Стенд для испытания энергоустановок электромобилей

,(51)4 а О ГВ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Смоленское специальное конструкторско-технологическое бюро систем программного управления (72) А.Я.Певзнер и С.А.Осин (53) 629.113,001.45(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР В 757903, кл, С 01 М 15/00, 1978. (54) СТЕНД ИСПЫТАНИЯ ЭНЕРГОУСТАНОВОК ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ(57) Изобретение относится к стендам для испытания энергоустановок злектромобилей. Цель изобретения - повьппение точности испытаний путем приближения их к реальным режимам зксплуатации. При включении питания устройство программного управления начинает автоматическую подготовку работы стенда. Блок 78 подготовки программ,ф.ЯО 125589 О по программе, хранящейся;в ПЗУ блока, подключается к управляющей микро-ЭВМ 82. Г клавиатуры дисплея 81оператор вводит в управляющую микроЭВМ перемещенные данные для проведения испытаний и запускает процессиспытаний, Информация о ходе испыта"ния с блока датчиков поступает вблок 76 сбора информации, где преобразуется в .цифровую форму и черезблок 77 сопряжения поступает в управляющую микро-ЭВМ и записывается нанакопитель на гибком магнитном диске80, Программируемый задатчик скорости является полуавтономным быстродействующим цифроаналоговым блоком игенерирует меняющуюся по произвольному закону установку скорости дляустройства 3 контроля и автоматического поддержания режимов работы тягового двигателя. 1 з.п. ф-лы, 8 ил1 12Изобретение относится к испытаниям энергоустановок электромобилей в режимах, близких к реальным условиям эксплуатации, и может быть использовано при разработке и исследовании приводов и источников энергии злектромобилей.Цель изобретения - повышение точности испытаний путем приближения их к реальным режимам эксплуатации,На фиг. 1 представлена схема стенда; на фиг. 2 - схема программируемого задатчика скорости; на фиг. 3 схема объекта испытаний на фиг, 4- схема тормозного устройства, на фиг. 5 - схема устройства контроля и автоматического поддержания режимов работы генератора; на фиг. 6 схема устройства контроля и автоматического поддержания режимов работы тягового двигателя", на фиг. 7 - схема устройства программного управления; на фиг. 8 - схема устройства управления.Стенд содержит программируемый задатчик 1 скорости, вход которого соединен с устройством 2 программного управления, а выход - с первым входом устройства 3 контроля и автоматического поддержания режимов работы тягового двигателя, второй вход которого соединен с устройством 2 программного управления, которое своими выходами соединено также с устройством 4 контроля и автоматического поддержания режимов работы генератора и устройством 5 контроля и автоматического поддержания режимов работы двигателя внутреннего сгорания. Тормозное устройство 6 механически соединено с объектом 7 испытаний и электрически - с устройством 8 управления. Входы объекта 7 испытаний соединены соответственно с выходами устройства 3 контроля и автоматического поддержания режимов работы тягового двигателя устройство 4 контроля и автоматического поддержания режимов работы генератора устройство 5 контроля и автоматического поддержания режимов работы дигателя внутреннего сгорания, устройство 2 программного управления, которое соединено с устройством 8 у: - равления, Третий выход устройства 3 контроля и автоматического поддержания режимов работы тягового двигателя соединен с вторым входом устройства 4 контроля и автоматического55890 50 5 1 О 20 25 ЗО 35 40 45 поддержания режимов работы генератора,Программируемый задатчик скоросги содержит тактовый генератор 9,узел элементов 2 И-НЕ 10, соединенный совместно со стробируекюм элементом ИЛИ 11 и элементами И 12-15входами программируемого задатчикаскорости. 0-триггер 16 соединенныйс выходом стробируемого элементаИЛИ 11, КБ-триггер 17 и буферный регистр 18, соединенные соответственно с выходами элементов И 1 " 4 и12, счетчик 19 адреса, соединенный свыходом элемента И 15 и оперативнымзапоминающим устройством 20, элемент И 21, соединенный с , ходамитактового генератора 9 и П-триггера1,6, элемент ИЛИ 22, соединенный свходами элементов И 23 и 24 и выходом элемента И 12, элемент ИЛИ 25,соединенный с выходом элемента И 4,счетчик - управляемый делитель 26частоты, соединенный с выходом буферного регистра 18, элементом И 21,элементами ИЛИ 22 и И 23 и 24, реверсивный счетчик 27, соединенный свьходом оперативного запоминающегоустройства 20, со схемой 28 сравнениякодов; которая соединена со счетчиком19 адреса и выходом оперативного запоминающего устройства 20, и преобразователь 19 код-напряжение, соединенный входом с выходом реверсивного счетчика 27, а выходом - с устройством 4 контроля и автоматического управления тяговым двигателем,Выход узлаэлементов . 2 И-НЕ 10 и входы программируемого задатчика скорости соединены с устройством 2 программного управления,Объект испытаний (фиг. 3) включает в себя блок датчиков 30, тяговойдвигатель 31 постоянного тока, механически соединенный с электромагнитной муфтой 32, которая соединяет егос генератором 33 постоянного тока идвигателем 34 внутреннего сгорания.Для управления электромагнитной муфтой 31 используется исполнительноеустройство 35, которое работает подуправлением устройства программного управления,Для формирования момента сопротивления, соответствующего реальным режимам работы энергоустацовок, служит тормозное устройство (фиг. 4), в состав которого входят маховик 36, имитирующий массу электромобиля, нагру10 Для автоматического сбора информации, ее оперативного отображения и управления всем ходом испытаний слу 55 жит устройство программного управления (фиг. 7), в состав которого входят блок 76 сбора информации, блок з 1255зочиый генератор 37 и нагрузочноеустройство 38,Управление работой генератора осуществляется с помощью устройства контроля и автоматического поддержаниярежимов работы генератора (фиг. 5),которое состоит из интегратора 39,схемы 40 вычитания, цифроаналогового преобразователя 41, аналоговогоустройства 42 умножения, блока 43транзисторных ключей, аналоговогокомпаратора 44, генератора 45 линейно изменяющегося напряжения, цифроаналогового преобразователя 46, регистра 47 частоты для хранения уставки частоты, регистра 48 мощностидля хранения установки мощности,аналоговой схемы 49 задержки, блоковэлементов 2 И-НЕ 50 и 51, блока 52аналоговых компараторов для контро- щ 0ля за превышением контролируемых параметров.Для управления тяговым двигателем 30 в соответствии с законом, ко"торый формирует программируемый задатчик 3 скорости, служит устройство контроля и автоматического поддержания режимов работы тяговогодвигателя (фиг 6), которое состоитиз исполнительного устройства 53 обмотки якоря, блока логических элементов 2 И-НЕ 54, аналогового коммутатора 55, генератора 56 линейно изменяющегося напряжения, интегратора57, аналогового ключа 58, аналогового устройства 59 вычитания, аккуму 35ляторной батареи 60 для питанияэнергоустановок электромобиля, исполнительного устройства обмотки 61возбуждения блока логических элеЭ40ментов 2 НЕ 62, аналогового компаратора 63, интегратора 64, аналогового коммутатора 65, блока режимов работы на элементах 2 И-НЕ 66, цифроаналогового преобразователя 67, регистра 68 частоты, блока 69 аналоговыхзадержек, аналогового устройства70 вычитания, аналогового сумматора71, аналогового ключа 72, блока 73аналоговых компараторов, цифроаналогового преобразователя 74 и регистра 75 тока возбуждения. 890 477 сопряжения, блок 78 подготовкипрограмм, внешнее запоминающее устройство 79, накопитель 80 на гибкоммагнитном диске, дисплей 81, управляющая микро-ЭВМ 82, электрическая пишущая машинка 83.Устройство управления тормознымустройством (фиг, 81 состоит из цифроаналогового умножителя 84, аналогового квадратора 85, регистра 86динамического момента, буферного усилителя 87, интегратора 88, аналогового сумматора 89, цифроаналогового преобразователя 90, регистра 91статического момента, инвертора 92,цифроаналогового умножителя 93,регистра 34 коэффициента обратнойсвязи,Стенд работает следующим образом.При включении питания устройствопрограммного управления начинает автоматическую подготовку работы стенда (фиг. 7), для этого служит блок78 подготовки программ, который попрограмме, хранящейся в ПЗУ блока,подключает к управляющей микро-ЭВМ82 вйешнее запоминающее устройство79, в котором хранятся все необходимые программы и данные для проведения испытаний,С клавиатуры дисплея 81 оператор вводит в управляющую микро-ЭВМ 82переменные данные для проведения испытаний и запускает процесс испытаний.Управляющая микро-ЭВМ 82 через блок 77 сопряжения передает необходимые данные в устройство 5 контроля и автоматического поддерживания режимов работы двигателя внутреннего сгорания, в устройство 4 контроля и автоматического поддержания режимов работы генерат.ра, в устройство 3 контроля и автоматического поддержания режимов работы тягового двигателя 3 и в устройство 8 управления, которыеработают в автономном режиме (безвмешательства микро-ЭВМ) и управляютсоответственно двигателем 34 внут -реннего сгорания, генератором 33,тяговым двигателем 31 (фиг. 3) и тормозным устройством 6 соответственно. Информация о ходе испытания с блока 30 датчиков поступает в блок 76 сбора информации, где преобразуется в цифровую форму и через блок 77 сопряжения поступает в управляющую мик1255890ро-ЭВИ 82 и записывается на накопитель 80 на гибком магнитном диске,Стенд реализует, благодаря применению программируемого задатчика скорости. все возможные режимы движенияэлектромобиля: "Разгон", "Равномерноедвижение", "Выбег" (движение по инерции, "Торможениеп и Стоянка", Режимы "Разгон" и "Торможение" при реальном движении электромобиля особенно 10в городском цикле, могут менятьсяпо произвольному закону, которыйпрограммируется н реализуется программируемым задатчиком скорости.Программируемый задатчик 1 скорости является полуавтономным быстродействующим циФроаналоговым блокоми генерирует меняющуюся по произвольному закону уставку скорости для устройства 3 контроля и автоматического 20поддержания режимов работы тяговогодвигателя,Работа программируемого задатчика1 скорости идет в двух:режимах: программирование монотонного закона 25Формирования уставки скорости от устройства 2 программного управления,реализация заданного закона в автономном режиме.Сигналы "Вызов" и "Ответ", управляющие сигналы "Скорость" Сложение", "Вычитание", "Запись" и информационная шина "Данные" образуют магистраль связи программного задатчика 1 скорости с устройством 2 программного управления.Сигнал "Вызов" стробирует появлениеинформации на шине "данные" и управляющих сигналов, а также их прохождение че.рез стробируемый элемент И 1 М 11,элементы И 12-15.Сигнал "Ответ"появляется навыходе узла элементов 2 И-НЕ 10 с некоторой задержкой по отнощению к сигналу "Вызов" и управляющим сигналом, определяемойвременем отработки элементами схемы 4входньгх воздействий. управляющий сигнал. информацию в буферный регистр 18 н далее,пройдя элемент ИЛИ 22, информацию с в.хо-;ида буФерного регистра 18(уже в инверс -ном коде) в счетчик- управляемый делитель 26 частоты. Управляющий си:- нал "Запись" пройдя элемент И 15,записывает сопровождающую его инфор- умацию в оперативное запоминающееустройстве 20 по адресу из счетчика19 адреса, а затем наращивает на единицу содержимое счетчика. Степень заполнения оперативного запоминающего устройства 20 произвольная, при отсутствии сигнала пЗапись оно настроено на чтение. Управляющие сигналы "Сложение" и "Вычитание", пройдя, соответственно, элементы И 1 и 14, устанавливают КБ-триггер 17 в противоположные состояния, переключая тем самым коммутатор на элементах И 23, 24 и настраивая реверсив- ный счетчик 27 на сложение т .;бо на вычитание. Простробированнь й сигнал ЯСложение" производит также предварительное обнуление реверсивного счетчика 27, а Вычитание", пройдя элемент ИЛИ 25 записыь .: т в реверсивный счетчик 27 информацию с выхода оперативного запоминающего устройства 20. Любой из сигналов "Сложение" или "Вычитание", пройдя стробируемый элемент ИЛИ 11, устанавливает в состояние высокого логического уровня й-триггер 16, разрезная прохождение импульсов тактовой частоты с тактового генератора 9 через элемент И 21 на счетный вход счетчика - управляемого делителя 26 частоты.С момента подачи сигналов "Сложение" или "Вычитание начинается автономный режим работы программируемого задатчика скорости по реализации заданного монотонного закона изменения уставки скорости. Так говые импульсы, поступающие на вход сложения счетчика - управляемого делителя 26 частоты, дополняют его содержимое до максимума, вырабатывается импульс переполнения, который, пройдя элемснт ИЛИ 22, вновь записывает в счетчик 26 исходное значение информации. Далее этот процесс повторяется. Таким образом, па выходе переполнения счетчика - управляемого делителя 26 частоты получаем последовательность импульсов с частотой, обратно пропорциональной кодовой комбинации, записанной в буФерном регистре 18. Эти импульсы, пройдя либо через элемент И 23, либо через элемент И 24, поступают, соответственно, на вход сложения или вьгчитания реверсивного счетчика 27, увеличивая или уменьшая его содержимое, Выходной информационный сигнал реверсивного счетчика 27 поступает на преобразователь 29 код-напряже 7ние, преобразуясь на нем в выходной сигнал уставки скорости п , и на схему 28 сравнения кодов, к второму входу которой подключен выход оперативного запоминаюшего устрой 5 ства .20, После прохождения всех сигналов "Запись" счетчика 19 адреса окажется установленным на последнем .адресе, а на выходе оперативного запоминающего устройства будет выставлена информация, соответствующая этому адресу и задающая границу начального участка уставки скорости П Эта же информация при прохожденйи сигнала "Вычитание" запишется и в реверсивный счетчик 27, При достижении равенства кодовых комбинаций ня выходе реверсивного счетчика 27 и оперативного запоминающего устройства 20, схема 28 сравнения кодов выраба 20 тывает сигнал, уменьшающий на единицу содержимое счетчика 19 адреса, что приводит к изменению информации на выходе оперативного запоминающего устройства 20,задающей границу следующего участка уставки и.Процесс повторяется до полного перебора значений счетчика 19 адреса, затем он вырабатывает сигнал переполнения обнуления ,который устанавливая в состояние низкого логического уров ня 0-триггер 1 б, запрещает прохождение тактовых импульсов через элемент И 21, завершая автономный режим реализации заданного монотонного закона изменения уставки скорости З 5 и. Вновь проведя режимы программйрования и автономный, можно симитировать при испытаниях соответствующие эксплуатационные режимы разгона, торможения и др. 40 890 8ройством, а вход - с шестым выходомустройства программного управления,второй выход которого соединен спервым входом устройства контроля иавтоматического поддержания режимовработы тягового двигателя, третийвыход - с первым входом устройстваконтроляи автоматического поддержания режимов работы генератора, четвертый выход - с входом устройстваконтроля и автоматического поддержания режимов работы двигателя внутреннего сгорания, пятый выход - с шестым входом объекта испытания, первыйвход которого соединен с устройством контроля и автоматического поддержания режимов работы двигателявнутреннего сгорания, второй вход -с выходом устройства контроля и автоматического поддержания режимов работы генератора, третий вход - свыходом тормозного устройства, четвертыи и пятый входы - с первым ивторым выходами устройства контлоляи автоматического поддержания режимов работы тягового устройства,третий выход которого соединен с вторым входом устройства контроля и автоматического поддержания режимовработы генератора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности испытаний путем приближения их к реальным режимам эксплуатаций, он содержит программируемьпЪзадатчик скорости, вход которогосоединен с вторым выходом устройствапрограммного управления, а выход - свторым входом устройства контроля иавтоматического подцержания режимов работы тягового двигателя.Формула изобретения 1, Стенд для испытания энергоус тановок электромобилей, содержащий устройство контроля и автоматического поддержания режимов работы генератора, устройство программного управленияу устройство контроля и ав томатического поддержания режимов работы тягового двигателя, устройст" во контроля и автоматического поддержания режимов работы двигателя внутреннего сгорания, тормозное устрой" ство, связанное с объектом испытаний, и устройство управления, выход которого соединен с тормозным уст 2. Стенд по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что программируемый задатчик скорости содержит тактовый генератор, узел элементов 2 И-НЕ, стробируемый элемент ИЛИ, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой элемент И, П-триггер, КБ-триггер, буферный регистр, счетчик адреса, оперативное запоминающее устройство, первый и второй элементы ИЛИ, счетчик - управляемый делитель частоты, реверсивный счетчик, схему сравнения кодов и преобразователь код-напряжение, выход ко" торого является первым выходом программируемого задатчика скОрости, а вход вместе с первым входом схемы12 сравнения кодов соединен с выходомреверсивного счетчика, вход сложениякоторого соединен с выходом шестогоэлемента И, вход вычитания - с выходом седьмого элемента И, вход обнуления вместе с Б-входом КЬ-триггерасоединен с выходом второго элемента И, вход разрешения записи информации - с выходом второго элементаИЛИ, информационный вход вместе свторым входом схемы сравнения - свыходом оперативного запоминающегоустройства, информационный вход которого вместе с Р-входом буферногорегистра соединен с третьим входоь.программируемого задатчика скорости,вход записи вместе с инверсным входом чтения и с входом сложениясчетчика адреса - с выходом четвертого элемента И, адресный вход - с информационным выходом счетчика адреса, вход вычитания счетчика адресавместе с вторым входом второго элемента ИЛИ соединен с выходом схемысравнения, выход переноса счетчикаадреса соединен с входом установкив 0" В-триггера, информационныйвход которого соединен с сигналомвысокого уровня, а вход тактирования соединен с выходом стробируемого элемента ИЛИ, выход Р-триггерасоединен с вторым входом пятого элемента И, первый вход которого соединен с восходом тактового генератора,а выход - с входом сложения счетчикауправляемого делителя частоты, информационный вход которого соединен с 55890 10выходом буферного регистра, входразрешения записи информации - с выходом первого элемента ИЛИ, а выход переноса - с вторым входом пер ваго элемента ИЛИ и с первыми входами шестого и седьмого элементовИ, вторые входы которых соединенысоответственно с прямым и инверснымвь,ходами КБ-триггера, вход установ ки в 0 которого вместе с первымвходом второго элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента И,первый вход которого вместе с первымвходом стробируемого элемента ИЛИ и 15 с вторым входом стробируемого элемента ИЛИ и с вторым входом узла элементов 2 И-НЕ соединен с четвертымвходом программируемого задатчикаскорости, а второй вместе с входом 20 управления стробируемого элементаИЛИ, с вторыми входами первого, второго, третьего и четвертого элементов И и пятым входом узла элементов2 И-НЕ соединен с первым входом про граммируемого задатчика скорости,второй его вход соединен с третьимвходом узла элементов 2 И-НЕ и первымвходом первого элемента И, выход ко"торого соединен с тактовым входом ЗО буферного регистра и первым входомпервого элемента ИЛИ, пятый входпрограммируемого задатчика скоростисоединен с вторым входом стробируемого элемента ИЛИ и четвертым входом узла элементов 2 И-НЕ выход коФторого соединен с вторым выходомпрограммируемого задатчика скорости,От устройства улЖУЛению аюрмозныиусгароцтК1255890 ХмчаВиу Егерю лигаЬ Фмюявю яру юЖиижжем аЖюве РайувРеию Фйф/РОФ 7 ЛДЮ дюж авдею