Тренажер оператора энергетического объекта

Со)оз е оЗетскии оциали,"т иесиии Республик 61) Дополнительное к авт, свиц ву22) Заявлено 04,01.76 (212308064 Л 8 М, Кл.С 3- 09 В 9/О исоединением заявкиГосударстееиный комитет Совета Министров СССР оо делам изобретений и отирытий) УД 1 629.1,01 4, (088. 8) Дата опубликования описания 03.05,78(72) Авторы изобретения А. Папулин, Н. И, Коновалов и Е,иец 711 Заявитель 4) ТРЕ 1-1 АБЕР ОПЕРАТОРА ЗНЕ 1-1 ЕТИЧЕС ОБЬЕ(ТА. ни ческий бучетптя 1 О Изобретение относится к тех1 срецствам обучения, а именно ооператора энергетического объекта профессиональньм навыкам по управлению двигателем внутреннего сгоратптя.Один из известных тренажеров оператора энергетического объекта содержит прибор.индикации - спидометр, приводимый во вращение электродвигателем, изменяющим частоту вращения с помотцью установленного в цепь питания последовательно с электродвигателем переменного резистора, связанного с педалью акселератора Г 1 1.Недостатками этого тренажера являются нестабипьные показания приоора индикации прификсированном положении органа подачи топлива - педали акселератора - и колеба ниях питающего напряжения, температурных изменениях окружающей среды, нестабильном нагрузочном моменте на валу приводного электродвигателя. Номинальная рассеиваемая мощность перемещенного резистора должна быть не менее потребляемой мощности приводного электродвигателя, В случае применения такой схемы в тренажере, имитируютцеле работу малоцнлиндрового дизеьного двигателя внутреннего сгорания с существеттпо" неравномерностью вращетпы коленчатого вала, стрелка прибора индикации (тахометра) из-заплавной тастоты вращения приводного электродвигателя не илтеет характерных колебаний (явление "живой стрелят из-за крутильных колебаний и вибраций корпуса прибора при работе двигателя). 1 рол 1 е того, в тренажере отсутствует имитация контроля давления и температуры масла илп воды, тока аккумуляторной батареи и изменения этих параметров при запуске двигателя.Наиболее близким к изобретенено техническим решением является тренажер оператора энергетического объекта, содержащий блок ручного управленич, соединенный с блоком представления изучаемых параметров и со стабилизатором напряжетптя, подкщоченным к электродвигателю, связанному с датчиком оборотов, выходы которого соединены с блоком представления изучаемых параметров и с выпрямителемго 1Этот тренажер характериэувтса нее абцльностью показаний спидометра 1 тахометра) при изменении напряженна питания или температуры, недостаточной достоверностью имитации показаний контрольно-измерительных приборов - амперметр показывает только ток заряда аккумуляторной батареи, не указывая о разряде перед запуском, указатель давления масла указывает номинальное давление сразу после нажатия кнопки статора до запуска двигателя, измеритель оборотов двигателя не имитирует явления "живой стрелки",отключение статора возможно сразу же после нажатия кнопки до надежного запуска двигателя и установки определенных минимальных пусковых оборотов, реостат в цепи якоря приводного электродвигателя имеет мощность,не менее потребляемой мощности электродвигателя.Всв это снижает эффективность обучения проф 4 всиональным навыкам оператора энергетического объекта.Белью изобретения явпяетоя повышение точности обучения профессиональным навыкам оператора энергетического объекта.Достигается это тем, что тренажер содержит блок фильтрации напряжения, связанный с блоком ручного управления, выпрямителем и стабилиэатором напряжения, и пороговый блок, включенный параллельно электродвигателю и соединенный с блоком ручного управления и с бло 1 ом представления изучаемых параметров,На фиг, 1 изображена принципиальная электрическая схема;на фиг. 2 изображена блок-схема предлагаемого тренажера.Блок 1 ручного управления содержит элементы управления - ключ зажигания, кнопку статора, рукоятку подачи топлива (или педаль акселератора) и другие необходимые органы управления энергетического объекта. В блоке 2 представления изучаемых параметров размещены элементы индикации работы энергетического объекта- указатели температуры систем охлаждения и смазки, давления масла, уровня топлива, амперметр, тахометр или спидометр и другие элементы сигнализации, Стабилизатор напряжения 3 предназначен для стабилиза,циинапрюкения питания электродвигателя 4. Переменный резистор для изменения выходного напряжения стабилизатора 3, включенный в измерительную цепь, связан механически с органом подачи топлива блока 1 ручного управления. Электродвигатель 4 предназначен для привода во вращение даъ чика оборотов 8 - первичного преобразователи тахометра, выходное напряжение которого поступает на вторичный прибор тахометра в блоке 2 представления изучаемых5 10 15 20 25 303540 45 50 55 параметров и на выпрямитель 6, соединенный с блоком 7 фильтрации напряжении, содержащим изменяемую с помощью механической связи от рукоятки подачи топлива емкость. Выходное. напряжение блока 7 фильтрации напряжения поступает на измерительную часть стабилизатора напряжения 3, Параллельно якорю электродвигателя 4 вкаочен пороговый блок 8, содержащий выходное реле и пороговый узел для определениямомента достижения скорости вращения вала до определенной минимальной величиныустойчивых оборотов двигатели внутреннего сгорания, Выходное реле обеспечиваетвключение указателя датчика давления масла и изменение показаний амперметра, атакже шунтирование кнопки включения стартеоа в блоке 1 ручного управления,Напряжение питания поступает в схему через предохранитель 9, размыкающий контакт реле 10, амперметр 11 имитации тока аккумуляторной батареи до замка зажигания 12. Указатель 13 температуры масла и указатель 14 уровня топлива включены в схему последовательно с резисторами 1 8,1 6, определяющими отклонение стрелок указателей на ноМинальные величины. Указатель 17 давления масла и его резистор 18 включены в схему через замыкаю- щий контакт реле 10. Последовательно с кнопкой включения стартера 1 9 включена обмотка реле 20, а кнопка эащунтирована замыкающим контактом реле 10. Питаниестабилизатора напряжения 3 производитсячерез замыкающий контакт реле 20, На выходе стабилизатора 3 включен электродвигатель 4 привода датчика оборотов 8, сое, диненного электрическинапряжением трехфазного тока с вторичным прибором тахометра 21, и пороговый узел 22, на выходе которого включена обмотка реле 10. Иэ мерительная цепь стабилизатора напряженна состоит из резистора 23 ограничения:максимальной скорости электродвигателя 4 и переменного, резистора 24, связанного с рукояткой управлении подачи топлива и изменя 1 дщего скорость вращения электродвигателя 4, Мощность рассеяния переменного резистора 24 незначительна и определяется только входным сопротивлением измерительной цепи стабилизатора. Параллельно переменному резистору 24 в схему стабилизатора напряжения . 3 подается вьитрямленное выпрямителем 6 напряжение датчика оборотов 8, Для подавлении пульсаци 1, па выходе выпрямителя 6 через выключатели 28, связанные с рукояткой подачи топйива, включены . конденсаторы 26, Резистор 27, определяющий имитацию тока заря60402 5да аккумуляторной батареи, подключен к амперметру 1 1 через контакт реле 1 О,При включении замка зажигания 12 получают питание указатель 13 температуры масла и указатель 14 уровня топлива, Ток указателя температуры, определяемый ве;- личиной резистора 15, и ток указателя 14 уровня топлива, определяемый величиной резистора 16, вызывают отклонение стрелок приборов, имитируя измерение температуры масла и уровня топлива, а также вызывают отклонение стрелки амперметра 11 в направлении, соответствующем режиму разряда аккумуляторной батареи, Отклонение стрелки амперметра при имитации тока разряда аккумуляторной батареи может быть увеличено подкл 1 очением дополнительного резистора в цепь после замка зажигания.При включении кнопки стартера 1 О сра о батывает реле 20 и своим замыкающим контактом подает напряжение на стабилизатор напряжения 3, На выходе стабилизатора появляется напряжение, которое разгоняет электродвигатель 4 до скорости, 25 определяемой положением переменного резистора 24, связанного с рукояткой подачи топлива. При изменении положения рукоятки подачи топлива изменяется выходное напряжение стабилизатора, что приводит и измене- зО нию частоты вращения электродвигателя 4 и к изменению показаний вторичного прибора тахометра 21, При неизменном положе-.нии рукоятки подачи топлива стабилизатор напряжения 3 выполняет свою основную 35 функцию - при изменении питающего напряхсения под действием изменения окружа 1 ошей температуры и при нестабильном нагрузочном моменте на валу электродвигателя 4 изменяет напряжение на выходе стабипи затора 3 таким образом, гтобы напряжение на выходе выпрямителя 6, а значит показания тахометра, остались неизменными.При достижении валом электродвигателя 45 4 определенных оборотов, при которых тахометр показывает минимальные устойчивые обороты двигателя, напряжение на выходе стабилизатора достигает величины, на которую настроен пороговый узел 22. На выходе порогового узла появляется напряжение, достаточное для срабатывания реле 10. Замыкающий контакт реле 1 0 шунтирует кнопку стартера 1 8, обеспечивая питание обмотки реле 20, что позволяет отпускать кнотпу стар 55 тера только после надежного запуска двигателя, Контакты реле 10 в цепи амперметра 11 переключают амперметр таким образом, что ток, определяемый резистором 27, начинает течь, в направлении прямого включения. Стрелка отклоняется в противоположную сторону, показывая ток зарядки аккумуляторной батареи, Замыкающий контакт реле 10 в цепи указателя 17 давления масла замыкает цепь, что вызывает отклонение стрелки прибора, имитируя нъ минапьное давление масла работающего двигателя.ФНапряжение на выходе выпрямителя 6, например мостового трехфазного выпрямителя, содержит пульсации, которые приводят к пульсациям напряжения на выходе стабилизатора 3, что, влияя на электродвигатель 4, вызывает колебания стрелки тахометра около среднего положения (явление фживой стрелки"). Зти пульсации сглаживаются емкостью, величина которой зависит от изменения количества конденсаторов 26, подключаемых параллельно выходу выпрямителя приводом, связанным с рукояткой. подачи топлива. При малой скорости вращения электродвигателя 4 и соответственном положении рукоятки подачи топлива выключатели 25, связаннтые механически с рукояткой, оказываются разомкнутыми. Зто приводит к возрастанию пульсации и к большим колебаниям стрелки вторичного прибора 21 тахометра. При повьцпении скорости последовательным включением выключателей увеличивается сум.марная емкость конденсаторов, что приводит к уменьи 1 енио колебаний стрелки и илятации уменьшения крутильных колебаний вала двигателя внутреннего сгорания в зависимости от увеличения числа оборотов.При установке рукоятки подачи топлива в положение, соответствующее прекращению подачи, на выходе стабилизатора 3 напряжение понижается ниже напряжения, соответствующего минимально устойчивым оборотам. На выходе порогового узла 22 напряжение пропадает и реле 10 переходит в отключенное состояние. Замыкающий контакт реле 10 в цепи реле стартера 20 размыкается, реле стартера отключается, его замыкающий контакт снимает питание со стабилизатора напряжения 3. Напряжение на выходе стабилизатора пропадает, электродвигатель 4 останавливается, тахометр показывает остановку двигателя. Замыкаощий контакт реле 1 0 разрывает цепь указателя 17 давления масла, который показывает отсутствие давления мас 3 та после останова двигателя. Контакты реле 10 в цепи амперметра 11 имитации тока аккумуляторной батареи переключаются таким образом, что ток по амперметру начинает течь в обратном направлении, Стрелка прибора изменяет направление отклонения и показывает разряд аккумуляторной батареи, Указатель 13 температуры масла и указатель14 уровня топлива продолжают показыватьтемпературу масла и уровня топлива.Предлагаемый тренажер может быть использован для качественного обучения опера 5торов двигателей передвижных агрегатовпитания буровых установок, строительныхобъектов, специальных транспортных машин,мотористов морских и речных судов, мотористов передвижных агрегатов питания всельском хозяйстве, в системах электроснабжения отдаленных районов и в других энергетических объектах. Из -за пали пи болееполной имитации управления и контроля параметров двигателя повышается точность15обучения профессиональным навыкам оператора энергетического объекта, устраняетсянеобходимость дополнительного переобучения оператора на реальном объекте, а значит, исключается дополнительный расходресурса двигателя и топлива, что дает экономию в народном хозяйстве,Формула изобретенияТренажер оператора энергетическогообъекта, содержащий блок ручного управления, соединенный с блоком представленияизучаемых параметров и со стабилизаторомнапряжения, подключенным к электродвигателю, связанному с датчиком оборотов, выходы которого соединены с блоком представления изучаемых параметров и с выпрямителем, от лича ющий ся тем, что,с целью повышения точности обучения профессиональным навыкам, онсодержит блокфильтрации напряжения, связанный с блокомручного управления, выпрямителем и стабилизатором напряжения, и пороговый блок,включенный параллельно электродвигателюи соединенный с блоком ручного управленияи с блоком представления изучаемых параметров,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент Великобритании И 1325270,М, кд (х 09 В 9/04, 1971.2. Авторское свидетельство СССР М 195226, М.кл"Сг 09/В 9/04, 1965,604022 Тираж 537 Подписное осударственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Р 35, Раушская наб., д. 4/5Заказ 2101/42ЦНИИПИ Ужгород, ул. Проектная, 4 ент" лиал ППП Составитель Т. Ничипоровичктор Е, Гончар Техред 3. Фанта Корректор С, Гарасиник