Earlier publications of the paper authors have shown that the use of code keying mixed with the CW FM sound signal allows the significant reduction in the distance measurement error, compared to classic silent CW FM sonar. In addition to the code modulation parameters, the magnitude of this error is influenced by the received input acoustic noise. The article shows the dependence of the input signal-to-noise ratio and the sound signal parameters on the target distance measurement error and the detection conditions, such as the output signal-to-noise ratio and the side lobe level. The results of the analysis were compared to the same parameters of the CW FM silent sonar without code modulation.
Helicopter rotor dynamics (blade vibrations, ground resonance, influence of forward speed, etc.) play an important role in the wear and tear of the transmission system and power unit. Particularly fast wear of these components is to be expected in military helicopters in combat conditions, where the flight dynamics parameters are often exceeded. The FAM-C method developed at the Air Force Institute of Technology in Poland has been used to assess and monitor this wear. This method can be used to monitor damage to helicopter propulsion and transmission, where other "classical" methods are less effective due to a very complicated system of forces, variable as to the direction of amplitude and frequency, causing vibrations in closely spaced kinematic pairs. For this reason, vibroacoustic and thermal effects are created around these kinematic pairs, which interfere with each other. In a helicopter, the propulsion unit, including the power transmission unit, is at the same time the carrier unit. This has forced designers to construct a propulsion system with a much greater number of joints and bearing supports. This article presents the possibilities of the FAM-C method for monitoring of swash-plate main bearing wear. The swash-plates are not formally part of the helicopter's propulsion unit but are used to direct the thrust vector of the blades i.e., they direct the helicopter's power vector. Since during this process their components are observable by the FAM-C method, the authors found it necessary to include issues related to their diagnosis in this study. In the FAM-C method, the signal from the AC generator during the normal operation of the helicopter is processed. Analysis of this signal allows simultaneous monitoring of multiple engine and transmission components simultaneously. It does not require any separate sensors for this purpose - one "full-time" alternator or tachometer generator is - with proper collection and processing of the output voltage signal - the source of a whole range of diagnostic information. Thus, one generator is an observer of the technical condition of many elements of the power unit simultaneously. What's more, the signal can be collected from any place in the electrical network, which makes it possible to install the measuring system in safe locations, even while the power train is running. Some examples of diagnostic symptoms leading to wear detection are described. Research based on analysis of these findings with the use of the FAM-C method is described in the paper. In the FAM-C method, signal from the AC generator used in routine operation of the helicopter is processed. Signal analysis enables simultaneous monitoring of several engine and transmission elements. Some examples of diagnostic symptoms used to detect wear are described in the paper.
In this paper, an innovative active seat suspension system for vehicles is presented. This seat suspension prototype is built with a shear guidance mechanism, an air spring, a hydraulic shock absorber and end-stop buffers. The acceleration particular signals are measured by using Inertial Measurement Units (IMUs) placed on the seat and the human head. As the excitation, the horizontal vibrations are applied. As an alternative to the classical Fourier approach, the Wavelet Transfer Function (WTF) is introduced to describe the effectiveness of particular seat suspension. In both of the system cases, the human head reaction is investigated by using the Matlab package.
In the paper,anapproach tofrequency modulation is presented using a split-ring resonator (SRR) loaded by a varactor diode. The modulation occurs due to the continuous time variation of capacitance of the varactor diode via changing of its bias voltage by the signal which is necessaryto modulate. The modulation signal is used for bias voltage. As a source of a carrier signal,one more extra magnetic loop antenna is utilized whichis coupled withtheSRR via near-field interaction. Investigation of two types of signals (harmonic and chaotic) was performed for modulation in the paper. It is shownthatitis possibileto provide the frequency modulation with deviation Δfd= ±80MHz which covers the frequency range 0.95...1.11GHzfor a 1GHz carrier signal whena SMV1231varactor diode is used. The major advantages of the suggested approach are the very simple designand abilityto easily define the required values of frequency deviation through tuning of the bias voltage magnitude range of the varactor diode. Therefore, the presented investigation and results can be useful in themanufacturing of low-cost radio components.
PL
W pracy zaproponowano zasadę modulacji częstotliwości z wykorzystaniem rezonatora z dzielonym pierścieniem (SRR) obciążonego diodą pojemnościową.Proces modulacji zachodzi poprzez ciągłą zmianę pojemności diody pojemnościowej, która z kolei następujepoprzez zmianę napięcia polaryzacji. Sygnał modulujący służy jako napięcie polaryzacji.Źródłem sygnału nośnego jest dodatkowa antena magnetyczna, która oddziałuje poprzez bliskie pole magnetyczne z SRR. W pracy przeprowadzono badaniaw których jako sygnał modulującyzostały wykorzystane dwa rodzaje sygnałów: harmoniczny i deterministyczny chaotyczny.Wykazano, że przy zastosowaniu diody pojemnościowej SMV1231 i częstotliwości sygnału nośnego 1 GHz możliwe jest zapewnienie modulacji częstotliwości z odchyleniem Δfd= ±80MHzw paśmie częstotliwości 0,95... 1,11 GHz.Zaletami proponowanej metody modulacji są bardzo prosta konstrukcja i możliwość łatwego ustawienia żądanej wartości odchylenia częstotliwości poprzez dostosowanie zakresu wartości napięcia przyłożonego do diody pojemnościowej.Przedstawione badania i uzyskane wyniki mogą być przydatne w produkcji tanich komponentów radiowych.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono zagadnienia związane z badaniami lotniczych zespołów wirnikowych, a w szczególności ich łożysk tocznych i elementów przekładni zębatych. Opisano również podstawy teoretyczne badań i analizy zjawisk rezonansowych, identyfikowanych przy pomocy metod diagnostycznych FAM-C i FDM-A. Metody te oparte są na analizie modulacji napięcia wyjściowego prądnic i zapewniają monitorowanie zjawisk dynamicznych wszystkich podzespołów występujących w lotniczym zespole napędowym.
EN
The article presents the issues related to the research of aerodynamic rotor assemblies, in particular their rolling bearings and toothed gear components. The theoretical foundations of research and analysis of resonance phenomena, identified using the FAM-C and FDM-A diagnostic methods are also described. These methods are based on the analysis of generator output voltage modulation and provide monitoring of dynamic phenomena of all components found in the aviation power unit.
Wysoka rozróżnialność w odległości i częstotliwości stanowią istotny problem zarówno w aplikacjach radarowych (RADAR, ang. Radio Detection and Ranging), jak i sodarowych (SODAR, ang. Sound Detection and Ranging). Pomimo wielu wspólnych cech systemów radarowych i sodarowych, duża różnica w zakresie częstotliwości pracy wymusza dokładną analizę emitowanych sygnałów sondujących. W artykule przedstawiono wyniki badań mających na celu określenie parametrów sygnałów złożonych odpowiedzialnych za uzyskanie odpowiedniej rozdzielczości zasięgu oraz częstotliwości przy użyciu sygnałów o niskiej częstotliwości dla aplikacji sodarowych.
EN
High range and Doppler resolution is a significant issue in both RADAR (Radio Detection and Ranging) and SODAR (Sound Detection and Ranging) applications. Despite the many common features of the RADAR and SODAR systems, a very large difference in the frequency of the signal forces a thorough analysis of the emitted probing signals. This article presents the results of research aimed at determining parameters of complex waveforms responsible for obtaining suitable range/Doppler resolution using low frequency signals for SODAR applications.
Dynamics of the helicopter rotor (blade vibrations, ground resonance, influence of forward speed etc.) plays a significant role in wear of transmission and engine systems. Particularly severe wear of these elements can be expected on military helicopters operating in battlefield conditions, where exceedances of dynamic flight parameters and harsh maneuvers occur more frequently. The “FAM-C” diagnostic method, developed by the Air Force Institute of Technology in Poland, has been used for assessing and monitoring a fatigue wear. Particularly, this method may be applied to monitor defects of power plant and helicopter transmission system, where other “classical” methods are less efficient due to the very complex variable system as for the direction and frequency, system of forces generating vibrations in kinematic pairs situated close to each other. Due to this reasons certain vibroacoustic and thermal effects develop around these pairs and they interfere with each other. In a helicopter, a power plant, including a power transmission system is also a carrying assembly. It forced designers to construct a power plant with increased number of joints and bearing supports. This article depicts possibilities of FAM-C method regarding wear of the main bearing of helicopter rotor, wear of surface of teeth contact, clearances between axles of gear wheels in gear and the evaluation of circumferential clearances on splined connections. In the FAM-C method, signal from the AC generator used in routine operation of the helicopter is processed. Signal analysis enables simultaneous monitoring of several engine and transmission elements at the same time. It doesn’t require any separate sensors – one permanent electric generator or tachometer generator is - by the appropriate way of picking up and converting the output voltage signal - a source of the whole gamut of diagnostic information.
PL
Dynamika wirnika śmigłowca (drgania łopat, rezonans przyziemny, wpływ prędkości postępowej itp.) odgrywają istotną rolę w zużywaniu systemu transmisji i zespołu napędowego. Szczególnie szybkie zużycie tych elementów należy oczekiwać śmigłowcach wojskowych w warunkach bojowych, w których to często występują przekroczenia parametrów dynamiki lotu. Metoda FAM-C opracowana w Instytucie Technicznym Wojsk Lotniczych w Polsce została użyta do oceny i monitorowania tego zużycia. W szczególności metoda ta może być używana do monitorowania uszkodzeń zespołu napędowego i transmisji śmigłowca, gdzie inne „klasyczne” metody są mniej skuteczne z uwag na bardzo skomplikowany układ zmiennych co do kierunku amplitudy i częstotliwości układ sił wywołujący wibracje w blisko siebie położonych parach kinematycznych. Z tego powodu tworzą się wokół tych par kinematycznych efekty wibroakustyczne i termiczne , które się wzajemnie zakłócają. W śmigłowcu zespół napędowy w tym zespół transmisji mocy jest jednocześnie zespołem nośnym. Wymusiło to na konstruktorach konstruowanie układu napędowego ze znacznie większa liczbą przegubów i podpór łożyskowych. W tym artykule przedstawiono możliwości metody FAM-C dotyczącej zużycia głównego łożyska wirnika nośnego, zużycia płaszczyzny styku zębów, luzów pomiędzy osiami kół zębatych w przekładni oraz oceny luzów obwodowych na połączeniach wielowypustowych. W metodzie FAM-C przetwarzany jest sygnał z generatora prądu przemiennego w czasie normalnej eksploatacji śmigłowca. Analiza tego sygnału umożliwia jednoczesne monitorowanie wielu elementów silnika i przekładni jednocześnie.
The article describes test results of rolling bearings conducted on turbojets, with the simultaneous use of two diagnostics methods: FAM-C and FDM-A [7]. For these methods, no installation of additional sensors on the aircraft is needed - the on-board electric generators are used as sensors. The „FAM-C” method uses the aircraft’s alternating current (AC) tachometer generator, whereas the “FDM-A” method uses the direct current (DC) commutator-type generator. Spectrum of angular velocity of individual bearings manifests itself in high frequency ranges (60-240 Hz for the tachometer generator, 3-10 kHz for the DC generator), making the oscillation signal resistant to noise. This frequency modulated signal can be picked up by measuring instruments in any point of the aircraft electrical system. After detection the initial signal is obtained. Measurement analysis can be easily automated [10]. During detection, the carrier frequency is filtered off. Currently, with the simultaneous use of correlated FAM-C and FDM-A methods, four models of rolling bearings wear can be detected: increase of aggregate friction, seizure of rolling elements, increase of radial clearances, increase of axial clearance. This division was made on the basis of observing the technical condition of rolling bearings on many (around 30) turbojets during its normal operation.
PL
Artykuł omawia wyniki badań łożysk tocznych przeprowadzonych na silnikach turboodrzutowych z jednoczesnym wykorzystaniem dwóch metod diagnostycznych: FAM-C i FDM-A [7]. W metodach tych nie trzeba instalować żadnych dodatkowych czujników - jako przetworniki wykorzystywane są prądnice pokładowe. W metodzie "FAM-C" wykorzystuje się prądnicę tachometryczną prądu przemiennego (AC), podczas gdy "FDM-A" wykorzystuje komutatorową prądnicę prądu stałego (DC). Widmo prędkości kątowej poszczególnych łożysk przenoszone jest przez prądnicę w pasmo wysokich zakresów częstotliwości (60-240 Hz dla prądnicy tachometrycznej, 3-10 kHz do prądnicy prądu stałego), dzięki czemu staje się bardzo odporne na zakłócenia. Ten modulowany częstotliwościowo sygnał może być odbierany przez przyrządy pomiarowe w każdym punkcie instalacji elektrycznej samolotu. Po detekcji odzyskiwany jest sygnał pierwotny. Analiza wyników z takiego pomiaru może być łatwo zautomatyzowana [10]. Podczas detekcji odfiltrowywana jest częstotliwość nośna. Przy jednoczesnym stosowaniu skorelowanych metod FAM-C i FDM-A, mogą być wykrywane cztery modele zużycia łożysk tocznych: zwiększonych oporów biernych, zaciśniętych elementów tocznych, zwiększanych luzów promieniowych, zwiększonych luzów osiowych. Podział ten został dokonany na bazie obserwacji stanu technicznego łożysk tocznych wielu (około 30- tu)egzemplarzy silników turboodrzutowych w czasie ich normalnej eksploatacji.
The article discusses the design and principles of operation of three diagnostic testers constructed by the authors of this study, intended for three, different aircraft propulsion units. These design have one common way of processing the original diagnostic signal - they use one FAM-C method. This method is based on natural processing of the rotational speed fluctuations of individual kinematic cells of the propulsion unit, by the on-board generator into frequency modulations. The method, thanks to its properties, is extremely beneficial for the automatic digital diagnostic processing. The tester can be connected at any, convenient for the crew, location of the power grid, away from dangerous zones of the aircraft.
PL
W artykule omówiono konstrukcję i zasadę działania trzech testerów diagnostycznych skonstruowanych przez autorów niniejszego opracowania przeznaczonych do trzech różnych lotniczych zespołów napędowych. Konstrukcje te łączy jeden wspólny sposób przetwarzania pierwotnego sygnału diagnostycznego - wykorzystują one metodę FAM-C. Metoda ta bazuje na naturalnym przetwarzaniu wahań prędkości obrotowej poszczególnych ogniw kinematycznych zespołu napędowego przez prądnicę pokładową na modulacje częstotliwości. Metoda dzięki swym szczególnym właściwościom jest wyjątkowo korzystna dla cyfrowego automatycznego przetwarzania diagnostycznego. Tester może być przyłączony w dowolnym, dogodnym dla obsługi miejscu sieci elektroenergetycznej, z daleka od niebezpiecznych stref statku powietrznego.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono hipotezę wzajemnego destrukcyjnego oddziaływania zużytego łożyska górnego przekładni WR-24 na skrzynkę napędów śmigłowca Mi-24. Mi-24 jest jedynym eksploatowanym w Polsce śmigłowcem, w którym skrzynka napędu agregatów zamontowana jest poza przekładnią główną – pośrodku wału transmisji, pomiędzy główną skrzynią napędową a śmigłem ogonowym. Uszkodzenie kół zębatych w skrzynce napędu prądnic jest jednoznaczne z przerwaniem napędu śmigła ogonowego. Takie przerwanie powoduje natychmiastowe obracanie się kadłuba w kierunku odwrotnym do kierunku obrotu śmigła głównego. Wiąże się z tym także utrata siły nośnej oraz sterowności. Może to doprowadzić do katastrofy. Taki przypadek miał miejsce w styczniu 2011 roku w Afganistanie – obaj autorzy uczestniczyli w procesie jego badania. Autorzy, uwzględniając bardzo dobre, wręcz legendarne własności bojowe Mi-24 oraz swoje badania nad specyfiką zużywania się elementów transmisji, uważają, że dla tego właśnie śmigłowca w pierwszej kolejności powinny być uruchomione środki na opracowanie i wdrożenie systemu monitorowania zespołu napędowego. Autorzy do tego celu proponują zastosowanie metody FAM-C. Charakteryzuje się ona znaczną ergonomicznością. Za jej pomocą można śledzić jednocześnie wiele par kinematycznych, a więc także obserwować relacje między nimi.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wybrane wady połączeń wielowypustowych: mimośrodowości, przekoszenia, zwiększonych luzów. Przedstawiono znaczenie tych wad dla poprawności funkcjonowania całego zespołu napędowego. Zaprezentowano swoisty katalog tych wad w formie: wizualnego zużycia, pomiarów mechanicznych płaszczyzn przyporu, opisu matematycznego przebiegów dynamiki ruchu takiego połączenia, zobrazowań dla metod FAM-C i FDM-A. Zaznaczono skutki długotrwałej eksploatacji połączeń wielowypustowych o nadmiernym zużyciu dla bezpieczeństwa latania.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wybrane rezultaty zastosowania metod FAM-C (prądnica prądu przemiennego) i FDM-A (prądnica prądu stałego) do kompleksowego diagnozowania węzłów łożyskowych zespołu wirnikowego jednowałowego silnika turbinowego. Prądnice prądu przemiennego przenoszą informacje o procesach wolnozmiennych, na podstawie których można monitorować luzy promieniowe, luzy podłużne, przekoszenia wałów. Prądnice prądu stałego przenoszą informacje o procesach szybkozmiennych, na podstawie których można monitorować dynamikę poszczególnych łożysk tocznych: zmiany wartości dobroci mechanicznej, wartość oporów łącznych, współczynnik poślizgu elementów tocznych, szybkość wirowania koszyka względem czopa itp. Blisko dziesięcioletnie obserwacje diagnostyczne prowadzone na licznej próbie silników podczas ich eksploatacji umożliwiły klasyfikację procesów zużywania łożysk w postaci czterech modeli fenomenologicznych. W niniejszym artykule przedmiotem rozważań będzie model zwiększonych oporów biernych.
Voltage-source active rectifier eliminates characteristics harmonics, which are drawn by diode (thyristor) rectifiers from the electrical grid. The paper shows analytical analysis of the current drawn from the grid by voltage-source active rectifier. The first part presents the principle of the voltage-source active rectifier. The next part describes both analyses of the current and the last part shows comparison of both analyses with simulations.
PL
Prostownik aktywny eliminuje charakterystyczne harmoniczne prądu, które są pobierane z sieci elektroenergetycznej przez prostowniki diodowe (tyrystorowe). Artykuł przedstawia analityczną analizę prądu pobieranego z sieci elektroenergetycznej przez prostownik aktywny, stanowiący źródło napięcia. Pierwsza część omawia zasady działania prostownika aktywnego jako źródła napięcia. Następna część opisuje analizy prądu przeprowadzone dwoma sposobami, a kolejny fragment przedstawia porównanie wyników tych analiz z wynikami badań symulacyjnych.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wybrane problemy w stosowaniu generatora z modulacją częstotliwości do badania toru z częstotliwościowym nośnikiem informacji. Zaproponowano warunki które powinien spełnić sygnał generatora w celu zminimalizowania wpływu niedokładności generowanego przebiegu na wyniki badań. Przedstawiono wyniki dla przykładowego modelu toru.
EN
The paper presents select problems in using a generator with a frequency modulation in order to research on a slotted line with a frequency data carrier. Necessary conditions for the testing signal obtained from the generator which allow minimising its influence on research results are proposed. Results obtained for a model of slotted line are shown.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono zagadnienia związane z obserwacją podpór łożyskowych silników turbinowych jednowałowych o zwiększonych luzach podłużnych. Opisano zagrożenia, parametry i objawy tego stanu oraz możliwości jego określenia przy pomocy metod FDM-A1 i FAM-C2. Przedstawiono hipotezy opracowane przez autorów, dotyczące kolejnych etapów zużywania się podpór łożyskowych lotniczego silnika turboodrzutowego prowadzące do powstawania nadmiernych luzów podłużnych. Rozważania teoretyczne uzupełniono uzyskanymi wynikami badań diagnostycznych oraz danymi weryfikacji mechanicznej silników z ich demontaży.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono zagadnienia związane z analogiami pomiędzy sposobami formowania, przesyłania i odczytywania sygnału diagnostycznego metodami FAM-C1 i FDM-A2 a analogicznymi etapami w zjawiskach przesyłu informacji w radiotechnice. We wszystkich tych przypadkach odbywa się modulacja, transmisja i demodulacja FM. Inne są tylko rodzaje przesyłanych informacji: dla sygnału diagnostycznego w metodach FAM-C i FDM-A jest to informacja o stanie technicznym par kinematycznych zespołu napędowego (objawiająca się pewnymi zmodulowaniami prędkości kątowej par kinematycznych), a dla sygnału radiowego jest to mowa (sygnały akustyczne), muzyka lub pewne sekwencje dźwięków. Inne jest również środowisko przenoszenia: transmisja radiowa - w środowisku pośredniczącym pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem (np. powietrze, próżnia, woda), transmisja w metodach FAM-C i FDM-A - poprzez cięgna sztywne zespołu transmisji pomiędzy badanymi parami kinematycznymi a prądnicą. Inny jest również zakres częstotliwości nośnej: dla transmisji radiowej FM częstotliwość nośna wynosi od kilkunastu MHz do setek MHz zaś w metodach FAM-C i FDM-A od kilkudziesięciu Hz do kilku kHz. Także częstotliwości heterodyny3 różnią się od siebie: w radiotechnice od kilkunastu MHz do setek MHz, w diagnostyce (w zależności od konstrukcji maszyny elektrycznej) od kilkuset Hz do kilku kHz.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wnioski z obserwacji podpór łożyskowych o zwiększonych lu-zach promieniowych za pomocą metod FAM-C1 i FDM-A2. Opisano rolę filmu olejowego w tego typu zużyciu łożysk tocznych. Omówiono objawy, parametry i zagrożenia stanu rezonansowego w węzłach łożyskowych oraz możliwości jego diagnozowania przy pomocy metod FAM-C i FDM-A. Przedstawiono hipotezy dotyczące kolejnych etapów zużywania się podpór łożyskowych lotniczego silnika turboodrzutowego z powstawaniem stanu rezonansu włącznie. Opisano mechanizm rezonansu łożysk tocznych, znaczną uwagę poświęcając oddziaływaniu momentów żyroskopowych na podpory łożyskowe, zarówno w skali mikro, jak i makro. Rozważania teoretyczne uzupełniono wynikami badań diagnostycznych autorów oraz danymi weryfikacji mechanicznej silników z ich komisyjnych demontaży.
In the paper select problems related to diagnosis of onboard generators and alternators with control systems are discussed. Problems refer to commutator generators and synchronous single and three phase alternators. Special attention is paid to commutation effects. Results of incorrectness and possibility to detect them are discussed. There are also discussed effects concomitant with changes in a character of a pulsation during short-circuits or isolating clearance in a wiring of a rotor or a stator. Possibility of diagnosis of generator's or alternator's parts by means of analysis of pulsation component parameters is indicated. In a case of alternators, there are discussed a number of diagnostic methods based on an observation of shape changes of voltage or frequency modulation. It provides to detect numerous mechanical or electrical faults of generators, alternators or their control systems.
PL
Starzejąca się technika lotnicza wymaga poważnego podejścia do problemu oceny trwałości statku powietrznego w tym, do niedawna nie zawsze doceniane, trwałości instalacji elektroenergetycznej. Szeroko pojęty system elektryczny statku powietrznego wpływa swą, często obniżoną, na skutek procesów starzeniowych, kondycją, na obniżenie trwałości wszystkich innych systemów. W pracy omówiono wybrane problemy związane z diagnozowaniem pokładowych prądnic lotniczych wraz z układem regulacji. Problematyka poruszana w tym artykule dotyczy komutatorowych prądnic prądu stałego oraz przemiennego (synchronicznych prądnic jednofazowych i trójfazowych). Podczas omawiania problemów diagnozowania prądnic prądu stałego szczególną uwagę zwrócono na zjawiska komutacji - omówiono objawy nieprawidłowości i możliwości ich wykrywania. Omówiono również pewne zjawiska towarzyszące zmianom w charakterze pulsacji podczas zwarć lub przerw w uzwojeniach w wirniku lub stojanie - wskazano na możliwość diagnozowania tych elementów prądnic za pomocą analizy parametrów składowych pulsacji. Zaproponowano zastosowanie metody obserwacji szczególnych korelacji pulsacji do wykrywania zwarć wirnika lub stojana. Analizując kształt i amplitudę składowej pulsacji prądnicy komutatorowej prądu stałego, można wykrywać zwarcia i przerwy w obwodzie wirnika. W przypadku przerw w obwodzie wirnika zmniejszeniu ulega amplituda składowej pulsacji a w przypadku zwarcia obraz charakterystyczny składowej pulsacji. Zwarte uzwojenie podczas przemieszczania się wirnika pod kolejnym biegunem stojana wywołuje wielokrotnie zwiększoną pulsację komutatorową. Dzięki pogłębieniu wiedzy doświadczalnej na ten temat możliwe było diagnozowanie szeregu uszkodzeń zarówno prądnic prądu stałego jak i całych węzłów elektroenergetycznych. W przypadku prądnic prądu przemiennego omówiono szereg metod diagnostycznych opartych na obserwacji zmian kształtu przebiegu modulacji napięcia lub częstotliwości, umożliwiających wykrywanie wielu wad mechanicznych i elektrycznych prądnic oraz ich układów regulacji. Referat omawia aspekty diagnostyczne związane z obserwacją parametrów dynamicznych lotniczych pokładowych pierwotnych i wtórnych źródeł prądu przemiennego. Omówione zostały właściwości diagnostyczne takich parametrów jak: a) impulsy przepięciowe i zanikowe dla stanów przejściowych obciążenia sieci pokładowej, b) amplituda obwiedni, c) zniekształcenia kształtu przebiegu (całkowita zawartość harmonicznych, wartość poszczególnych harmonicznych, współczynnik amplitudy, odchylenie od kształtu sinusoidy), d) dewiacja częstotliwości, e) precesja częstotliwości, f) wartość harmonicznych cząstkowej transformaty Fouriera częstotliwości; g) przebieg zmian wartości chwilowej częstotliwości.
Metoda diagnostyczna FAM-C częstotliwości prądu przemiennego oraz metoda FDM-A [1, 2] bazująca na pomiarze modulacji częstotliwości składowej pulsacji, zostały opracowane w Instytucie Technicznym Wojsk Lotniczych. Istotą ich dokładności jest "naturalne" zsynchronizowanie sygnału próbkującego z prędkością kątową obserwowanych ogniw kinematycznych - im szybsze procesy dynamiczne powstają w obserwowanym obiekcie, tym szybsze jest również próbkowanie. Jednocześnie wokół "punktu synchronizacji" powstają, na skutek istnienia luzów w układzie napędowych, naturalne względne wahania pomiędzy obserwowanym ogniwem kinematycznym a wirnikiem prądnicy - powstaje swoiste "zmodulowanie próbkowania" umożliwiające dodatkowe zwiększenie rozdzielczości i dokładności metody. Metody te umożliwiają określenie poziomu zużycia ściernego podzespołu oraz jego identyfikację podczas normalnej pracy zespołu napędowego. Diagnostyka przeprowadzona ww metodami umożliwia określenie licznych parametrów łożysk łożyskowych i węzłów łożyskowych oraz zespołu wirnikowego takich jak: poziom tarcia tocznego każdego z łożysk, płynność ruchu koszyka, wielkość luzów promieniowych. Metoda umożliwia wykrywanie rezonansów poszczególnych elementów poprzez obserwację kształtu i wysokości względnej zbiorów charakterystycznych, z których można wyznaczyć m.in. wielkość dobroci mechanicznej danego węzła. Ponadto określane są liczne parametry i zjawiska związane z zespołem wirnikowym jak określenie wielkości przekoszeń i niewspółosiowości wałów, poziom zużycia ciernego na styku koszyk - element toczny i inne. Podstawową zaletą metody jest to, że układ diagnostyczny jest przyłączany do dowolnego miejsca (np. złącza elektrycznego) zasilanego napięciem stałym lub przemiennym z etatowego źródła energii elektrycznej diagnozowanego obiektu. Przedstawiono materiał badawczy otrzymany z badań eksploatacyjnych zespołu lotniczego silnika turbinowego, w którym rolę "prądnicy - obserwatora" pełniła lotnicza prądnica prądu stałego oraz trójfazowa prądnica tachometryczna.
EN
Diagnostic FDM-A method [2] based on a measurement of frequency modulation of a pulsation component as well as FAM-C method based on a measurement of a alternating current's frequency have been developed in Air Force Institute of Technology. As a diagnostic sensor an onboard generator (alternator) is used. The sensor is coupled with an investigated power unit. The generator or alternator is a converter of diagnostic signals into electric signal - accomplishes digital (discrete) conversion of signals contained in components of an angular velocity of a generator's or alternator's shaft. An original diagnostic signal is the angular velocity carrying diagnostic information about faults and failures of power unit's parts. Each part of the power unit is a specific vibration generator or modulator. An essence of their accuracy is "natural" synchronization of a sample signal with an angular velocity of an observed kinematics link - as quicker dynamic processes arise in an observed object, a sampling is also quicker. Simultaneously round about "synchronization point" arise, as a result of clearances in a drive, natural relative oscillation between the observed kinematics link and an alternator's rotor - arise characteristic "sample modulation" which provides an additional extension of a method's resolution and accuracy. These methods provide to define a level of a sub-assembly's abrasive wear and its localization during normal work of a power unit. It is possible to define numerous parameters of bearings and their kinematics pairs as well as a rotor assembly. They are: a level of a bearing rolling friction, smoothness of a bearing cage's motion, a quantity of a radial clearance. It also provides to detect resonances in elements as well as observe a shape and a relative height of characteristic patterns, from which it is possible to calculate, among others, a quantity of a mechanical quality factor of a kinematics pair - it is possible to define an operating time reserve of the kinematics pair to resonance. Numerous parameters and effects related to a rotor assembly are also defined. They are: a quantity of a skew of shafts, a level of a frictional wear on a bearing cage - rolling element contact, an ovalization of a bearing mounting and a quantity of a bearing journal's skew.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono badania eksploatacyjne z zastosowaniem metod diagnostycz-nych opartych na wykorzystaniu analizy modulacji częstotliwości prądnic FDM-A i FAM-C. Metod tych użyto do wykrywania i monitorowania ruchu zbyt silnie zaciśniętych łożysk tocznych w węzłach łożyskowych silników turboodrzutowych. Szczególną uwagę poświę-cono obserwacji ruchu tocznego poszczególnych elementów tocznych oraz płynności ruchu koszyka. W wyniku wykonanych badań i diagnoz stwierdzono, że z chwilą powstania zbyt silnego zacisku pierwszym i najważniejszym skutkiem, obserwowanym metodą FDM-A, jest względne zróżnicowanie stochastyczne płynności ruchu poszczególnych ele-mentów tocznych. W wymienionej metodzie zjawisko to obserwowane jest jako niestabil-ność szerokości pasma zbioru charakterystycznego danego łożyska tocznego.
EN
The paper has been intended to present performance tests with the FDM-A and FAM-C diagnostic methods based on the application of analyses of generators' frequency modula-tion. Both the methods have been used to detect and monitor too tightly fitted rolling-element bearings (i.e. bearings that show too large interference fits) in bearing nodes of turbine jet engines. Special attention has been paid to observations of the rolling motion of individual rolling elements and flexibility of motion of the bearing cage. Results of con-ducted tests and diagnosing work allow us to state that as soon as a too tight fit arises, the first and the most important effect observed with the FDM-A method is the relative stochas-tic differentiation of flexibility of motion of particular rolling elements. The phenomenon observed with this method is instability of the bandwidth of a characteristic set of a given rolling-element bearing.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.