Method for determining the shaft speed of a centrifugal compressor and diesel-generator
Keywords:
rotation frequency, Hall sensor, diesel, compressor, oscilloscope, measuring sensor, military equipment, control characteristic, leverAbstract
The output parameters of power plants, the shaft speed in particular, must be measured
with high accuracy. The readings of standard frequency meters fail to satisfy such requirements, therefore it is necessary to use advanced methods.
This paper describes an alternative method for determining the shaft speed of a centrifugal compressor and the crankshaft of a diesel generator using a Hall sensor. The Hall Effect was studied, the experiment was conducted and the experimental data were compared with the readings of standard measuring instruments. A measurement circuit was implemented for this purpose. The measurement circuit included a Hall sensor, an oscilloscope, and a power cell. Numerous measurements were taken to increase the accuracy of data collection.
As a result, the optimum values of the gap setting (between the sensor and the closing element) were obtained, and the voltage values of the input signal were accurately displayed on
the oscilloscope screen. The shaft speed of a centrifugal compressor and a diesel-electric power unit was measured.
The experiment was conducted using the “DisCo” software and the “VM8020” oscilloscope. When taking readings from a standard frequency meter, the measurement error is 2%, whereas it was only 1% in the proposed measurement method. The experiment confirmed that this method is more accurate, simpler and more reliable in use.
The advantage of the research is that it makes it possible to determine the crankshaft speed of the engine with high accuracy in order to make the adjustments on the power unit using the software and “VM8020” oscilloscope. We found the most acceptable solution for determining
the exact shaft speed of the compressor and the crankshaft speed of the diesel unit. This method for determining the shaft speed can be used in any stationary plants.
References
Полозов, П.Ю. Устройство, принцип действия, работа и эксплуатация средств внешнего электропитания и средств автономного энергоснабжения / П.Ю. Полозов, Е.Г. Поршнева. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2014. – 75 с.
Миниатюрные датчики микроперемещения, углового положения и силы на эффекте холла / П.П. Моисеев, В.Б. Алымов, И.И. Нечушкин и др. // Решетневские чтения. – 2015. – № 19. – Т. 1. – С. 289–290.
Авдоченко, Б.И. Датчик слабых магнитных полей на основе эффекта холла / Б.И. Авдоченко, Г.Ф. Карлова, А.М. Цырендоржиева // Электронные средства и системы управления. – 2017. – № 1-1. – С. 228–230.
Онохин, Д.А. Перспективные технологии токовых измерений в электроэнергетике / Д.А. Онохин, И.М. Бабкин // Материалы I Международного заочного конкурса научно-исследова¬тельских работ. Научно-образовательный центр «Знание». – 2010. – С. 194–202.
Шарафутдинова, Г.Г. Эффект холла / Г.Г. Шарафутдинова // Вопросы науки и образования. – 2017. – № 8 (9). – С. 12–13.
Кобус, А. Датчики Холла и магниторезисторы / А. Кобус, Я. Тушинский. – М.: Изд-во «Энергия», 1971. – 352 с.
Сотников, А.Г. Обеспечение надежности контроля тока и напряжения в приборах морской техники / А.Г. Сотников, А.С. Петрушенко // Морской вестник. – 2015. – № 3 (55). – С. 41.
Сысоева, С. Автомобильные датчики положения. Современные технологии и перспективы. Часть 1. Потенциометры и датчики Холла – лидеры современного рынка / С. Сысоева // Компоненты и технологии. – 2005. – № 2. – С. 52–59.
Возможность использования датчика холла в физическом практикуме для определения концентрации носителей тока в полупроводниках / Т.Е. Абенов, Ж.С. Кажиакпарова, Ж.К. Кадирова, Д.Ж. Абдрахманова // Междунар. журнал прикладных и фундамент. исследований. – 2016. – № 1–3. – С. 331–333.
Белобородова, М.Е. Методика проведения физического практикума на примере лабораторной работы «Изучение эффекта Холла в полупроводниках» / М.Е. Белобородова, Б.Д. Юдин // Преподаватель XXI век. – 2016. – Т. 1. – № 4. – С. 260–266.
Галеркин, Ю.Б. Турбокомпрессоры / Ю.Б. Галеркин, Л.И. Козаченко. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008. – 374 с.
Построение расчетной сетки в TurboGrid. – http://student-engineer.pro/index.php?page= ansys/cfx/cfxmeshTG (дата обращения: 03.05.2018).
Снегирёв, А.Ю. Высокопроизводительные вычисления в технической физике. Численное моделирование турбулентных течений / А.Ю. Снегирёв. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. – 143 c.
Снятие осциллограммы. – http://motor-master.ru/component/content/article/9-disco/3-snyatie- ostsillogrammy (дата обращения: 29.03.2018).
Эксплуатация энергоустановок / П.Ю. Полозов, Е.Г. Поршнева, В.Н. Ролик, В.А. Родионов. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2017. – 288 с.
Ashcroft, N.W. Solid state physics / N.W. Ashcroft, N.D. Mermun. – USA: Saunders college, 1976. – 848 p.
Preston, D.W. The art of experimental physics / D.W. Preston, E.R. Dietz. – USA, 1991. – 432 p.
Hall effect and its application in the design & operation of electronically controlled brushless DC Motors / N. Chaudhary, A. Mishra, K. Jamwal, et al. // International journal of application or innovation in engineering and management. – 2012. – Vol. 1. – Iss. 2. – P. 201–207.
Ramsden, E. Hall-effect sensors. Theory and applications / E. Ramsden. – USA, 2006. – 250 p.
Popovic, R.S. Hall effect devices second edition / R.S. Popovic. – USA, 2004. – 426 p.
