Нагрузочное устройство с имитатором момента инерции

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 6 О 1 М 1/1 О гила новскин8)во СССРО, 1983.СССР1986.О С ИМИТАк машино - повыше ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЭ ОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(71) Уфимский авиационный институт им, Серго Орджоникидзе (72) И,Х.Хайруллнн, Ш,Г,Ис Р.Н.Султангалеев и В,О,Хай (53) 620,1.05:531.382(088. (56) Авторское свидетельст В 1278651, кл. С 01 М 15/ОАвторское свидетельство Иф 1280354, кл,. С О М /10 (54) НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВ ТОРОМ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ (57) Изобретение относится строению, Цель изобретения ние производительности эа счет расширения диапазона регулирования момента инерции. Сигнал с датчика 3скорости поступает на вход переключателя 4, где сравнивается с сигналом с эадатчика 9 скорости. Сигналс вычитающего элемента 5, соединенного с выходами переключателя 4, черезрегулируемый усилитель 6 и сумматор 7поступает на вход электромагнитногонагруэочного элемента 1, 1(оэффициентпередачи задается регулируемым усилителем 6, а направление регулировкив сторону увеличения или уменьшениямомента сопротивления - переключателем 4. 2 ил,1597640 Изобретение относится к машино т строению и может быть использовано в качестве регулятора момента инерции при динамических испытаниях дви- . гателей постоянного, тока.Цель изобретения - повышение производительности прн испытании двигателей постоянного тока путем расширения диапазона регулирования момента инерции.На фиг.1 представлена функциональная схема нагруэочного устройства, на фиг.2 - семейство механических характеристик двигателя постоянного тока.Устройство содерхит электромагнитный нагрузочный. элемент 1, "зханически связанный с испытываемым двигателем 2 постоянного тока (ДПТ), последова О тельно соединенные датчик 3 скорости; закрепленный на валу ДПТ 2, переключатель 4, вычитающий элемент 5, вто-. рой вход которого соединен с вторым выходом переключателя 4, Регулируемый 25 усилитель б и сумматор 7, выход которого соединен с входом электромагнитного нагрузочного элемента 1, за; датчик 8 момента, выход которого соединен с вторым входом сумматора 7, и задатчик 9 скорости выход которого соединен с вторым входом переключателя 4.Устройство работает следующим образом..Электромагнитный нагруэочный элемент 1 закрепляют вместе с датчиком 3 скорости,.например тахометрического типа, на валу испытываемого ДПТ 2.На фиг,2 изображено семействомеханических характеристик ДПТ 2независимого возбуждения, где К- сопротивление якорной цепи. В общем случае, при динамических, испытаниях ДПТ 2, например при использовании процесса разгона двигателя, со стороны нагрузочного устройства должен действовать заданный статический момент М , при этом двигатель разго" няется до.установившейся скорости ы . Для ДПТ 2 справедлива следующая система уравнений1 К.+ " М- и,+1,с; (1)55Мс 1 где Б - напряжение на якоре двигателя, В;1 - ток якоря двигателя, А; Н,- сопротивление якорной цепи,Ом;с - коэффициент пропорциональ- .ности, В с/раду - скорость вращения роторадвигателя, с-;М - вращающий момент двигателя,Н мМ - статический момент сопротивления на валу двигателя,Н м;1 - суммарный момент инерцииприведенный к валу двигателя, кгм2Если М не зависит от скорости Фто решение системы (1) относительноо дает известный экспоненциальныйзакон разгона двигателя:е ) (2)где- время, с;Т=1 К/с - электромеханическая постоянная времени, с;Ю - установившаяся скоростьвРащения, с-,Если в процессе разгона двигателявеличина М, будет изменяться в соответствии с закономС 3(3)где К - коэффициент пропорциональности, Н м с;Мс - заданный момент сонротивления, который должен действовать на вал двигателя .поокончании разгона, Нм,то, решив систему (1) с учетом (3),получаюто = 1(1 - е ), (4)Тгде Т ----К Кцяпостоянная вре 1 +с 7мени разгона дви 1гателя при реализации закона(3), с.Из (4) следует, что изменение величины М в соответствии с законом (3) обеспечивает уменьшение или увеличение электромеханической по-. стоянной времени Т в (1вв ) разКВ.цясчто эквивалентно уменьшению или увеличению момента инерцич 1 вКВляи может регулироваться изменениемвеличины коэффициента К в регулируемом усилителе б в сторону уменьшения. Чтобы величина П+К(ю -ис) ++ М 3 не приняла отрицательного значения, необходимо ограничить максимальнсе значение величины К: 15 К (макс "сТаким образам, коэффициент Крегулируется от К О, при этом 1,.с 1 Г-К(Од. - ссс) + Мсз 1, тогда моментинерции на валу ДПТ 2 согласно (5)ранен1 о130ККс и может регулироваться, как и в предыдущем случае, изменением величиныК, но в сторону увеличения, Чтобызнаменатель этого выражения не сталотрицательным, необходимо, чтобыКК с( 1 т.е. К (- -- (8)с фмакс ККоэФФициент К в данном случае регу лируется 01 К 0 при этом 11 удо К = К , при этом1 максК мансК12Таким образом, предлагаемое устройство позволяет регулировать момент инерции при испытаниях двигателей постоянного тока как вверх отвеличины 1 в положении в 2 переклю чателя 4 (фиг,), так и вниз от1, - в положении "1 " переключателя 4,РВозможность регулировки моментаинерции в сторону как уменьшения, таки увеличения позволяет увеличитьпроизводительность испытаний, так какисключает необходимость замены нагрузачного элемента при малых моментахинерции. 1597640Хйгде 1 = ------ момент инерцийК Кцу1 + -"-" при реализациизакона (2), зависит от коэффициента К приК,= сапзТ;сапами,Таким образом, регулирование момента инерции может осуществлятьсярегулированием величины К, если впроцессе разгона двигателя моментсопротивления Мс, будет изменяться всоответствии с законом (3).Пусть испытывается ДПТ 2, механическая характеристика которого изображена на фиг.2 при К=Кз. Поокончании разгона к двигателю долженбыть приложен момент сопротивленияМс Мс, при этом двигатель разгоняется до установившейся скорости сс .Перед началом испытания выходноенапряжение эадатчика 9 скорости должно соответствовать величине установившейся скорости й по Фиг,2, пустьэто напряжение будет Б Г ссс 1 Крометого, выходное напряжение задатчика8 момента должно соответствовать величине заданного момента сопротивления Мсз по фиг,2, т.е, быть равным11 сзПри вращении вала ДПТ 2 со скорОСтЬЮ с На ВЫХОДЕ датЧИКа 3 СКОрОСти появляется напряжение Бы 1, про -порциональное скорости вращения ы:Цы 1= сы, (6)где с = сопз 1; коэффициент передачидатчика 3 скорости, В с, Пусть дляпростоты изложения с =1, т,е. Б(и)=(4 еВ положении "1" переключателя 4напряжение на выходе вычитающега элемента 5 равно Б + (ы - Ы Ц и поступает на регулируемый усилитель 6,коэффициент передачи которого К регулируется в определенных пределах;таким образом, на выходе регулируемого усилителя 6 напряжение равноУ+К(м- ю ) и прикладываетсяк входу сумматора 7, на выходе которого образуется напряжение 1(+К(Ов-ю ) + М . В процессе разгонась-ДПТ 2 к электромагнитному нагрузочному элементу 1 поикладывается напряжение 11 С+К(и - 04) Ф М 3 тее, момент сопротивления на валу ДПТ 2,пропорциональный напряжению возбужде.ния, изменяется в соответствии с за 6коном (3). При этом момент инерциина валу ДПТ 2 определяется, согласно1597640 оставитель 10. Кругловехред П.Олийнык ; Корректор С.Шевкун Пап дакто Заказ 304ВНИИПИ Гос ираж 4 Подписное арственног 11,3 О 35ГКНТ С изобретениям и открытиям пр5, Раушская наб д, 4/5 омитетаоскяа,. Гагарина,1 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгоро Формула изобретенияНагрузочное устройство с имитатором момента инерции, содержащее электромагнитный нагрузочный элемент,У механически связанный с испытываемым двигателем постоянного тока, расположенный на валу последнего датчик скорости и регулируемый усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено задатчиком скорости, вы читающим элементом, выход которогосоединен с входом регулируемого усилителя, переключателем, входы которого соединены с выходами датчика ско-рости и задатчика скорости, а выходы - с входами вычитающего элемента,задатчиком момента и сумматором,входы которого соединены с выходамирегулируемого усилителя и эадатчикамомента, а выход - с входом электромагнитного нагрузочного элемента.