Использование фланцевых датчиков крутящего момента HBM
в энергетике.
Неуклонно возрастающая мировая потребность в энергии наряду с ужесточением требований к предприятиям энергетической отрасли по рациональному использованию природных ресурсов и охране окружающей среды – все эти факторы обуславливают необходимость внедрения инновационных технологий в процессы эксплуатации таких предприятий.
Мощность и эффективность два ключевых фактора в работе энергетических установок. Эффективность является соотношением между эффективной мощностью генератора, вырабатываемой за единицу времени, и вырабатываемой мощностью привода, выраженной в топливном объеме.
Эффективную мощность можно довольно просто измерить на выходе генератора. Измерения же, необходимые для оценки эффективности всей системы, значительно более сложные. Определение массового расхода топлива широко распространенный метод, используемый в этих целях. Однако прямое измерение массового расхода является относительно неточным методом, поскольку не учитывает влияние на погрешность измерений дополнительных факторов, таких как тип топлива. На практике, массовый расход топлива можно косвенно измерить при помощи определенных калибровочных значений и моделирующих программ.
Другим методом определения мощности привода является измерение крутящего момента на валу между приводом и генератором, на основании данных о котором и скорости вращения вычисляется мощность привода. Это достигается путем измерения упругого скручивания первичного вала, образуемого крутящим моментом со стороны привода. Существует несколько схожих методов не прямого, а косвенного измерения крутящего момента путем измерения параметра, связанного с крутящим моментом и последующего расчета. Параметры, которые необходимо учитывать при расчете (например, материал, геометрия вала), являются предметом отклонений, которые неизбежно приводят к относительно высокой неточности измерений крутящего момента.
Измерение упругого скручивания первичного вала через поверхностную деформацию достаточно хороший компромисс. Для этого на поверхность вала приклеиваются тензорезисторы и соединяются в измерительный мост. Напряжение возбуждения измерительного моста и измеряемый сигнал передается от статора к вращающемуся валу и наоборот бесконтактным способом с помощью телеметрической системы. В зависимости от качества исполнения и используемых компонентов, этот метод обеспечивает очень точные измерения значений деформаций. Однако, рассчитанное впоследствии значение крутящего момента в данном случае имеет примерную погрешность в 35%, вследствие ранее указанных допусков параметров, принимаемых во внимание. Данный метод обладает большими преимуществами например, существующие системы в любой момент могут быть оснащены таким решением. Однако получаемая погрешность при измерении параметров крутящего момента уже не удовлетворяет современным требованиям, установленным для новых энергогенерирующих предприятий.
Погрешность вышеописанных методов может быть существенно снижена при помощи калибровки вала или его частей непосредственно для параметра крутящего момента. Часть вала, подлежащая калибровке, постепенно нагружается калибровочной машиной определенными значениями крутящего момента, а соответствующий каждому значению выходной сигнал измеряется и документируется. Калибровка может быть произведена непосредственно на месте, однако, это может привести к проблемам вследствие сложного и времязатратного нагрузочного процесса и локальных окружающих условий. Калибровка в калибровочной лаборатории обеспечивает оптимальные условия и высокую точность, однако это требует сложной и, возможно, сменной нагрузочной оснастки для установки калибруемого изделия в калибровочную машину. Кроме этого, в некоторых случаях может просто не оказаться калибровочной машины, подходящей под размеры калибруемого компонента или максимальный крутящий момент.
КонтроллВахенд а Техника (КВТ) 2019
