Стенд для испытания тяговых генераторов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 983599(22)Заявлено 27.07. 81 (21) 3328176/24-07 3 01 К 31/34 с присоединением заявки оГосударственный комитет СССР по декам изобретений и открытий,Опубликовано 23,1282, Бюллетень Йо 47 Дата опубликования описания 23.12. 82,Л.С. Писарик, В.В. Романов и В.Ф. КучеряВенкоБелорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТЯГОВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ 20 Изобретение относится к электротехнике и может быть применено для нагрузочных испытаний тяговых генераторов постоянноготока и тяговых синхронных генераторов с выпрямителем с рекуперацией электрической энергии в сеть переменного тока.Известны устрсйства для нагрузочных испытаний генераторов с рекуперацией электрической энергии в сеть переменного тока, в которых преобразование электрической энергии, полученной при испытаниях, происходит при помощи электрических машин: нагрузочных двигателей постоянного тока и синхронных, либо асинхронныхгецерйторов 1) .Недостатком указанных стендов является низкая производительность при снятии характеристик.Известен также стенд для испытания тяговых генераторов; содержащий нагруэочную машину постоянного тока с возбудителем и суммирующим усилителем, синхронный генератор, подклю ченный к сети, вал генератора механически соединен с валом нагрузочной машины, выключатель, предназначенный для соединения якорных цепей нагрузочной машины испытуемого генератора, 30 датчики состояния выключателей в якорной цепи нагрузочной машины и в сети синхронного генератора, дат-. чик тока, предназначенный для включения в якорную цепь испытуемого генератора, блок заданной частоты вращения испытуемого генератора, блок уставок тока нагрузки, автоматизированную измерительную систему, ло-. гические элементы И, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, триггеры, инверторы, реверснвный счетчик, соединенный с дешифратором, компараторфи элементы временной задержки 21.Недостатком такого стенда является малая производительность труда при снятии характеристик испытуемого генератора.Цель изобретения - повышение производительности труда при испытаниях путем автоматизации процессов задания нагрузкии измерения характеристик.Цель достигается тем, что первый вход блока уставок, соответствующий первой уставке тока нагрузки испытуемого генератора, соединен через инвертор с-выходом первого элемента И-НЕ, а остальные входы блока уставок соединены с выходами дешифрато983599 50 60 3ра, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а вхо-,ды сложения и вычитания счетчикасоединены с выходами второго и третьего элементов И-НЕ, первые входы ко-,торых объединены и соединены через 5элемент временной задержки с выходом первого элемента И и с запускающим входом автоматизированной из/мерительной системы, вторые их входытакже объединены и соединены с выходами второго триггера, первый входкоторого соединен с выходом первого 1элемента И-НЕ и с первым входом первого триггера. Второй вход второготриггера через инвертор соединен с 5последним входом блока уставок, соответствующим последней уставке тока нагрузки испытуемого генератора,Первый вход первого элемента И-НЕсоединен с выходом датчика состояния 20выключателя синхронного генератора,а второй через элемент ИЛИ-НЕ соединен с выходами реверсивного счетчика,Первый вход первого элемента И соединен с выходом датчика состояниявыключателя якорной цепи испытуемого генератора. Второй, вход первогоэлемента И через элемент временнойзадержки соединен с выходом компара- .тора, первый вход которого соединен свыходом датчика тока, а второй - свыходом блзка уставок, Третий входпервого элемента И соединей с вторымвходом первого триггера и выходомвторого элемента И. Первый вход второго .элемента И соединен через элемент временной задержки с выходомдатчика состояния выключателя синхронного генератора, Ы второй - с вы.ходом датчика частоты вращения испытуемого генератора. 40На чертеже приведена схема стенда.Автоматизированный стенд предназначен для испытания тягового генератора 1, якорная цепь которого соединена с якорной цепью нагрузочной 45 машины 2 выключателем 3Вал нагрузоч 55 ной машины 2 соединен с валом син. хронного генератора 4, подключенного через выключатель 5 к сети. Возбудитель 6 нагрузочной машины 2 соединен с выходом суммирующего усилителя 7, . один вход которого соединен с выходом датчика 8 тока испытуемого генератора 1, а другой - с выходом блока 9 уставок тока нагрузки испытуемого генератора 1Первый вход блока 9 уставок 9 через инвертор 10 соединен с выходом первого элемента И-НЕ 11.Остальные входы блока 9 уставок соединены с своими выходами дешифратора 12, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика 13 и выходами элемента ИЛИ-НЕ 14. Входы сложения и вычитания реверсивного счетчика 13 соединены с выходами второго и третьего элементов И-НЕ 15 65 и 16 соответственно, Первые входыэлементов И-НЕ 15 и 16 объедииеныи соединены через элемент 17 временной задержки с выходом первого элемента И 18 и запускающим входом.автоматизированной измерительной системы 19. Вторые входы элементовИ-НЕ 15 и 16 также объединены и соединены с инверсным выходом первоготриггера 20, третий вход элементаИ-НЕ 15 соединен с прямым, а третийвход элемента И-НЕ 16 - с инверснымвыходом второго триггера 21. Устано-.вочный вход второго триггера 21 соединен с выходом первого элементаИ-НЕ исчетным входом первого триггера 20. Установочный вход второготриггера 21,через инвертор 22 соединен с последним входом блока 9 уста"вок, соответствующим последней уставке тока нагрузки испытуемого генератора 1. Первый вход элемента И-НЕ 11соединен с выходом датчика 23 состояния выключателя 5, а второй входс выходом элемента 14.Первый вход элемента И 18 соединен с выходом датчика 24 .состояниявыключателя 3, второй его вход черезэлемент 25 временной задержки соединен с выходом компаратора 26, а третий вход элемента И 18 соединен с установочным входом первого триггера 20и выходом второго элемента И 27,первый .вход элемента И 27. соединен черезэлемент 28 временной задержки с выходом датчика 23, а второй его входсоединен с выходом датчика 29 заданной частоты вращения испытуемого генератора 1.Первый вход компаратора 26 соединен с выходом датчика 8 одним из входов суммирующего уСилителя 7. Второйвход компаратора 26. соединен с выходом блока 9 уставок и вторым входомсуммирующего усилителя 7,Схема работает следующим образом.В исходном состоянии испытуемыйгенератор 1 не работает, включатели 3 и 5 отключены. На выходах датчиков 23,24 и 29 имеются сигналы логических 0. Поэтому на выходахэлементов И .18 и 27 имеются сигналылогических 0, а на выходах элементов И-НЕ 11,15 и 16 сигналы логических 1 ф, Поскольку на установочном входе первого триггера 20имеется сигнал логического 10,то на инверсном выходе первого триггера 20 имеется сигнал логическойф 111. На всех выходах реверсивногосчетчика 13 и всех входах блока 9уставок имеются сигналы, логических0 ф. На выходе элемента ИЛИ-НЕ 14имеется сигнал логической 1, наустановочных входах второго триггера 21 имеются сигналы логических1 фф. Выходной сигнал датчика 8 отсутствует.983599 5После замыкания выключателя; 3 пуски синхронизация синхронного генера.тора 4 осуществляются путем плавногоизменения напряжения на зажимах испытуемого генератора 1. Появлениелогической ф 1 ф на выходе датчика24 не изменит. состояния схемы. Вклю-, .чение выключателя 5 приводит к появлению сигнала логической 1 ф навыходе датчика 23, что ведет к появлению сигнала логического О навыходе первого элемента И"НЕ 11.При этом на выходе инвертора 10появляется сигнал логической ф 1 ф,который поступает на первый входблока 9 уставок и,устанавливаетсяпервая уставка тока испытуемого ге-,нератора 1, на установочном входетриггера 21 появляется сигнал логического 01, а на выходе, соединенном с третьим входом второго эле- :мента И-НЕ 15, появляется сигналлогической ф 1,. Состояние триггера20 не изменяется, так как на установочномвходе триггера 20 в моментпоявления нулевого сигнала на счетном,:входе имеется нулевой сигнал,поступающий с выхода элемента у 27.По истечении времени задержки,обеспечиваемого элементом 2 временной задержки 28, на первом входеэлемента 27 появляется сигнал логической ф 1Если скорость испытуемого генератора соответствует за-данной, на втором входе элемента 27также имеется сигнал логической фф 1 фпоступакаий с выхода датчика 29, ина выходе элемента 27 появляетсясигнал логической 1, поступающий на установочный вход триггера20 и третий вход элемента И 18. Состояние триггера 20 не изменяется.При равенстве тока якорной цепи токууставки сигналы, поступающие на компаратор 26 с выхода блока уставок9 и датчика 8, сТанут равными инавыходе компаратора 26 появится сигнал логической 1 ф 1, который по истечении времени, определяемого элементом 25 времейной задержки и соответствующего времени окончания переходных процессов в якорной цепииспытуемого генератора 1, поступаетна второй вход элемента И 18.При этом на выходе элемента И 18появляется сигнал логической фф 11,поскольку на остальных входах элемента И 18 также имеются сигналы ,. логических фф 1 ф, Сигнал логическойф 1 с выхода элемента И 18 включает автоматизированную измерительную систему 19, которая фиксирует контролируемые параметры.По истечении времени, необходимо. -го для фиксацииконтролируемых йараметров и.обеспечиваемого элементомвременной задержки 17, на первых вхо дах Элементов И-НЕ 15 и 16 появляется сигнал логической 11 ф, Такимобразом, на всех входах элементаИ-НЕ 15 ймеются сигналы логическойф 1 и на выходе последнего появляется сигнал логического 0, ко торий поступает на вход сложениясчетчика 13. На первом выходе счетчика 13 появится сигнал логической1 ф, поступающий на дешифратор иэлемент ИЛИ-НЕ 14, на выхоДе котеро. - 30 го появляется сигнал логического0 ф, На первом выходе дешифрато"ра 12 появляется сигнал логической1; поступающий на второй входблока 9 уставок, который установитследующую уставку тока. При этом навыходе элемента И-НЕ 11 появляетсясигналлогическойфф 1 ф,а на выходеинвертора 10 - сигнал логическогоф 10 ффкоторый отключает первую уставку 2 О тока. Состояние триггера 21 не изменяется.На выходе компаратора 26 устанавливается сигнал логическогоф 10,приэтом на выходе элемента И 18 и первом входе, элемента И-НЕ 15 также;ус танавливаются сигналы логического10 ф, а на выходе элемента И"НЕ 15.сигнал логической 1 фф. Состояниесчетчика 13 не изменяется, При установлении в якорной цепи тока, равного ходу второй уставки, на выходекомпаратора 26 снова появится сигнал логической 11, который черезэлементы 25 и И 18 поступит на входавтоматизированной измерительной системы 19 и далее через элемент 1 на З 5 вход элемента И-НЕ 15 . На выходе последнего появится сигнал логическо-,го фО 1, который поступит на входсчетчика 13. Выходной сигнал счетчика 13 изменится и преобразуется де шифратором 12 в сигнал логическойф 1 ф на его втором выходекоторыйвключает третью уставку тока и такдалее. Состояние элемента 14 при этомне изменяется.4 При появлении сигнала логическойф 1 фна последнем выходе дешифрато ра 12 устанавливается последняя ус"тавка тока, а на выходе инвертора 22появляется сигнал логического.Оф, 5 О который переводит триггер:21 в другое устойчивое состояние так, чтона его инверсном выходе, соединейномсо входом элемента И-НЕ 16,:появляется сигнал логической фф 1 ф. Напрямом выходе триггера 21, соединенном с входом элемента И-НЕ 15, появляется сигнал логического ф 0 ф.Таким образом происходит отключениеот схемы входа сложения счетчика 13и включение входа вычитаний. Это 6 О обеспечивает повторение всех уставоктока в,обратном порядке.При .уставов"ленни в якорной цепи тока равноготоку последней уставки выходной сигнал компаратора 26 включитавтомати зированную измерительную систему 1 Уи затем поступит на вход элементаИ-НЕ 16. Теперь на всех его входахимеются сигналы логических ф 1 ф, ана выходе установится сигнал логического 0, поступающий на входвычитания счетчика 13. Ча предпоследнем входе дешифратора 12 появитсясигнал логической 1 и включитпредыдущую уставку тока и т.д. Навыходе инвертора 22 появится сигналлогической 1, который состояниетриггера 21 не изменит, После от-.работки второй уставки, соответствующей сигналу логической 11 напервом выходе дешифратора 12, выходной сигнал комчаратора 26 поступит. 15через элементы 25,18,17 и 16 на входвычитания счетчика 13, что приведетк установлению сигналов логических.О на всех его выходах и на выходах дешифратора 12. На выходе 2 Оэлемента ИЛИ-НЕ 14 установится сигнал логической 1, на выходе элемента И-НЕ 11 - сигнал логического11," 0 и на выходе инвертора 10 - сигнал логгческой 1, который поступает на первый вход блока 9 уставоки включает первую уставку. Сигналлогического 0 с выхода элементаИ-НЕ 11 поступает также на счетныйвход триггера 20, что вызывает изме- ЗОнение его состояния и появление наего, выходе сигнала логического .0,который запрещает прохождение сигналов с компаратора через элементыИ-НЕ 15 и 16 на входы счетчика 13. 35Автоматическое изменение уставокпрекращается.Далее испытуемый генератор 1 останавливается и выключатель 3 отключается оператором. На выходе датчика29 появляется сигнал логического0", который через элемент 27 поступает на установочный вход триггера 20, что приводит к появлению навыхоДе триггера 20 сигнала логической 11, разрешающего прохождениесигналов компаратора 26 через элементы И-НЕ 15 и 16, Таким образомсхема подготовлена к повторной авто"матической работе после замены испытуемого генератора 1 новым, включения БОвыключателя 3 и установления заданной частоты вращения,Устройство обеспечивает повышениепроизводительности и надежности испытаний, так как схема работает без Б 5участия оператора, исключая тем самым его неправильные действия. Крометого, схема обеспечивает снятие прямой и обратной ветвей внешней характеристики испытуемого генератора, 6 Очто позволяет учесть влияние гистерезиса при настройке системы автоматического регулирования возбуждениятягового генератора и повысить качество настройки. 65 Формула изобретения Стенд для испытания тяговых генераторов, содержащий нагрузочную машину постоянного тока с возбудителем и суммирующим усилителем, синхронный генератор, подключенный к сети, вал которого механически соединен с валом нагрузочной машины, выключатель, предназначенный для соединения якорных цепей нагрузочной машины испытуемого генератора, датчики состояния выключателей в якор- ной цепи нагрузочной машины и в сети синхронного генератора, датчик тока,предназначенный для включения в якорную цепь испытуемого генератора, блок заданной частоты вращения испытуемого генератора, блок уставок тока нагрузки, автоматизированную измерительную систему, логические элементы И, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, триггеры, инверторы, реверсивный счетчик, соединенный с дешифратором, компаратори элементы временной задержки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с це 1 яью повышения производительности, первый вход блока уставок, соответствующий первой уставке тока нагрузки испытуемого генератора, соединенчерез инвертор с выходом первого элемента И-НЕ, а остальные входы блока уставок,соединены с выходами дешифратора, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а входы сложения и вычитания счетчикасоединены с выходами второго и третьего элементов И-НЕ, первые входы которых объединены и соединены черезэлемент временной задержки с выходомпервого элемента И и с запускающимвходом автоматизированной измерительной системы, вторые их входы также объединены и соединены с выходами второго триггера, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ и с первым входом первого триггера, а второй вход второго триггера через инвертор соединен с последним входом блока уставок, соответствующим последней уставке токанагрузки испытуемого генератора; первый вход первого элемента И-НЕ сое- динен с выходом датчика состояния выключателя, синхронного генератора, а второй его вход через элемент ИЛИ-НЕ соединен с выходами реверсивного счетчика; первый вход первого элемента И соединен с выходом датчика состояния выключателя якорной цепи испытуемого генератора, второй его вход через элемент временной задержки соединен с выходом компаратора, первый вход которого соединен с выходом датчика тока, а второй - с выходом блока уставок, третий вход первого элемента И соединен с вторым983599 Сост Техр тель В. НиканоровС.Мигунова Корректор А, Дзят актор Н н 913/53ВНИИП по 113035, Мнсное Тираж 717Государственногоелам изобретенийква, Ж, Раушс Подп мите та открыт наб.,аказ лиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 входом первого триггера и выходом второго элемента И, первый вход которого соединен через элемент временной задержки с выходомдатчика состояния выключателя синхронного генератора, а второй - с выходом датчика заданной частоты вращения испытуемого генератораИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Литовченко В.В., Зароховнч А.Е. Рекуперация электрической энергии при реостатных испытаниях. - ффЭлектрнческая и тепловозная тягаф, 1965, 9 9.2, Рудая К.И., Трусов Г.Г. Анализ методов рекуперации энергии при испытаниях дизель-генераторов. Труды МИИТа. Вып. 363, М., Транспортф, , 1971, с. 88-89.