АИшку мы испытывали в составе основного стенда, однако с её испытаниями был ряд нюансов, которые стоит вынести в отдельный материал. Например, двигатель АИ-9В не содержит выступающих вращающихся частей, к которым можно присоединить внешний датчик частоты вращения. А обороты двигателя — один из главных параметров.
Сели думу думать. Без частичной разборки двигателя измерение его оборотов возможно только двумя способами:
1. Пульсации стартер-генератора.
В момент переключения щёток стартер-генератора в питающей сети возникает импульс. Зная число лепестков якоря и частоту пульсаций, возможно вычислить частоту вращения стартер-генератора, а из неё получить частоту вращения турбины.
Взяли осциллограф, полезли к щёткам. Результат измерения пульсаций на выходе стартер-генератора и на обмотке возбуждения представлен ниже:

Синий график – обмотка возбуждения
Как видно из рисунка, пульсации присутствуют, но не равномерны и сильно зашумлены. Амплитуда пульсаций на выходе стартер-генератора составляет около 40 мВ, на обмотке возбуждения – около 400 мВ. Форма сигналов не правильная и корректное измерение частоты представляется затруднительным.
2. Внешний индукционный датчик частоты вращения типа ДТА-10, ДЧВ-2500 и т.п.
Принцип измерения – при прохождении лопатки компрессора напротив оси симметрии катушки индуктивности датчика, в датчике индуцируется электрический импульс. Зная частоту импульсов на выходе датчика и число лопаток (22 шт.) можно получить частоту вращения турбины.
Взяли датчик ДТА-10, осциллограф и снова полезли к мотору. В эксперименте датчик устанавливался в различные точки по радиусу турбины. На фото ниже виден примотанный стяжками датчик (справа внизу) и отмечена оптимальная точка установки, а также видны следы от промежуточных установок. В отмеченной точке ловится самый чёткий сигнал и он ухудшается по мере приближения датчика к оси вращения турбины.
Например, при установке датчика там, где он стоит на фото выше (вблизи оси вращения турбины), получены следующие осциллограммы. Слева представлена осциллограмма «как есть», справа – с цифровым усредняющим фильтром на 4 выборки. Оба цвета сняты с одного канала — использованный осциллограф позволял отображать всего один math параметр на канал, и, чтобы получить частоту и амплитуду одновременно, приходилось параллелить каналы.

Амплитуда сигнала в обоих случаях составляет ~110 мВ. Форма сигнала близка к синусоидальной, но не равна ей. Такое искажение происходит, по всей видимости, из-за сильно переменной толщины лопаток компрессора в месте установки датчика. Толщину лопаток «отрисовывает» магнитное поле, что и отражается в выходном сигнале. Плюс магнитные помехи от вала и его частей.
Для сравнения, внизу показаны осциллограммы, снятые в отмеченной оптимальной точке. Слева – «как есть», справа – с цифровым усредняющим фильтром на 8 выборок.

В данном эксперименте амплитуда сигнала заметно выше – 320 ÷ 350 мВ, не смотря на большее расстояние до лопаток сквозь корпус. Форма сигнала также более равномерна и близка к синусоидальной. Сказывается форма лопаток компрессора в этом месте. Такой сигнал уже вполне можно усиливать и фильтровать. А для датчика мы соорудили специальный кронштейн:
Для обработки сигнала датчика был необходим усилитель и делитель на 22. Сделать всё надо было предельно надёжно, поэтому усилок собрали на старой доброй LM393. Эта древняя микруха прекрасно работает от 24-27 вольт и имеет мёртвую зону до 5 мВ, что, в данном случае, сказывалось благотворно.
Сигнал от датчика верхнего канала, нагруженного на резистор R1, попадал на фильтр из R3R4C1, после чего — на защитные диоды D1D3. На диодах он обрезался (если превышал) до напряжения падения на них — не более 400 мВ. Чего вполне достаточно для уверенного срабатывания компаратора LM393. Далее, сигнал поступал на усилитель на базе VT1, с которого окрепший сигнал уходил в недра подпольной проводки до стендового ADAM-4080. Деление на 22 производилось программно на стороне терминала.
Остальные каналы измерения, также как и у старшего брата, подключались к уже имеющимся у двигателя точкам через кастомные переходники и штуцера.
Напоследок, ещё немного фоток стенда АИшки:
По всем вопросам обращайтесь в почту sales@aviadevices.com или в пишите в комментарии;
Добавить комментарий