворення ЄВ, який призначений для використання на ГГ типу СВ 1230/140-56. Вимірювач може бути використаний як окремий прилад, так і як складова частин систем моніторингу та діагностування ГГ.
dc.description.abstractotherThe air gap (AG) between the stator and rotor of the hydrogenerator (GG) has a strong influence on the formation of the electromagnetic field of the machine, therefore its nominal value must be maintained with high accuracy. Deviation of this value can cause a decrease in the dynamic stability and reliability of the unit. Therefore, there is a need for constant monitoring of the air gap both during the operation of the GG and during inspections and repairs using effective modern measurement and diagnostic methods. The purpose of this article is to create and study the capacitive meter (CM) AG, which, in comparison with analogues, provides higher measurement accuracy. The main functional parts of the proposed EV are the capacitive sensor (CS), the measurement unit (MU), which is used as a secondary measuring transducer, and connecting cables. CS consists of variable and constant measuring capacitors, and the informative parameter CM is the ratio of the capacitances of these capacitors, which makes it possible to eliminate the influence on the accuracy of measurement of changes in the parameters of the air environment surrounding the CS: temperature and relative humidity. The structural scheme of the CS is described, which is proposed for implementation as a multilayer printed circuit board with thin conductive and dielectric layers. The electrodes of the variable and constant measuring capacitors, as well as shielding surfaces, are formed in the conductive layers. It is noted that to ensure the optimal EV conversion function, the electrical capacitance of the constant capacitor should be equal to the capacitance of the variable capacitor in the middle of its measurement range. To eliminate the influence of edge effects, the flat active electrode of the variable capacitor is surrounded around the perimeter by a flat guard electrode, the potential of which is equal to the potential of the active electrode, but they are not galvanically connected to each other. In this case, the variable measuring capacitor is connected to the measuring unit by a cable with a double shield, in which the central core is connected to the active electrode, the inner shield to the protective electrode, and the outer to the ground. Analytical dependencies are determined for the CM AG conversion function, intended for use on GG of any type. The graph of the EV conversion function, intended for use on GG of type SV 1230/140
dc.format.pagerangeС. 5-11
dc.identifier.citationЛевицький, А. С. Підвищення точності ємнісного вимірювача повітряного проміжку між статором та ротором у гідрогенераторах на основі диференціального методу / Левицький А. С., Зайцев Є. О., Закусило С. М // Вісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць. – 2025. – Вип. 70(2). – С. 5-11. – Бібліогр.: 13 назв.
dc.identifier.doihttps://doi.org//10.20535/1970.70(2).2025.347948
dc.identifier.orcid0000-0002-0146-9498
dc.identifier.orcid0000-0003-3303-471X
dc.identifier.orcid0000-0002-9193-8920
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/79493
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.relation.ispartofВісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць, 2025, Вип. 70(2)
dc.rights.urittps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectгідрогенератор
dc.subjectстатор
dc.subjectротор
dc.subjectповітряний проміжок
dc.subjectвимірювання
dc.subjectємнісний сенсор
dc.subjecthydrogenerator
dc.subjectstator
dc.subjectrotor
dc.subjectair gap
dc.subjectmeasurement
dc.subjectcapacitive sensor
dc.subject.udc681.5
dc.titleПідвищення точності ємнісного вимірювача повітряного проміжку між статором та ротором у гідрогенераторах на основі диференціального методу
dc.title.alternativeNcreasing accuracy of capacitive air gap meter between stator and rotor in hydrogenerators based on differential method
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
5-11.pdf
Розмір:
496.51 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 70(2)