Промтекс
Датчики
Измерительная электроника
Официальный дистрибьютор
  • imc
  • POWER TEST
  • KMT
  • MAGTROL

Измерение крутящего момента без врезки в вал - сенсация, или еще одно решение?

Решить задачу измерения крутящего момента, передаваемого валом с привода на рабочий орган особенно без врезки измерительных устройств в вал пытаются многие. Для квазистационарных условий, когда момент и угловая скорость меняются во времени медленно (даже при высоких номинальных значениях), задачу решают так называемые реактивные датчики, но и здесь не все так просто...Реактивный датчик крутящего момента работает на сновании закона сохранения момента количества движения, так же как реактивный датчик силы работает на основании закона сохранения количества движения. Если привод прикладывает к исполнительному органу крутящее усилие, скажем, по часовой стрелке, то исполнительный орган  отвечает приводу противодействующим, тормозящим  усилием против часовой стрелки.
Крутящий момент и реактивный момент взаимодействия двигателя с нагрузкой при разных оборотах Если рассматривать эти процессы, отвлекаясь от нестационарных, переходных или колебательных явлений, то среднее по времени значение крутящего момента на валу вполне можно измерить с помощью такого реактивного датчика, измеряющего реактивный крутящий момент, переданный обратно приводу.   

Чаще всего привод при этом устанавливают на специальной платформе, один конец которой прикреплен к столу/фундаменту испытательного стенда, или даже действующей промышленной установки  шарниром, а другой опирается на тензометрический датчик силы. По закону сохранения момента количества движения привод, передавая момент рабочему органу, в ответ получает противодействующий момент от рабочего органа, равный передаваемому по величине и противоположный по направлению. И в случае стационарных (квази) процессов (отнюдь не статических) такой подход решает большинство практических задач.

Но в условиях быстро меняющихся скоростей (динамические испытания) момент инерции привода и рабочего органа полностью искажают динамические характеристики силового агрегата. А уж об оценке резонансных частот крутильных колебаний с помощью такой техники говорить просто не приходится. Конечно, есть телеметрические разработки KMT, но не всегда их удается применить на практике.

В предлагаемом патенте РФ №2321834 тензодатчики размещены на стационарном узле привода, и влияние его инерционности удается в значительной мере нейтрализовать. Новизна этого технического решения состоит в том, что тензорезисторы расположены не под краем платформы, наиболее удаленным от шарнира, а непосредственно в корпусе двигателя переменного тока. Как логично предположить,  реактивный момент, передаваемый от нагрузки приводу электромагнитным  полем, действует в первую очередь на ребра сердечника двигателя, изгибая их. Измеряя растяжение/сжатие  материала на боковых поверхностях ребер, можно оценить величину этого момента без
негативного воздействия на результат момента инерции  двигателя.

Не следует оценивать это техническое решение в слишком радужных тонах. Чувствительные элементы располагаются в зоне максимальных электромагнитных полей, так что избавление от помех будет первым препятствием на пути к реализации идеи. Но в случаях, когда речь идет не об испытательном стенде, а о промышленном мониторинге,  и вопрос врезки в вал датчика отвергается заказчиком "с порога", над реализацией   такого решения стоит потрудиться. 


Возврат к списку