Стенд для испытания механических передач

,11532 4511С 01 М 13 ОБРЕТЕН ИОАН с СКОМУ СВИД У К торой входыходом датчо элемента леднего ния ка частоты, равнения о испопни- которого н ыод первог язан с вхо входу силолюс посл син" мотк а ча выхо ый с датчи нен с м к щекронно т син гулятора м входом мент двигателя, выхо связан с управл го инвертора, а мента соедине си лемента ср торого под дам прог аммного блок авливаемый н ачи, третийсвязан с у ческого воз уста е о дителя, силовойдинен с обмоткой иной машины. тати выход которо я син во ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ульяновский политехнический институт и Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском. хозяйстве и на транспорте (53) 621.843(088.8)(56) 1, Авторское свидетельство СССР У 790091, кл. Н 02 Р 5/00, 1978.2, Электротехническая промышленность. Сер, "Электропривод". М., 1983, вып. 3 (113) с,11"14 (прототип). (54)(57) 1. СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ, содержащий кинематически соединенные с испытуемой передачей асинхронный двигатель с фазным ротором и синхронную машину с управляемым статическим возбудителем, выпрямитель и зависимый инвертор, образующие с асинхронным двигателем асинхронно-вентильный каскад, датчик частоты вращения, первый и второй элементы сравнения, датчик и регулятор момента нагружения, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью расширения номенклатуры испытуемых передач, он снабжен преобразователем частоты,. силовым управляемым коммутатором, пороговым исполнительным эле; ментом и программным блоком, к пер вому выходу которого подключены преобразователь частоты и первый элемент св дом порогово тельного элемента, выхо подключен к управляющем вого коммутатора, один него связан с якорной о хронной машины и входом тоты, второй полюс соед преобразователя частоты ловым входом подключен ети и статорнои обмотк ход регулятора мос выходом втовнения, к двум вхолючены второй выход а и датчик момента, а валу испытуемой выход программного правляющим входом 2. Стенд по л. 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что синхронная машина включает дополнительную обмотку возбуждения, перпендикулярную к основной, а стенд снабжен установленным в цепи постоянного тока асинхран но-вентильного каскада шунтом и подключенным к нему усилителем мощно сти, выход которого связан с дополнительной обмоткой возбуждения, 1153251Изобретение относится к машиностроению а именно к испытательнойтехнике, и может быть использованов стендах для испытаний механическихпередач большой мощности, работающихпри повышенных скоростях вращения.Известен стенд для испытаниямеханической трансмиссии, содержащийкинематически связываемые с испытуемой трансмиссией приводную и нагрузочную синхронные машины, связанныйс валом приводной машины вспомогательный двигатель постоянного тока,и систему управления нагрузкой ичастотой вращения 13,15Недостаток известного стендазаключается в том, что он не позволяет испытывать трансмиссии с разными и некратными значениями скоростей ведущего и ведомога валов, а Отакже в его инерционности из-за управления нагружением по цепи возбуждения синхронной машины.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является стенд для испытания механических передач, содержащий кинематическн соединенные сиспытуемой передачей асинхронныйдвигатель с фазным ротором и синхрон- ЗОную машину с управляемым статическимвозбудителем, выпрямитель и зависимый инвертор, образующие с асинхронным двигателем асинхронно-вентильныйкаскад, датчик частоты вращения,первый и второй элементы сравнения,датчик и регулятор момента нагружения 12 1.Однако на данном стенде можноиспытывать передачи только с ограниченным соотношением скоростей выходных валов из-за условия необходимостиобеспечения двигательного режимаасинхронного двигателя при работе ссинхронным генератором по схеме взаимной нагрузки 1 т.е. ограниченнуюноменклатуру передач.Цель изобретения - расширениеноменклатуры испытуемых передач.Указанная цель достигается тем, 50что стенд для испытания механическихпередач, содержащий кинематическисоединенные с испытуемой передачейасинхронный двигатель с фазным ротором и синхронную машину с управляемым статическим возбудителем,выпрямитель и зависимый ннвертор,образующие с асинхронным двигателем асинхронно-вентильный каскад, датчикчастоты вращения, первый и второйэлементы сравнения, датчик и регулятор момента нагружения, снабжен преобразователем частоты, силовым управляемым коммутатором, пороговымисполнительным элементом и програмным блоком, к первому выходу которогоподключены преобразователь частоты ипервый элемент сравнения, второй .вход последнего соединен с выходомдатчика частоты, выход первого элемента сравнения связан с входом порогового исполнительного элемента,выход которого подключен к управляющему входу силового коммутатора, адинполюс последнего связан с якорнойобмоткой синхронной машины и входомдатчика частоты, второй полюс соединен с выходом преобразователя частоты,который силовым входом подключен кпитающей сети и статорной обмоткеасинхронного двигателя, выход регулятора момента связан с управляющимвходом зависимого инвертора, а входрегулятора момента соединен с выходом второго элемента сравнения, кдвум входам которого подключены второй выход программного блока и датчикмоментаустанавливаемый на валуиспытуемой передачи, третий выходпрограммного блока связан с управляю-,щим входом статического возбудителя,силовой выход которого соединен собмоткой возбуждения синхронной машины,Кроме того, синхронная машинавключает дополнительную обмотку возбуждения, перпендикулярную к основной, а стенд снабжен установленным вцепи постоянного тока асинхранно-вентильного каскада щунтом и подключенным к нему усилителем мощности, выходкоторого связан с дополнительнойобмоткой возбуждения.1На чертеже изображена принципиальная блок-схема стенда,Стенд содержит приводной асинхронный двигатель 1 с глазным ротором,синхранную машину 2, кинематнческисоединенную с асинхронным двигателемиспытуемой механической передачей 3.Обмотка ротора асинхронного двигателя 1 соединена с выпрямителем 4,выход настоянного тока которого связан с силовым входом зависимого инвертора 5, который соединен с питающей сетью переменного тока и статорпередачу 3 получает вращающий момент от асинхронного двигателя 1. В результате этого на выходе синхронноймашины 2 генерируется переменное напряжение частоты Й , информацня о1которой снимается датчиком 15 частоты и поступает на один вход первогоэлемента 16 сравнения, на другойвход которбго подан сигнал 0 с первого выхода программного блока 18,При достижении минимального, заранеезадаваемого рассогласования на выходепервого элемента 16 сравнения срабатывает пороговый исполнительный элемент 17, выходным сигналом которогозамыкается силовой кощутатор.11,;тем самым осуществляется синхронизация синхронной машины 2 с выходомпреобразователя 6 частоты и ее перевод в режим синхронного двигателя,вращающего испытуемую передачу 3 сзаданной частотой вращения. Процессразгона заканчивается, и стенд подготовлен к отработке программы нагружения, которая выполняется по сигналуБ, поступающему со второго выходапрограммного блока .18 через второйэлемент 14 сравнения и регулятор 13момента на управляющий вход зависимого инвертора 5. В результате .этогоасинхронный двигатель 1 создает дополнительный ускоряющий момент внаправлении вращения испытуемой передачи 3, который передается синхрон ной машине 2, Так как последняя продолжает вращаться с прежней частотойвращения, определяемой частотой питания .й с преобразователем частоты,то возникает тормозной момент, нагружающий передачу 3, который преобразуется синхронной машиной 2 вэлектромагнитный и через замкнутыйсиловой коммутатор 11 и преобразова-.тель 6 частоты передается в статорасинхронного двигателя 1; тем самым,образуется замкнутый силовой контуриз взаимонагружаннцихся электрическихмашин, в котором может циркулироватьмощность, значительно превышающаямощность,потребляемую стендом извнешней сети переменного тока н используемую лишь дня покрытия всехпотерь в стенде, кроме потерь сколь.жения асинхронного двйгатедя, кото Рые Возмещзются прн пОИОщи завиеииОГОиивертора 5. Сигнал, иройорцнонадьнЫЙсозданной нагрузке, снимается с датчика 12 момента и сравнивается на 3 1153251 4ной обмоткой асинхронного двигателя1, образуя тем самым схему асинхронно-вентильного каскада. Преобразователь 6 частоты силовым входом связанс питающей сетью Синхронная машина2, кроме основной (продольной) обмотки 7 возбуждения, содержит дополнительную поперечную) обмотку 8возбуждения, напряжение на которойрегулируется в функции выпрямленноготока ротора асинхронного двигателя 1,снимаемого с шунта 9 в цепи выпрям-.ленного тока ротора и подаваемого иауправление согласующим усилителем .10мощности, который и обеспечивает регулирование напряжения на обмотке 8возбуждения. Статорная обмотка синхронной машины 2 соединена с однимполюсом силового управляемого коммутатора 11, другой полюс которого свя Оэан силовым выходом Регулируемойчастоты преобразователя 6 частоты.Система управления нагрузкой содержит датчик 12 момента нагружения,, регулятор 13 момента нагружения и 25второй элемент 14 сравнения. Системауправления разгоном стенда содержитдатчик 15 частоты, соединенный состаторной обмоткой синхронной машины2, первый элемент 16 сравнения ипороговый исполнительный элемент 17.Управление разгоном и нагружениемстенда осуществляется от программногоблока 18, от которого управляется истатический возбудитель 19, питающийосновную обмотку 7 возбуждения синхронной машины 2,Стенд работает следующим образом.В исходном положении силовой управляемый коммутатор 11 разомкнут,напряжение питающей сети частотыподано. Сигналом 0 первого выходапрограммного блока 18 устанавливаетсязаданная частота Г на выходе преобразователя 6 частоты. По сигналу0 со второго выхода прраммогблока 18, поступающему череэ регулятор 13 момента.на управляииций входзависимого инвертора 5, уменьшаетсявеличина противо-ЭДС последнего, врезультате чего асинхронный двигатель1 разгоняется по схеме асиихронновентильного каскада. Одновременно посигналу 6 с третьего выхода программного блока 18, поступающему на управляющий вход статического возбудителя 19, подвозбуждается синхроннаямашина 2, которая через испытуемую10 Составитель 1 О. Красненкопча Техред Л.Коцюбняк Корректо Редакто амборская иснСР ого комитета ССий и открытийРаушская наб Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 115325 втором элементе 4 сравнения с заданным сигналом Б с программного блока 18. Рассогласование отрабатывается регулятором 13 момента. Дополнительная обмотка 8 возбуждения синхронной машины 2 обеспечивает демпфирование колебаний момента нагрузки передачи 3, свойственных синхронным машинам, работающим па- . раллельно с сетью, Выбором параметров передаточной функции согласующеЗаказ 2498/36 Тираж ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Жго усилителя 1 О обеспечивается эффективное подавление упомянутых колебаний и, следовательно, требуемое ускорение процесса нагружения испытуемой передачи 3.Предлагаемый стенд обеспечивает увеличение передаточного отношения испытуемых передач пропорционально отношению частот питающей сети и регулируемого. выхода преобразователя частоты и тем самым расширение номенклатуры испытуемых передач,