Coppia e vibrazioni delle pale nelle turbine a gas

Telemetria ad alimentazione induttiva per coppia sull’albero, vibrazioni e temperatura delle pale

Nelle turbine a gas e nelle turbomacchine a uno o più alberi, con stadi di compressore e di turbina, la potenza utilizzabile arriva a 1,5 GW e viene trasferita a generatori, pompe o compressori. La coppia sull'albero della turbina descrive questa potenza, mentre le vibrazioni e la distribuzione della temperatura sulle pale determinano la fatica del materiale. Per misurarle servono sensori sull'albero e sulle pale in rotazione e una trasmissione del segnale senza contatto.

Con la telemetria per alberi rotanti l'energia arriva al rotore per accoppiamento induttivo e i dati tornano alla parte fissa senza contatto, fino all'unità di valutazione e al software di analisi. Sull'albero della turbina o del compressore principale si misura la coppia e, all'occorrenza, velocità di rotazione, forze di compressione e trazione e momenti flettenti; su pale e palette si registrano le vibrazioni e la distribuzione della temperatura, con un'elettronica che resiste fino a 150 °C.

Misurare coppia, vibrazioni e temperatura nelle condizioni di esercizio reali consente di valutare la fatica del materiale e di verificare con dati misurati il progetto di pale, materiali e leghe. Le macchine collegate alla turbina si possono analizzare anche senza contatto, con l'analisi vibrazionale di generatori e macchinari rotanti.

 

Trasferire dati da un componente in rotazione verso la parte stazionaria del sistema è il nodo tecnico centrale di qualsiasi applicazione telemetrica. La trasmissione senza contatto elimina anelli di scorrimento, collettori e cablaggi rotanti, soluzioni meccanicamente fragili e soggette a usura, sostituendoli con un accoppiamento elettromagnetico privo di parti in movimento e, per definizione, esente da manutenzione.

La qualità di una misura telemetrica non dipende soltanto dal sensore: si definisce già prima della trasmissione. L'amplificatore di misura riceve il valore grezzo del sensore, lo digitalizza e applica le correzioni necessarie direttamente sul rotore, garantendo che il segnale trasmesso senza contatto sia già preciso, stabile e privo delle principali fonti di errore sistematico.

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