omnaОмский научный вестникOmsk Scientific Bulletin1813-82252541-7541Омский государственный технический университет10.25206/1813-8225-2024-192-134-138IXAXODomna-117Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, ФОТОНИКА, ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И СВЯЗЬELECTRONICS, PHOTONICS, APPLIANCE AND COMMUNICATIONSПреобразователь ток-частота на основе осциллисторного эффектаCurrent-to-frequency converter based on oscillistor effectЧередовА. И.CheredovA. I.

ЧЕРЕДОВ Александр Иванович, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры «Радиотехнические устройства и системы диагностики»

г. Омск

AuthorID (РИНЦ): 471995

CHEREDOV Aleksandr Ivanovich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of Radio Engineering Devices and Diagnostic Systems Department

Omsk

AuthorID (RSCI): 471995

https://orcid.org/0000-0002-1354-8708ЩелкановА. В.ShchelkanovA. V.

ЩЕЛКАНОВ Андрей Владимирович, старший преподаватель кафедры «Радиотехнические устройства и системы диагностики»

г. Омск

AuthorID (SCOPUS): 56447045400

ResearcherID: P-9053-2015

SHCHELKANOV Andrey Vladimirovich, Senior Lecturer of Radio Engineering Devices and Diagnostic Systems Department

Omsk

AuthorID (SCOPUS): 56447045400

ResearcherID: P-9053-2015

shchelkanov@omgtu.ruОмский государственный технический университетРоссияOmsk State Technical UniversityRussian Federation20243012202404134138Copyright © Чередов А.И., Щелканов А.В., 20242024Чередов А.И., Щелканов А.В.Cheredov A.I., Shchelkanov A.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/117

Рассматривается возможность построения измерительных преобразователей постоянного тока, осуществляющих прямое преобразование тока в частоту переменного тока. Чувствительный элемент преобразователя представляет собой германиевый осциллистор. Приведены зависимости частоты от тока, полученные в ходе теоретических и экспериментальных исследований. Представлена конструкция преобразователя ток-частота и приведены его характеристики.

The article examines the development of a system for monitoring the volumetric supply of liquid in pumping units. The relevance of the research is due to the growing requirements for automation of control of pumping systems. The key element of the system is the observer, which allows evaluating the main parameters of the installation, such as the pump rotation speed and the moment of resistance. The electric drive of the pump uses an asynchronous motor with a squirrel-cage rotor, the rotation speed of which is controlled. The pressure in the discharge pipeline is created by a centrifugal pump. The observer is based on a model of an asynchronous motor in a fixed coordinate system, and the Luenberger observer is used to estimate the rotation speed and torque of the pump. To identify the volume flow, a centrifugal pump model is used, parameterized by a second-degree polynomial. The authors present simulation results showing the high accuracy of the developed observer, with an error of no more than 3% in steady state. The results demonstrate the effectiveness of the proposed approach for constructing a monitoring system for pumping units.

электронно-дырочная плазмапреобразовательосциллисторколебания токачастотаэлектрическое поленапряженностьflow identifierasynchronous electric driveLuenberger observercentrifugal pumpdouble squirrel cage rotorpumping unitReferencesLi W., Liu L., Shi R. [et al.]. Acoustoelectric Voltage Sensor Based on S0 Mode Lamb Wave Resonator with Millivolt Resolution // 2023 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS), Montreal, QC, Canada. 2023. P. 1–4. DOI: 10.1109/IUS51837.2023.10306502.Li W., Liu L., Shi R. [et al.]. Acoustoelectric Voltage Sensor Based on S0 Mode Lamb Wave Resonator with Millivolt Resolution // 2023 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS), Montreal, QC, Canada. 2023. P. 1–4. DOI: 10.1109/IUS51837.2023.10306502. (In Engl.).Малышев И. В., Осадчий Е. Н. Применение сильных постоянных магнитных и электрических полей для создания новых объёмных полупроводниковых преобразовательных узлов // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2019. № 6 (208). С. 70–85.Malyshev I. V., Osadchiy E. N. Primeneniye sil′nykh postoyannykh magnitnykh i elektricheskikh poley dlya sozdaniya novykh ob′′yemnykh poluprovodnikovykh preobrazovatel′nykh uzlov [The use of strong constant magnetic and electric fields to create a new type of bulk semiconductor converter units] // Izvestiya Yuzhnogo federal′nogo universiteta. Tekhnicheskiye nauki. Izvestiya SFedU. Engineering Sciences. 2019. No. 6 (208). P. 70–85. (In Russ.).Gliksman M. Instabilities of a cylindrical electron-hole plasma in a magnetic field // Physical Review. 1961. Vol. 124. P. 1655–1664. DOI: 10.1103/PhysRev.124.1655.Gliksman M. Instabilities of a cylindrical electron-hole plasma in a magnetic field // Physical Review. 1961. Vol. 124. P. 1655–1664. DOI: 10.1103/PhysRev.124.1655. (In Engl.).Иванов Ю. Л., Рывкин М. Возникновение колебаний тока в образцах германия, помещенных в электрическое и продольное магнитное поле // Журнал технической физики. 1958. Т. 28. С. 54–56.Ivanov Yu. L., Ryvkin M. Vozniknoveniye kolebaniy toka v obraztsakh germaniya, pomeshchennykh v elektricheskoye i prodol′noye magnitnoye pole [Occurrence of current oscillations in germanium samples placed in an electric and longitudinal magnetic field] // Zhurnal tekhnicheskoy fiziki. Journal of Technical Physics. 1958. Vol. 28. P. 54–56. (In Russ.).Владимиров В. В., Волков А. Ф., Мейлихов Е. З. Плазма полупроводников. Mосква: Атомиздат, 1979. 254 с.Vladimirov V. V., Volkov A. F., Meylikhov E. Z. Plazma poluprovodnikov [Semiconductor plasma]. Moscow, 1979. 254 p. (In Russ.).Cheredov A. I., Shchelkanov A. V., Akhmedzhanov R. A., Korenev E. O. Magnetically sensitive converter of the magnetic field gradient based on oscillistor // Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics). 2017. P. 1–3. DOI: 10.1109/Dynamics.2017.8239443.Cheredov A. I., Shchelkanov A. V., Akhmedzhanov R. A., Korenev E. O. Magnetically sensitive converter of the magnetic field gradient based on oscillistor // Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics). 2017. P. 1–3. DOI: 10.1109/Dynamics.2017.8239443. (In Engl.).Shchelkanov A. V., Cheredov A. I. Oscillistor-based force sensor // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1546. 012002. DOI: 10.1088/1742-6596/1546/1/012002.Shchelkanov A. V., Cheredov A. I. Oscillistor-based force sensor // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1546. 012002. DOI: 10.1088/1742-6596/1546/1/012002. (In Russ.).Gaman V. I., Drobot P. N. Oscillistor sensors with a frequency output based on a silicon structures // Electronic Instrument Engineering Proceedings. APEIE-98. 1998. Vol. 1. P. 133–135. DOI: 10.1109/APEIE.1998.768930.Gaman V. I., Drobot P. N. Oscillistor sensors with a frequency output based on a silicon structures // Electronic Instrument Engineering Proceedings. APEIE-98. 1998. Vol. 1. P. 133–135. DOI: 10.1109/APEIE.1998.768930. (In Engl.).Дробот П. Н., Дробот Д. А. Осциллисторные сенсоры с частотным выходом // Южно-сибирский научный вестник. 2012. № 1. С. 120–123. EDN: PAGHTH.Drobot P. N., Drobot D. A. Ostsillistornyye sensory s chastotnym vykhodom [Oscillistor sensors with a frequency output] // Yuzhno-sibirskiy nauchnyy vestnik. South-Siberian Scientific Bulletin. 2012. No. 1. P. 120–123. EDN: PAGHTH. (In Russ.).Hurwitz С. Е., McWhorter A. L. Growing helical density waves in a semiconductor plasmas // Physical Review Letters. 1964. Vol. 134 (4A). P. 1033–1050. DOI: 10.1103/PhysRev.134.A1033.Hurwitz С. Е., McWhorter A. L. Growing helical density waves in a semiconductor plasmas // Physical Review Letters. 1964. Vol. 134 (4A). P. 1033–1050. DOI: 10.1103/PhysRev.134.A1033. (In Engl.).Викулин И. М., Люзе Л. Л., Преснов В. А. Частота винтовой нестабильности в осциллисторах // Физика и техника полупроводников. 1968. Т. 2, № 8. С. 1138–1143.Vikulin I. M., Lyuze L. L., Presnov V. A. Chastota vintovoy nestabil′nosti v ostsillistorakh [Frequency of helical instability in oscillistors] // Fizika i tekhnika poluprovodnikov. Fizika i Tekhnika Poluprovodnikov. 1968. Vol. 2, no. 8. P. 1138–1143. (In Russ.).Ламперт М., Марк П. Инжекционные токи в твердых телах. Москва: Мир, 1973. 416 с.Lampert M., Mark P. Inzhektsionnyye toki v tverdykh telakh [Current Injection in Solids]. Moscow, 1973. 416 p. (In Russ.).Cheredov A. I., Shchelkanov A. V. Angular displacement sensor based on oscillistor effect // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 1901. Р. 012104-1-012104-7. DOI:10.1088/1742-6596/1901/1/012104.Cheredov A. I., Shchelkanov A. V. Angular displacement sensor based on oscillistor effect // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 1901. Р. 012104-1-012104-7. DOI: 10.1088/1742-6596/1901/1/012104. (In Engl.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.