Принципы построения интеллектуального элемента электродвигателя – щетки с встроенным волоконно-оптическим датчиком износа и температуры (ВОДИТ). Определение скоростных параметров двигателя, температурных изменений, состояния щеточно-коллекторного узла.
Казанский национальный исследовательский технический университет им. Щетка как интеллектуальный узел электродвигателяРассматриваются принципы построения интеллектуального узла электродвигателя - щетки, в которую встроен волоконнооптический датчик износа и температуры (ВОДИТ) на основе нескольких слабоотражающих последовательно расположенных волоконных брэгговских решеток (ВБР). В отличие от существующих разработанные ВОДИТ являются комплексированными и способны одновременно измерять температуру по сдвигу центральной длины волны лазерного излучения, отраженного ВБР, величину износа - по изменению длины решеток.Исходя из этих требований, был предложен способ определения износа щеток электродвигателя с использованием волоконнооптических технологий, основанных на отклике волоконной решетки Брэгга (ВРБ) или длиннопериодной решетки на изменение их длины [1]. Развитие способа позволяет создать на его базе интеллектуальную щетку как узел электродвигателя, который помимо выполнения своей основной функции осуществляет измерения температуры щетки и обмоток, скорости оборотов двигателя, осуществлять контроль плотности прилегания щетки к ротору электродвигателя (определять «отскок» щетки от ламелей). Информация об изменении длины ВБР используется для измерения износа, положение центральной длины волны ВБР - температуры, анализ отраженного сигнала от ВБР позволяет определять вибрационные и скоростные параметры двигателя, изменения температуры - состояние щеточно-коллекторного узла. Следует отметить, что в датчиках практически не используется такая структура, как ВБР с фазовым р-сдвигом, отличающаяся наличием сверхузкополосной зоной пропускания, размещенной при определенных условиях на центральной длине волны решетки [2]. В [3] описан комплексированный ВОДИТ трущейся поверхности, в основе работы которого лежит мультипликативный отклик встроенных в нее ВРБ с фазовым р-сдвигом или ИФП на базе двух ВРБ по спектральным и амплитудным характеристикам отраженного от указанных структур лазерного излучения на изменение ее износа и температуры.Впервые с точки зрения авторов представлена возможность измерения износа изделия путем определения длины последовательности ВБР и использование мультипликативного характера отклика для измерения остальных параметров: температуры щетки и коллектора, искрения или отскока и зависания щетки, скорости вращения и т.д. Использование интеллектуальной щетки характеризуется высоким разрешением, отношением сигнал/шум, простыми алгоритмами определения центральной длины волны отражения датчика для измерения температуры; ширины полосы пропускания и максимального коэффициента отражения последовательности ВБР - для определения износа.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
