Стенд для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания

Союз СоветскихСоцнапнстнческнхРеспубпни СВИДЕТЕЛЬС К АВТОРСК(23) Приоритет ное к авт. свнд-ву06,79 (21) 2780366/25-06заявки М М 15/00 ЬеудоретюеыН оинтв СССР по делан нэобрвтвнив07,08,82. Бюл тень М 2 0708.82 ликова та опубликования описан А.И,СердешновХада севи ч К,фщфнр,. .,1 (,(71) Заявитель Белорусский институт механизаци о Й) СТЕНД ДЛЯ ОБКАТК ВНУТРЕННЕАТЕЛ СПИТАНИЯОРАНИЯ стендвигая иабмо Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к дам для обкатки и испытания телей внутреннего сгорания.Известны стенды для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащие асинхронную электрическую машину с фазным ротором, тахогенератор, выпрямитель с вентилями, трансформатор и систему управления 111.Такие стенды имеют сравнительно узкий диапазон регулирования, нестабильные параметрытнизкий КОД.Известны стенды для обкатки и испйтания двигателя внутреннего сгорания, содержащие асинхронную электрическую машину с фазным ротором, тахогенератор, выпрямитель с вентилями, согласуоций трансформатор с компенсацией потоков вынуж денного намагничивания, трехфазный однотактный инвертор с вентиля ми и систему управления, причем последняя выполнена в виде устройствпрограммного, задающего и корректируоцего и устройств сравнения,измерения момента, усиления и импульсно-фазового управления вентиля.ми инвертора, при этом программноезадаоцее устройства через устройства сравнения, усиления и корректи 1 о руоцее подключены к устройству управления, связанному с вентилями,к которому подключены устройство измерения момента и тахогенератор,соединенный с электрической машиной, 5 кинематически связанной с валом испытуемого двигателя и подключеннойцепью статора к питающей сети переменного тока, а цепью ротора - квыпрямителю, последовательно с котоо рым связан инвертор, а первичнавторичная обмотки трансформаторсоединены в звезду, первичная о тка подключена к питающей сети пере3 94938менного тока, в каждую фазу,вторичной обмотки включены вентили инвертора 21.В т а ких стендах происходит значительное искажение формы токов и напря-жения питаоцей сети, они имеют низкий коэффициент мощности и недоста -точную надежность вследствие взаимного влияния параллельно работающихстендов и несимметрии питаацей сети, вЦелью изобретения является повы- .шение надежности работы и улучшениеэнергетических показателей,Указанная цель достигается тем,что трансформатор снабжен дополни- зтельной обмоткой, фазные катушкикоторой соединены между собой последовательно и встречно виткам вторичной обмотки и подключены с однойстороны к общей точке вентилейвыпрямителя, а с другой - к нулевойточке вторичной обмотки трансформатора, причем число витков одной фазы дополнительной обмотки меньшечисла витков этой же фазы вторичной обмотки в три раза.На чертеже изображен стенд дляиспытания двигателя внутреннегосгорания.Стенд для испытания содержит ки 30нематически соединенные с валом ис"пытуемого двигателя 1 тахогенера"тор 2 и асинхронную электрическуюмашину 3 с фазным ротором, статоркоторой подключен к трехфазной се"ти переменного тока. В цепь ротораасинхронной машины включен выпрямитель 4, который поледовательносоединен с трехфазным однотактныминвертором 5, Согласующий трансформатор 6 состоит из первичной об"мотки 7, соединенной в звезду иподключенной к сети переменноготока, вторичной обмотки 8, котораятакже соединена в звезду, и дополнительной обмотки 9, фазные катушки которой соединены между собой по"следовательно и встречновиткам вторичной обмотки 8 и подключены с однойстороны к общей точке вентильнойгруппы выпрямителя 4, а с другой сто- юроны - к нулевой точке вторичной обмотки 8 трансформатора 6. В каждуюФазу вторичной обмотки 8 включеныуправляемые вентили инвертора 5. Общая точка соединения вентилей ин- квертора подключена к другой общей точке, функционально противоположной отвентильной группы выпрямителя 2 4Стенд содержит также программноеустройство О, задаоцее устройство11, устройство 12 измерения вращающегомомента, устройство 13 сравнения, устройство 14 усиления, корректирующее устройство 15 и устройство16 импульсно-фазового управлениявентилями инвертора.При этом устройства 10, 11, 13- 16соединены последовательно и связаныс вентилями инвертора 5. К устройству 13 дополнительно подключены устройство 12 измерения момента и тахогенератор,Работает стенд следующим образом.На стадии холодной обкатки двигателя внутреннего сгорания асинхронная электрическая машина 3 работаетв двигательном режиме. Электричес"кая энергия переменного тока ротора, пропорциональная скольжению,преобразуется выпрямителем 4 в энергию постоянного тока, которая затем преобразуется инвертором 5 вэнергию переменного тока с частотойпитающей сети. Эта энергия черезтрансформатор 6 возвращается в пи"тающую сеть.На стадии горячей обкатки под нагрузкой асинхронная машина 3 работает в режиме генераторного торможения,Поступающая на вап эффективная мощность двигателя 1 преобразуется машиной 3 в электрическую мощностьчасть которой (за вычетом потерь рекуперируется в питакщую сеть по цепистатора машины, а другая часть - мощность скольжения генерируется в сбмот.ках ротора и (за вычетом потерь) после преобразования выпрямителем 4 иинвертором 5 через трансформатор 6поступает в питаоцую сеть. Поскольку потери в статорной и роторной це"пях сравнительно невелики, стенд работает при высоких значениях КПД навсех режимах.Так как вентили инвертора открываются поочередно,фазные токи вторичной обмотки трансформатора имеют постоянные составляющие 1 пост и составляющие высших гармоник, кратные311 3. Эти составляоцие суммируютсяв цепи постоянного тока, образуя суммарный ток 3 (1 о +13), где к=1,2,3, который, протекая через дополнительную обмотку 9, компенсируетнамагничивающие силы, соответствующиеэтим токам, и симметрирует фазные напряжения.Программное устройство 10 и задающее устройство 1 обеспечивают работу стенда по заданной программе. Ста билизация частоты вращения на стадии холодной обкатки и вращающего момента на стадии горячей обкатки под нагрузкой осуществляется с помощью тахогенератора 2, устройства 12 измерения вра 10 щающего момента, устройства 13. сравнения, устройства 14 и устройства 16 импульсно-Фазового управления.Устройство 16 обеспечивает требуемое качество регулирования, 1 ЮБлагодаря коипенсации потоков вынужденного наиагничивания и симметри" рования вторичных фаэных напряжений обеспечивается минимизация уровней гармоник, улучшается Форма кривой пи тающего напряжения, повышается КОД и коэффициент мощности стенда, уменьшаются вес, габариты и стоииость со" г)йсующего трансформатора и повышается надежность работы стенда, осо бенно при параллельной работе груп- . пы стендов на испытательной станции.формула изобретения30Стенд для обкатки и испытания дви" гателя внутреннего сгорания, содержащий асинхронную электрическую машину с фазным ротором, тахогенераторои, вцпрямитепь с вентиляии, согласующий трансформатор с компенсацией потоков вынужденного намагничивания, трехфазный однотактный инвертор с вентилями и систему управления, причем последняя выполнена в виде устройства программного задающего и корректирующего и устройств сравнения, измерения момента, уси" ,пения и импульсно-фазового управпения вентилями вентилятора и инвертора, при этом программное и задающее устройства последовательно через устройства сравнения, усиления и корректирующее подключены к устройству управления, связанному с вентилями, к которому подключены устройство измерения момента и тахогенератор, соединенный с электрической машиной, кинематически связанной с валом испытуемого двигателя и подключенной цепью статора к питающей сети переменного тока, а цепью ротора - к выпрямителю, последовательно с которым связан инвертор, а первичная и вторичная обмотки трансформатора соединены в звезду, первичная обмотка подключена к питающей сети переиенного тока, в каждую фазу вторичной обмотки включены вентили инвертора, о т л и.ч а ю щ и й с я тем, что, с делью повышения надва" ности работы и улучшения энергетичес" ких показателей, согласующий транс" Форматор снабжен дополнительной об" моткой, Фаэнце катушки которой соединены между собой последовательно и встречно виткам вторичной обмотки и подключены с одной стороны к общей точке вентилей выпрямителя, а с другой - к нулевой точке вторичной обмотки трансформатора, причем число витков одной Фазы дополнительной обмотки меньше числа витков этой же фазы вторичной обмотки в три раза.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР И Я 8194, кл, Е 01 и 1 УОО, 1976.2. Роскребко А.А., Братанобов В.Б. Бесконтактные коммутирующие и регулирующие полупроводниковые устройства на переменном токе. М., "Знания", 1978, с. 74-78. рис. 3- 11.949382 Заказ 1 ираж 50 НИИПИ Государственного к по делам изобретений и 13035, Москва; Ж, Рау