Стенд для испытания электрических исполнительных механизмов

(19) 0) О М 13/02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ССР985.Р1985.Дй ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельствоУ 1280374, кл. С 01 М 13/02,Авторское свидетельство ССФ 1280375, кл. С О М 15/00,(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЬМ МЕХАНИЗМОВ(57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательнойтехнике, и может быть использовано при испытании по разомкнутой схеме нагружения электрических исполнительных механизмов, в том числе допускающих полное эатормаживание вы"ходного вала под нагрузкой, Пельюизобретения является расширение технологических воэможностей стендапутем обеспечения испытаний механизмов в импульсном и стопорном режимах,1499141 а также повышения стабильности нагружающего момента и увеличения номенклатуры испытываемых механизмов.Нагружение испытуемого механизма 4осуществляется нагрузочным электродвигателем 7 с преобразователем 9.Режимы работы стенда задаются контролером 1, управляющим ключевым каскадом с учетом показаний датчика 11угла поворота, датчика 10 тока и тахогенератора 8 регулировкой величинытока, поступающего с регулятора 24тока на преобразователь 9, 1 ил.Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательнойтехнике, и может быть использованопри испытании по разомкнутой схеменагружения электрических исполнительных механизмов, в том числе допускающих полное затормаживание выходного вала под нагрузкой,Целью изобретения является расширение технологических воэможностейстенда путем повышения стабильностисоздаваемого нагружающего момента и 25увеличения номенклатуры испытуемыхмеханизмов,На чертеже изображена общая схема стенда.Стенд для испытаний электрических 30исполнительных механизмов содержитконтроллер 1, упраляемые ключи 2 и3, связывающие сети переменного тока с испытуемым механизмом 4, кннематически связанным, например, через муфту 5 и редуктор 6 с нагруэочным электродвигателем 7, с валом которого кинематически связан тахогенератор 8. К сети переменного токатакже подключен управляемый преобраэователь 9, выход которого связан спитающей обмоткой электродвигателя7 с подключенным датчиком 10 тока,С выходным валом испытуемого механизма 4 кинематически связан датчик 11 45угла поворота, выход которого подключен к первому входу контроллера1. К входу основного управляемогопереключателя 12 подключен выход регулируемого источника 13 напряжения.Блок регулирования нагрузки состоит иэ сумматора 14, дифференциатора 15, представляющего собой неинвертирующий дифференциатор, построенныйна операционном усилителе, двух источников 16 и 17 задающего напряжения, дополнительного управляемого переключателя 18, делителя 19 напряжения, двух источников 20 и 21 напряжеНия смещения, например, в виде стабилизаторов, двух нуль-органов 22 и 23, представляющих собой неинвертирующие усилители с переменным коэффициентом усиления минимальным н области небольших (близких к нулю) сигналов и максимальным (близким к наибольшему коэффициенту усиления беэ обратной связи) в области больших сигналов, при этом второй нуль-орган 23 контролирует отклонение от нуля значения скорости, первый нуль-орган 22 - ее производной, регулятора 24 тока, например, пропорционально-интегрального, регулятора 25 скорости, например, пропорционального и ключевого каскада в виде управляемых ключей 26 - 33.К управляющему входу преобразователя 9 подключен выход регулятора 24 тока, к входам которого подключены выходы датчика 1 О тока и регулятора 25 скорости, на входы которого подключены выходы сумматора 4, через ключ 26 тахогенератора 8 и через ключ 27 днфференциатора 15, входом подключенного к выходу тахогенератора 8. Источники 20 и 21 напряжения смещения через ключи 28 и 29 подключены к вхедам сумматора 14. Источники 16 и 17 задающего напряжения,соединены с переключателем 18, подключенным к делителю 19, выходы которого через ключи 30 - 33 подключены к входам сумматора 14, Первый нуль-орган 22 входом подключен к выходу дифференциатора 15, а выходом - к второму входу контроллера 1, Второй нуль- орган 23 связан входом с выходом тахогенератора 8, а выходом - с третьим входом контроллера 1, С соответствующими выходами последнего связаны управляющими входами ключи 2 и 3 и ключи 26 - 33 ключевого каскада,основной 12 и дополнительный 8 переключатели, а также автоматическое10 15 20 25 30 35 вен 5 149914 цифровое печатающее устройство 34 (А 1 ПУ). Регулируемый источник 3 напряжения подкттючетт через переключатель 12 к делителю 19 последовтттельно с источниками 16 и 17 задаю 5 щего ндпряжецил.Стецд работает следуютттттм образом, При изменении люфта подключаются источники 7, 2 и 13 цапрлжештй через переключатели 18, ключ 29 и переключдтель 12, Через ключ 26 к входу регулятора 25 скорости подключается тдхогецердтор 8, Электродвигатель 7 с малым моментом и цд поникецной скорости выбирает лофты до тех пор, пока под действием упругих связей це начнется торможение (момент времени т;,). В этот момент при положительном значении скорости (положительный сигнал с второго нуль- органа 23) появляется отрицательный сигнал с первого нуль-органа 22, а контроллер 1 отключает ключ 26 и включает ключ 27, вводя поправку к току электродвигателя 7 нд его динамический момент. После полной остановки электродвигателя 7 по цулевым сигналам нуль-оргднов 22 и 23 контроллером 1 фиксируется угол положения выходного нала испытуемого механизма 4 по датчику 11 угла поворота, Отключаются ключи 27 и 29, включаются ключи 26 и 28, реверсируется переключателем 12 регулируемый источник 13, а дополнительным переключателем 18 отключается источник 17 задающего напряжения и подключаетсяисточник 16. Электродвигатель 7 начинает вращение в обратном направлении и, выбрав люфт, тормозится,Приотрицательной полярности сигнала свторого нуль-органа 3 возникает по.ложительная полярность с первогонуль-органа 22, контроллер 1 снова 45отключает ключ 26 и включает ключ27, компенсируя динамическую составляющую момента электродвигателя 7,Контроллер 1 фиксирует при остановившемся электродвигателе 7 угол поворота выходного вала по датчику 11 углаповорота, определяет разность углов(люфт) и сравнивает с допустимым значением. Результат выводится на АЦПУ34,55Контроллер 1 отключает ключи 28и 33, включает ключ 31, реверсируетпереклточдтелем 12 источник 13,включаяего встречно источнику 16, и вкпюча 1 6ет клточ 29, учитывая зц;тк моментахолостого ходд. Эдтем контроллернкттючдет клнлт , рдзгецлл 1 тспытут м пмеханизм 4 при ттротиволейтствюотчечмоменте электродвигателя 7, причемс дифферецццдторд 15 через клнч 27поддетсл поправка к здлдцин,компецсирутощдт динамический момент электродвттгдтеля 7, определяемый его моментом инерции,По приращению угла а тт поворотазд промежуток ттрентетти от ,лоопредепянтел минимальное зцдчецце ивремя полного поворота выходного вдлд испытуемого мсхдштзмд 4,Отключдютсл ключ 31 и источник 16,включается ключ 32 и подключаетсяисточник 17,"Мометтт электродвигателл 7 при этом становится движущим(полярцость поправок сохраняется),Измеряется угол тт тк зд время отдо , и определяется максимальная скорость при сопутствующем моменте, Значение разности скоростей ивремя полцого поворота вала также выводятсл тгд ЛИПУ 34,Отклютдетсл ключ 2 и три сепутствующем нтоттецте с цдчдлд отклточеттиядо полной остдттовти определяетсяттц - выбег испытуемого мехднизмд 4.аРезультат также выводитсл на ЛИПУ 34,Далее отключается ключ 32 и вклточ,тетсл кттюч 3 О, Эд врем, рдвцое1 мин, фиксируется изменение углатт Ч- (проверлетсл фиксдпия выходно 5го валя испытуемого механизма 4),Результат также выводится на ЛИПУ 34,При том же значении момента,равном 1,7 М , гдея - номинальныйнмомент, проверяетсл пусковой момент,но при этом отключается ключ 29,твклнтчаетсл ключ 28 и переключатель12 включает источник 13 встречно источнику 17, после чего вклточдетслключ 3, и испытуемый механизм 4 разгоняется при противодействующем моменте 1,7 М,Ком;тецсдция динамических составляющих производится с помощью поправки к заданию тока, пропорциональной ускорению, так как мометт создаваемый нагруэочным электродвигателем 7 на валу испытуемого механизма 4,рато.35 где -М - момент сопротивления насвалу испытуемого механизма 4;К - конструктивный коэффициентэлектродвигателя 7;5т - ток якоря;ф - поток двигателя;- момент инерции якоря и редуктора б, приведенного кякорю;доугловое ус, орение электроЙ 1двигателя 7;- передаточное гтношение редуктора 6 15Таким образом, для поддержания постоянства Мс необходимо н зависимости от знака ускорения уменьшать или увеличивать ток якоря пропорционально ускорению, 20Наличие упругих связей между электродвигателем 7 и испытуемым механизмом 4 делает ускорения (при работе на упор) конечными, что позволяет полностью компенсировать дина мические составляющие.Время любого переходного процес" са при оптимизации в ". оответствии с теорией автоматического регулирования не будет превышать г 3 - 4) Т , 30 где Т - малая (некоггпенсируемая)йпостоянн,гя времени преобразователя 9.Даже при тирпсторном преобразователе, работающем гга промышленной частоте, это время не будет превышать 30 - 40 мс, а при питании пре" обраэонателя 9 от источника поньшгенной частоты или при применении иггпульсного транзисторного преобразователя это время может быть сниже но до 3-10 мс, что полностью удовлетворяет условиям испытаний исполнительных механизмов 4.При пранильной настройке дифференциатора 15 моменты на валу испы туемого механизма 4 остаются постоянными даже в переходных режимах,При увеличении ступеней делителя 19 стенд может использоваться беэ переналадки для испытаний нескольких типоразмеров исполнительных механизмов 4, а также благодаря использованию контроллера 1 и АЦПУ 34 позволяет автоматизировать проверку и заполнение паспортных характеристик испытуемого механизма 4 по всем параметрам. В отличие от пневматических и грузовых стендов стенд может быть использован для проверки не только однооборотных, но и многооборотных исполнительных механизмов 4,Формула изобретенияСтенд дггя испытания электрических исполнительных механиэмов,содержащий связанный с сетью переменного тс:ка преобразователь, подключенный к его выходу нагруэочный электродвигатель, кинематически соединяемый с выходным валом испытуемого механизма, кинематически связываемый с последним датчик угла поворота установленный в цепи питания нагрузочного электродвигателя датчик тока и блок регулирования нагрузки, включающий сумматор, дифференциатор и ключевой каскад, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения техноЛогических возможностей, он снабжен контроллером, первый вход которого связан с выходом датчика угла поворота, подключенным к выходу контроллера управляющим входом переключателем, связанным с входом последнего регулируемым источником напряжения,кинематически связанным с валом нагруэочного электродвигателя тахогенератором, выход которого связан с входом дифференциатора, и предназначенными для связи испытуемого механизма с сетью переменного тока управляемыми ключами, управляющий вход каждого из которых подключен к соответствующему выходу контроллера, а блок регулирования нагрузки включает также дна источника задающего напряжения, подключенный к их выходам входами дополнительный переключатель, управляющий вход которого снязан с выходом контроллера, выход последовательно соединен с выходом основного переключателя, подключенный к последнему делитель напряжения, выходы которого связаны с входами сумматора,подключенные к другим входам последнего два источника напряжения смещения, два нуль-органа, первый иэ которых связан входом с выходом дифференциатора, выходом - с вторым входом контроллера, второй .нуль-орган входом связан с выходом тахогенератора, вьгходом - с третьим входом контроллера, регулятор тока, вход которого подключен к выходу датчика тока, выход - к управляющему нходу преобразовате1499141 10 Составитель Ю,КрасненкоТехред М.Дндык Корректор С.Черни Редактор О,Юрковецкая Заказ 4679/37 Тираж 789 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 ля, и подключенный входом к выходамсумматора, дифференциатора и тахогенератора регулятор скорости, выходкоторого связан с входом регуляторатока, а ключи ключевого каскада выполнены также управляемыми, управляющий вход каждого из которых подключен к соответствующему выходу контроллера, и установлены соответственно в цепях, связывающих выходы делителя с одними входами сумматоРа, другие входы последнего связаныс выходами источников напряжения смещения, и вход регулятора скорости -с выходами дифференциатора и тахогенератора,