Реєстраційний номер
0825U001153, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
20-05-2025
Статус
Захищена
Назва роботи
Засоби контролю повітряного проміжку між ротором та статором в капсульних гідрогенераторах на базі ємнісних вимірювачів
Здобувач
Рассовський Вадим Леонідович,
Керівник Зайцев Євген Олександрович
Керівник Левицький Анатолій Станіславович
Опонент Васько Петро Федосійович
Опонент Шкарупило Вадим Вікторович
Рецензент Брагинець Ірина Олександрівна
Рецензент Мороз Роман Миколайович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Інститут електродинаміки Національної академії наук України
Опис
Дисертаційну роботу присвячено розвитку методів реалізації ємнісних вимірювачів (сенсорів) повітряного проміжку між ротором та статором в капсульних гідрогенераторах шляхом удосконалення їх конструкції з урахуванням реальних умов експлуатації задля забезпечення підвищення точності вимірювання повітряного проміжку до практично необхідного рівня згідно вимог чинних нормативних та технічних документів до них.
У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, розкрито сутність і стан науково-технічної проблеми, що досліджується, наведено обґрунтування доцільності проведення досліджень, відображено зв’язок роботи з науковими програмами та планами НДР Інституту електродинаміки НАН України, сформульовано мету і завдання досліджень, наукову новизну і практичне значення отриманих результатів, зазначено особистий внесок здобувача, наведено апробації роботи та публікації її результатів у наукових виданнях.
Перший розділ містить аналітичний огляд науково-технічних джерел і патентної інформації щодо методів вимірювання повітряного проміжку в гідрогенераторах. Розглянуто контактні (щупи) та безконтактні (ультразвукові, індукційні, оптичні, ємнісні) методи. Найперспективнішими є ємнісні сенсори, оскільки вони стійкі до електромагнітних завад і температурних змін, але потребують удосконалення. Визначено фактори, що впливають на точність вимірювання: кривизна полюса ротора, похибки виготовлення та встановлення сенсорів, вплив магнітного поля, температури й вологості. Запропоновано напрями вдосконалення сенсорів для покращення метрологічних характеристик.
У другому розділі представлено структури ємнісних сенсорів повітряного проміжку з компланарними електродами. Запропоновано топологію електродів, інваріантну до магнітного поля, та диференційну схему сенсора, що підвищує точність у 10 разів. Розроблено метод зменшення паразитних струмів, покращено метрологічні характеристики. Наведено результати визначення функції перетворення запропонованих ємнісних сенсорів повітряного проміжку в потужних гідрогенераторах з покращеними метрологічними характеристиками та розширеними функціональними можливостями.
Третій розділ присвячено дослідженню впливу технологічних дефектів і конструктивних особливостей вузла контролю на метрологічні характеристики ємнісних сенсорів шляхом аналітичних розрахунків та математичного моделювання. Досліджено похибки, спричинені кривизною розточення осердя статора, кривизною полюса ротора та перекосом сенсора. Виявлено, що похибка через кривизну статора є сталою і визначається шириною сенсора та радіусом розточення. Кривизна полюса ротора викликає адитивну похибку, пропорційну радіусу «башмака» полюса. Перекіс сенсора відносно полюса ротора також призводить до адитивної похибки, пропорційної куту перекосу. Показано, що ці похибки можна скомпенсувати коригувальними коефіцієнтами під час налаштування системи вимірювання. Розбіжність між результатами комп’ютерного моделювання та аналітичних розрахунків (без урахування паразитних ємностей) не перевищує 1%. Наведено рекомендації щодо розробки та встановлення сенсорів, які мінімізують похибки та покращують метрологічні характеристики системи вимірювання.
У четвертому розділі представлено результати лабораторних та експериментальних досліджень зразків розроблених сенсорів, які призначені для використання на капсульних гідрогенераторах типу СГК 538/160-70М.
Отримані результати підтверджують можливість використання розробленого ємнісного сенсора з компланарною паралельною топологією електродів для вимірювання повітряного проміжку між статором та ротором у капсульному гідрогенераторі типу СГК 538/160-70М в діапазоні від 2 до 10 мм.
Результати експериментів дозволили верифікувати комп'ютерні моделі та макетні зразки, створені на основі проведених досліджень аналітичними методами та чисельного моделювання, а також підтвердити правильність прийнятих теоретичних підходів.
Дата реєстрації
2025-04-04
Додано/оновлено в НРАТ
2025-04-04 / 2026-07-02
