Устройство для определения жесткости механической характеристики исполнительного двигателя

Союз Советских Социалистических Республикоц 775638 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1) Дополнительное к авт. свид-ву 2) Заявлено. 1601.79 (21) 2713 присоедииеиием заявки МВ М )з 910/18-1(23) Приорите рственный комитеСССРелам изобретенийн открытий о 301080. Бюллетвиь Йф 4оваиияописания 301080 убликова та опубли(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕСТКОСТИМЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСПОЛНИТЕЛЬНОДВИГАТЕЛЯ сится ожет ния и гателханич измерить исполь аметровв частнос кой характво для опр анической х ким методом й времени д тегратор, аэность туемого де- ракпутем ига вход алов атесиг дви ля 111.Недостатком этого устройства яволяется его сложность в связи с необходимостью применения точного интегратора. ерлеИзвестно также устройство, сожащее генератор синусоидальных кбаний и электронный осциллограф,пластины которого подключены коду и выходу испытуемого двигателчерез дополнительные преобразовали и.В данном устройвремени судят по чристикам двигателяс искажениями част ой стве о постоянн астотным характоднако в свяэ отных характери стройства явля.есса измереИзобретение отно тельной технике и м зовано для определе исполнительного дви ти жесткости его ме теристики.Известно устройс ления жесткости мех теристики динамичес измерения постоянно теля, содержащее ин которого подается р входа и выхода испы тик из-за нелинейностей двигателя точность этого устройства низкая.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст" ройство для определения механической характеристики двигателя, содержащее источник входного сигнала,усилитель мощности входного сигнала, измерительный тормоз, соединенный с валом испытуемого исполнительного двигателя,и датчик угла поворота 3),В известном устройстве измерительный тормоз выполнен в виде тормоза индукторного типа. Измерение осуществляется в режиме установившейся скорости, когда момент двигателя равен противодействующему моменту, создаваемому измерительным тормозом, при этом последовательно изменяя ток в обмотках возбуждения тормоза дос-, тигают изменения противодействующего момента, а следовательно, и скорости двигателя, что позволяет запи" сать всю механическую характеристику, граФически диФФеренцируя которую определяют жесткость механической характеристики.Недостатком этого уется длительность процния в связи с необходимостью последовательного измерения в несколькихточках характеристики (по крайнгймере трех). кроме того, в таком устройстве трудно измерить механичвдкую характеристику двигателя с ограниченным углом поворота, так какв этом случае из-за присутствия упоров двигатель при разгоне не можетдостичь режима установившейся скорости вращения,Цель изобретения - расширение области применения устройства, а такжеускорение процесса измерения,Укаэанная дель в устройстве понастоящему изобретению достигаетсяэа счет того, что ь нем измерительный тормоз выполнен в виде колебательной механической системы, соеди"ненной с датчиков угла поворота, аисточник входного сигнала - в видегЕнератора синусоидальных колебаний.На Фиг, 1 представлена схема устрОйства с маятниковой колебательнойсистемой; на фиг. 2 - конструктивнаяразновидность устройства с баланснойколебательной системой,Устройство по настоящему изобретению содержит источник 1 входногосигнала, представляющий собой генератор синусоидальных колебаний,усилитель 2 мощности входного сигнала.Бал 3 испытуемого двигателя 4 соеди"нен с измерительным тормозом 5, Измерительный тормоз 5 выполнен в видемаятника с грузом б на коромысле 7,конец которого соединен с пружинами8 и 9, укрепленными на неподвижномосновании 10. Угол отклонения маятника измеряется датчиком 11,Измерительный тормоз 5 может бытьвыполнен также в виде диска 12, соединенного со спиральной пружиной 13закручивания (Фиг. 2). Вместо пружины 13 может быть применен торсионили другой упругий элемент, однаков любом случае с двигателем должнабыть связана механическая колебательная система,Работает устройство следующим об"разом.При подаче синусоидального входного сигнала ОВ от генератора двигатель 4 приводит маятник в колебательное движение, амплитуда которого измеряется датчиком 11. Если частотувходного сигнала 0 В подобрать равной резонансной частоте механической системы ШР, то в момент резонанса выполняется соотношениеМп-ь 1 11) дЧ где Мп - пусковой момент двигателя,ф - искомая жесткость механической характеристикидвигателя,угол поворота вала двигателя,-д. скорость поворота.Для синусоидального режима колебаний ь момент резонанса с амплитудойСледовательно, Мп= (вР%Откуда искомая жесткость равнаМрМ5Таким образом, искомая жесткостьмеханической характеристики двигателя вычисляется по Формуле (3) поизвесткой частоте резонанса й,из меренной амплитуде угла ЧР в моментрезонанса, и известному пусковомумоменту М . Пусковой момент можетбыть предварительно измерен с помощью того же устройства по углу ото клонения маятника при подаче на входдвигателя напряжения.Справедливость Формулы (1) вытекает иэ следующих зависимостей. Уравнение моментов на валу двигателя сучетом маятника имеет вид35 где 3 - момент инерции маятника сучетом ротора двигателя,фм - момент создаваемой при отклонении маятника, равныйМм: С,Е МЧ+СЬМ% = (М+сЬ 1 Ч (5)В последнем равенстве для малыхуглов Ч принято ч 1 п 9 "Ч и обозначе,н но:где 6 - вес груза б,плечо груза,С - жесткость пружин 8 и 9,Ъ - расстояние от точки закреп 5 О ления пружин до вала 3.Подставляя выражение (5) в (4)и переходя к преобразованию Лапласа,получим55 и Р Р (сЬ) ч (ь) Модуль этого выражения равен м=.1 а- же с,ю 1+ (,ч) )6 Огде ф круговая частота колебаний.При резонансной частоте й = и,775 йЗВ Формула изобретения Фиа.1 3 1 Х Фиг. 2. ВНИИПИ Заказ 771 В/57 Тираж 1019 ПодписноеФилиал ППП"Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 имеет место максимальное отклонениемаятника ЧР и из выражения (7) получим что соответствует уравнениям (1) и (2).Подбирая конструктивные параметры маятника 6, С; , 1,можно опре- делить жесткость механической характеристики в любом ограниченном угле поворота вала двигателя для любой интересующей скорости и различном входном напряжении двигателя.Преимущество устройства по настоящему изобретению в том, что его можно применять для двигателей с ограниченным углом поворота, для тихоходных моментных двигателей, имеющих большой момент и малую скорость поворота, а также для исполнительных двигателей всех других видов.Другим достоинством устройства является ускорение процесса измерения, так как для определения жесткости механической характеристики в любой точке достаточно всего одного замера амплитуды угла отклонения маятника в момент резонанса. Устройство для определения жесткости механической характеристикиисполнительного двигателя, содержащее источник входного сигнала, усилитель мощности входного сигнала,измерительный тормоз, соединенныйс валом испытуемого исполнительногодвигателя, и датчик угла поворота,о т л и ч а ю щ е е с я тем,что,сцелью расширения области применениян ускорения процесса измерения, внем измерительный тормоз выполненв виде колебательной механическойсистемы, соединенной с датчиком уг 5 ла поворота, а источник входногосигнала выполнен в виде генераторасинусоидальных колебаний.Источники информации,, принятые во внимание при экспертизеЩ 1, Авторское свидетельство СССРР 166541", кл, С 06 6 7/18,04.10.62,2. Рабкин Г.Л. Экспериментальноеисследование судовых автоматических систем. Л., "Судостроением,1966,5 с. 207.3. Авторское свидетельство СССРУ 241766, кл. 6 013/20,05.09,67