[go: up one dir, main page]

RU2252402C1 - Device for non-contact measuring of torque - Google Patents

Device for non-contact measuring of torque Download PDF

Info

Publication number
RU2252402C1
RU2252402C1 RU2003136852/28A RU2003136852A RU2252402C1 RU 2252402 C1 RU2252402 C1 RU 2252402C1 RU 2003136852/28 A RU2003136852/28 A RU 2003136852/28A RU 2003136852 A RU2003136852 A RU 2003136852A RU 2252402 C1 RU2252402 C1 RU 2252402C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
winding
transformer
converter
capacitor
rotating
Prior art date
Application number
RU2003136852/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
И.Г. Лачугин (RU)
И.Г. Лачугин
А.П. Шевцов (RU)
А.П. Шевцов
В.И. Гоптарев (RU)
В.И. Гоптарев
В.Н. Сушков (RU)
В.Н. Сушков
Г.И. Ковалева (RU)
Г.И. Ковалева
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ"
Priority to RU2003136852/28A priority Critical patent/RU2252402C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2252402C1 publication Critical patent/RU2252402C1/en

Links

Abstract

FIELD: measuring equipment engineering.
SUBSTANCE: device has rotor, stator and electronic processing block. On the rotor, tension bridge, converter of voltage into frequency, stabilizing rectifier, rotating winding of transformer are placed. On stator pulse amplifier is placed, connected to converter by capacitor of capacity communication, having fixed plate and fixed winding of transformer. Fixed plate of capacitor is placed in electric field of rotary transformer winding. Converter and amplifier of pulses are electrically connected to each other by common mass, output of converter is connected to rotary winding of transformer.
EFFECT: higher reliability.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при разработке аппаратуры для контроля и измерения крутящего момента.The invention relates to instrumentation and can be used in the development of equipment for monitoring and measuring torque.

Известны устройства для измерения крутящего момента (см. а.с. СССР №538247 от 03.09.75 г., кл. МКИ G 01 L 3/10).Known devices for measuring torque (see AS USSR No. 538247 from 09/03/75, class MKI G 01 L 3/10).

Недостатком данного устройства является недостаточная надежность его работы при повышенных оборотах вала.The disadvantage of this device is the lack of reliability of its operation at high speeds of the shaft.

Известно устройство бесконтактного измерения крутящего момента (см. информационно-аналитический журнал “Газотурбинные технологии” выпуск №5 (26), 2003 г., стр.34-35 - прототип), включающее ротор, содержащий тензомост, преобразователь напряжения в частоту, вращающуюся обмотку трансформатора, выпрямитель и статор с расположенным на нем усилителем импульсов, неподвижной обмоткой трансформатора, электронного блока обработки, причем усилитель импульсов и преобразователь связаны емкостной связью, включающую вращающуюся и неподвижную пластины конденсатора.A known device for non-contact measurement of torque (see the information-analytical magazine “Gas Turbine Technologies” issue No. 5 (26), 2003, pages 34-35 - prototype), including a rotor containing a strain gage, a voltage to frequency converter, a rotating winding a transformer, a rectifier and a stator with a pulse amplifier located on it, a fixed winding of the transformer, an electronic processing unit, and the pulse amplifier and converter are connected by capacitive coupling, including a rotating and fixed plate to ndensatora.

Недостатком известного устройства является недостаточная надежность работы устройства при повышенных оборотах ротора, когда вращающаяся пластина конденсатора вследствие центробежных сил начинает деформироваться и отслаиваться вплоть до разрушения, что снижает точность и надежность работы всего устройства.A disadvantage of the known device is the insufficient reliability of the device at elevated rotor speeds, when the rotating plate of the capacitor due to centrifugal forces begins to deform and peel off until fracture, which reduces the accuracy and reliability of the entire device.

Целью предлагаемого устройства является устранение указанного недостатка, т.е. повышение надежности его работы.The aim of the proposed device is to eliminate this drawback, i.e. increase the reliability of his work.

Указанная цель достигается тем, что в известном техническом решении, содержащем ротор с размещенными на нем тензомостом, преобразователем напряжения в частоту, выпрямителем-стабилизатором, вращающейся обмоткой трансформатора и статор с расположенными на нем усилителем импульсов, связанным с преобразователем конденсатором емкостной связи, имеющим неподвижную пластину, неподвижной обмотки трансформатора, электронного блока обработки информации неподвижная пластина конденсатора располагается непосредственно в электрическом поле вращающейся обмотки трансформатора, преобразователь и усилитель импульсов электрически соединены между собой общей “массой” (т.е. общим заземлением), а выход преобразователя соединен с вращающейся обмоткой трансформатора, что дает возможность исключить такой элемент конструкции как вращающаяся пластина конденсатора, а ее функцию осуществления емкостной связи переложить на вращающуюся обмотку трансформатора.This goal is achieved by the fact that in the known technical solution comprising a rotor with a strain bridge placed on it, a voltage to frequency converter, a stabilizer rectifier, a rotating transformer winding and a stator with a pulse amplifier located on it, connected to the converter with a capacitor coupling capacitor having a fixed plate , the fixed winding of the transformer, the electronic information processing unit, the fixed plate of the capacitor is located directly in the electric field the transformer winding, the converter and the pulse amplifier are electrically connected to each other by a common “mass” (ie common ground), and the output of the converter is connected to the rotating winding of the transformer, which makes it possible to exclude such a structural element as a rotating capacitor plate, and its implementation function transfer capacitive coupling to the rotating winding of the transformer.

Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже, гдеThe scheme of the proposed device is presented in the drawing, where

1. Тензомост1. Strain bridge

2. Преобразователь напряжения в частоту2. Voltage to frequency converter

3. Выпрямитель-стабилизатор3. Rectifier-stabilizer

4. Вращающаяся обмотка трансформатора4. Rotating winding of the transformer

5. Усилитель импульсов5. The pulse amplifier

6. Неподвижная пластина конденсатора6. Fixed capacitor plate

7. Неподвижная обмотка трансформатора7. Fixed transformer winding

8. Генератор переменного напряжения8. Alternator

9. Электронный блок обработки информации9. Electronic processing unit

А – роторA - rotor

Б - статор.B - stator.

На роторе А жестко закреплены: тензомост 1, преобразователь 2, выпрямитель-стабилизатор 3, подвижная обмотка трансформатора 4, причем одно плечо тензомоста 1 соединено с входом преобразователя 2, а второе - с выпрямителем-стабилизатором 3, вход которого соединен с обмоткой 4. Выход преобразователя 2 также соединен с обмоткой 4.The rotor A is rigidly fixed: a strain gauge 1, a converter 2, a rectifier-stabilizer 3, a movable winding of a transformer 4, and one shoulder of the strain gauge 1 is connected to the input of the converter 2, and the second to the rectifier-stabilizer 3, the input of which is connected to the winding 4. Output Converter 2 is also connected to winding 4.

На статоре Б размещена неподвижная обмотка 7, соединенная с генератором переменного напряжения 8, усилитель импульсов 5, выход которого соединен с электронным блоком обработки информации 9, а вход с неподвижной пластиной конденсатора 6, расположенной непосредственно над частью подвижной обмотки 4 трансформатора в зоне эффективного действия ее электрического поля.On the stator B there is a stationary winding 7 connected to an alternating voltage generator 8, a pulse amplifier 5, the output of which is connected to an electronic information processing unit 9, and an input with a fixed plate of a capacitor 6 located directly above a part of the movable winding 4 of the transformer in the zone of its effective operation electric field.

Преобразователь 2 и усилитель импульсов 5 имеют между собой электрическую связь посредством “заземления”, т.е. через “массу”, поскольку основные несущие детали статора и ротора изготовлены из электропроводных материалов.The converter 2 and the pulse amplifier 5 are interconnected by means of “grounding”, i.e. through the “mass”, since the main bearing parts of the stator and rotor are made of electrically conductive materials.

Устройство работает следующим образом: напряжение питания Uпит. подается на генератор переменного напряжения 8, с выхода которого переменное напряжение подается на неподвижную обмотку трансформатора 7. Создаваемое обмоткой 7 электромагнитное поле возбуждает во вращающейся обмотке 4 электрический ток, который выпрямляется и стабилизируется выпрямителем-стабилизатором 3 и подается на тензомост 1.The device operates as follows: supply voltage U pit. is fed to an alternating voltage generator 8, from the output of which an alternating voltage is supplied to the fixed winding of the transformer 7. The electromagnetic field generated by the winding 7 excites an electric current in the rotating winding 4, which is rectified and stabilized by the stabilizer-rectifier 3 and fed to the strain gauge 1.

При вращении и нагрузке ротора возникающая деформация передается на тензодатчики тензомоста 1, которые вырабатывают сигнал разбаланса моста, характеризующий величину крутящего момента, который подается в преобразователь 2, преобразующий его в частоту. Этот частотный сигнал поступает на вращающуюся обмотку 4.During rotation and load of the rotor, the resulting deformation is transmitted to the strain gauge strain gauge 1, which produce an unbalance signal of the bridge, characterizing the magnitude of the torque that is supplied to the Converter 2, converting it to frequency. This frequency signal is fed to the rotating winding 4.

Электрическая емкость, образованная этой обмоткой и неподвижной пластиной конденсатора, образует емкостную связь, по которой преобразованный сигнал разбаланса подается на усилитель импульсов 5.The electric capacitance formed by this winding and the fixed plate of the capacitor forms a capacitive coupling through which the converted unbalance signal is supplied to the pulse amplifier 5.

Вторым каналом этой связи является электрическая связь через “массу”, т.е. токопроводящие элементы конструкции ротора и статора.The second channel of this connection is the electrical connection through the “mass”, i.e. conductive structural elements of the rotor and stator.

С усилителя импульсов 5 сигнал, несущий информацию о значении крутящего момента, подается на электронный блок обработки информации 9, который преобразует его и выдает в виде цифровой индикации. Отсутствие в предлагаемом устройстве такого элемента, как вращающаяся пластина конденсатора и осуществление емкостной связи с использованием имеющейся обмотки 4 устраняет вероятность отслаивания и разрушения пластины конденсатора.From the pulse amplifier 5, a signal carrying information about the value of the torque is supplied to the electronic information processing unit 9, which converts it and gives out in the form of a digital indication. The absence in the proposed device of such an element as a rotating capacitor plate and the implementation of capacitive coupling using the existing winding 4 eliminates the likelihood of delamination and destruction of the capacitor plate.

Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволит повысить точность измерений и надежность работы конструкции при повышенных оборотах ротора.Thus, the use of the proposed technical solution will improve the accuracy of measurements and the reliability of the structure at high rotor speeds.

Claims (3)

1. Устройство бесконтактного измерения крутящего момента, содержащее ротор с размещенными на нем тензомостом, преобразователем напряжения в частоту, выпрямителем-стабилизатором, вращающейся обмоткой трансформатора и статор с расположенными на нем усилителем импульсов, связанным с преобразователем конденсатором емкостной связи, имеющим неподвижную пластину, неподвижной обмотки трансформатора, электронного блока обработки, отличающееся тем, что неподвижная пластина конденсатора расположена в электрическом поле вращающейся обмотки трансформатора, преобразователь и усилитель импульсов электрически соединены между собой общей массой, а выход преобразователя соединен с вращающейся обмоткой трансформатора.1. A non-contact torque measurement device comprising a rotor with a strain bridge mounted on it, a voltage to frequency converter, a stabilizer rectifier, a rotating transformer winding and a stator with a pulse amplifier located on it, connected to the converter by a capacitor coupling capacitor having a fixed plate, a fixed winding transformer, electronic processing unit, characterized in that the fixed plate of the capacitor is located in the electric field of the rotating winding ransformatora converter and a pulse amplifier are electrically interconnected by total weight, and the inverter output is connected to a rotating winding of the transformer. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пластина конденсатора расположена над вращающейся обмоткой трансформатора.2. The device according to claim 1, characterized in that the capacitor plate is located above the rotating winding of the transformer. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пластина конденсатора расположена над частью вращающейся обмотки трансформатора.3. The device according to claim 1, characterized in that the capacitor plate is located above part of the rotating winding of the transformer.
RU2003136852/28A 2003-12-23 2003-12-23 Device for non-contact measuring of torque RU2252402C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003136852/28A RU2252402C1 (en) 2003-12-23 2003-12-23 Device for non-contact measuring of torque

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003136852/28A RU2252402C1 (en) 2003-12-23 2003-12-23 Device for non-contact measuring of torque

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2252402C1 true RU2252402C1 (en) 2005-05-20

Family

ID=35820645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003136852/28A RU2252402C1 (en) 2003-12-23 2003-12-23 Device for non-contact measuring of torque

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2252402C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2555189C1 (en) * 2014-03-18 2015-07-10 Закрытое акционерное общество "ИНСТРУМ-РЭНД" Device for contactless measurement of torque

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ж-л Газотурбинные технологии, №5(26)/2003 г., с.34-35. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2555189C1 (en) * 2014-03-18 2015-07-10 Закрытое акционерное общество "ИНСТРУМ-РЭНД" Device for contactless measurement of torque

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101169352B (en) Scanning frequency method for testing large turbine generator set torsional vibration mode
US4000464A (en) Arrangement for detecting ground leaks in the rotor circuit of a brushless synchronous machine excited by rotating rectifiers
CN104422885A (en) Real-time online motor testing system
TWI404942B (en) A torsional resonance frequency measuring device and method
JPH023238B2 (en)
CN100517919C (en) Method and device for processing signals for detecting stator and rotor errors in a magnetic circuit of a synchronous machine
RU2252402C1 (en) Device for non-contact measuring of torque
RU2623696C1 (en) Way and generator rotor current measuring device with the brushless excitation
US4261206A (en) Fault diagnostic device for winding of electric machinery and apparatus
JPS6323529A (en) Acoustic monitor for rotary electric machine
CN105277617A (en) Piezoelectric vibration sensor
Hafezi et al. Design and construction of induction motor thermal monitoring system
RU2428666C1 (en) Device for noncontact measurement of torque
US3525026A (en) Apparatus responsive to the slip of an electrical machine
RU2262676C2 (en) Device for contact-free measurement of torque of hollow shaft
Ágoston Studying and measuring system for motor base unbalance
Karami et al. Analysis of rotor asymmetry fault in three-phase line start permanent magnet synchronous motor
SU672708A1 (en) Method of indirect monitoring of dynamic eccentricity of induction electric machine
SU664124A1 (en) Method of remote monitoring of the value of voltage across three-phase induction motor terminals
RU2734279C1 (en) Method for measuring vibration characteristics of commutator electric motors and device for implementation thereof
RU2274841C2 (en) Device for non-contact measurement of torque
SU1638682A1 (en) Device for testing short-circuited rotors of induction machines
UA55208A (en) Torque meter
SU994952A1 (en) Device for checking condition of three-race bearings by the moment of friction
RU2555189C1 (en) Device for contactless measurement of torque

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081224

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20100110

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201224

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20220119