Нагрузочное устройство с имитатором момента инерции

Нагрузочное устройство с имитатором момента инерции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения - повышение производительности за счет расширения диапазона регулирования момента инерции. Сигнал с датчика 3 скорости поступает на вход переключателя 4, где сравнивается с сигналом с задатчика 9 скорости. Сигнал с вычитающего элемента 5, соединенного с выходами переключателя 4, через регулируемый усилитель 6 и сумматор 7 поступает на вход электромагнитного нагрузочного элемента 1. Коэффициент передачи задается регулируемым усилителем 6, а направление регулировки в сторону увеличения или уменьшения момента сопротивления - переключателем 3. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

А) (51)5 G 0) M ) j)0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4602799/25-28 (22) 09.1).88 (46) 07,1 0.90. Бюп. Р 37 (71) Уфимский авиационный институт им, Серго Орджоникидзе (72) И.Х.Хайруллин, Ш.Г.Исмагилов, P.Н.Султангалеев и В.)Î,Хайновский (53) 620.1.05:53).382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1278651, кл. G Ol M 15/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 1280354, кл: G Ol M 1/10, 1986. (54) НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО С ИМИТАТОРОМ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ (57) Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения — повыше2 ние производительности эа с ет расширения диапазона регулирования момента инерции. Сигнал с датчика 3 скорости поступает на вход переключателя 4, где сравнивается с сигналом с эадатчика 9 скорости. Сигнал с вычитающего элемента 5, соединенного с выходами переключателя 4, через регулируемый усилитель 6 и сумматор 7 поступает на вход электромагнитного нагруэочного элемента 1. 1(оэффициент передачи задается регулируемым усилителем 6, а направление регулировки в сторону увеличения или уменьшения момента сопротивления — переключателем 4. 2 ил, 1597640

Изобретение относится к машино т строению и может быть использовано в качестве регулятора момента инерции при динамических испытаниях дви- . гателей постоянного, тока..

Цель изобретения — повышение производительности при испытании двигателей постоянного тока путем расширения диапазона регулирования момента инерции.

На фиг.1 представлена функциональная схема нагруэочного устройства; на фиг.2 — семейство механических характеристик двигателя постоянного тока.

Устройство содерхп1т электромагнитный нагрузочный элемент 1, "зханически связанный с-испытываемым двигателем

2 постоянного тока (ДПТ), последова- 2О тельно соединенные датчик 3 скорости; закрепленный на валу ДПТ 2, переключатель 4, вычитающий элемент 5, вто-рой вход которого соединен с вторым выходом переключателя 4, регулируемый 25 усилитель б и сумматор 7, выход которого соединен с входом электромагнитного нагрузочного элемента 1, за; датчик 8 момента, выход которого соединен с вторым входом сумматора 7, и задатчик 9 скорости, выход которого соединен с вторым входом переключателя 4.

Устройство работает следующим образом. .Электромагнитный нагруэочный элемент 1 закрепляют вместе с датчиком

3 скорости,.например тахометрического типа, на валу испытываемого ДПТ 2.

На фиг.2 изображено семейство механических характеристик ДПТ 2 независимого возбуждения, где R

ДПТ 2, например при использовании процесса разгона двигателя, со стороны нагрузочного устройства должен действовать заданный статический момент M, при этом двигатель разго" няется до.установившейся скорости ы .

Для ДПТ 2 справедлива следующая система уравнений

U = IRg+ с с

M Ме +, Iîà (1)

M cI где U - напряжение на якоре двигателяь В;

T — ток якоря двигателя, А;

Rcc!c сопРотивление якорной ц пи, Ом; с — коэффициент пропорциональ- . ности, В ° с/рад;

ы — скорость вращения ротора двигателя, с- ;

М вЂ” вращающий момент двигателя, Н-N

М вЂ” статический момент сопротивления на валу двигателя, Н м;

I — суммарный момент инерции, приведенный к валу двигателя, кгм

Если М не зависит от скорости cd,, то решение системы (1) относительно дает известный экспоненциальный закон разгона двигателя:

= (1 — е "), (2) где t — время, с;

Т=Т К„„/с — электромеханическая постоянная времени, с;

Cd â установившаяся скорость вращения, с- .

Если в процессе разгона двигателя величина М, будет изменяться в соответствии с законом с) сз (3) где К вЂ” коэффициент пропорциональности, Н-м.с;

Мс — заданный момент сонротивления, который должен действовать на вал двигателя .по окончании разгона, Нм, то, решив систему (1) с учетом (3), получают Cd =cd<(l — Е ), (4)

l Т где Т вЂ” — ——

К Кця постоянная вре1 +

«с1 мени разгона дви1 гателя при реализации закона (3), с.

Из (4) следует, что изменение величины М в соответствии с законом (3) обеспечивает уменьшение или увеличение электромеханической постоянной времени Т в (1 f â€ вЂ ) раз

КВ.ия с

У что эквивалентно уменьшению или увеличению момента инерцич I в

КВл я (1 «+ — - ) раз,так как l

T Ха ця Io

1 — — 1 с2 — С1 с

R I К.

Х (5) сй с> и может регулироваться изменением величины коэффициента К в регулируемом усилителе б в сторону уменьшения. Чтобы величина U (+К(ю -tdc) +

+ М 1 не приняла отрицательного значения, необходимо ограничить максимальнсе значение величины К:

15 К < -МЛ. at KC с

Таким образам, коэффициент К регулируется от КО, при этом

Тмр,к,, до К = К „,, при этом

20 Т(Тр

К минска

1 +

c t

В положении "2" переключателя 4 к электромагнитному нагрузочиому

25 элемейту l прикладывается напряжение .U (-K(— (dc) + Mcз 1, тогда момент инерции на валу ДПТ 2 согласно (5) ранен

Io

30 1 КВ с и может регулироваться, как и в предыдущем случае, изменением величины

К, но в сторону увеличения, Чтобы знаменатель этого выражения не стал отрицательным, необходимо, чтобы

KR с (1 т.е. К (- — — (8) с м ккс

Коэффициент К в данном случае pery40.лируется от K=0, при этом I „„ Ið до К = К „, при этом

Т м<нкс

КмаисР.

c2

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет регулировать момент инерции при испытаниях двигателей постоянного тока как вверх от величины Io в положении "2" ". ðåêëþ50 чателя 4 (фиг.1), так и вниз от

Io — в положении "1 " переключателя 4.

Возможность регулировки момента инерции в сторону как уменьшения, так и увеличения позволяет увеличить производительность испытаний, так как исключает необходимость замены нагрузачного элемента при малых моментах .инерции.

Io где I = — — — — — — момент инерций

К Rtttt

1 + -"-" при реализации закона (2), зависит от коэффициента K npu

К, = сапяТ; с

const, Таким образом, регулирование момента инерции может осуществляться регулированием величины К, если в процессе разгона двигателя момент сопротивления М, будет изменяться в соответствии с законом (3).

Пусть испытывается ДПТ 2, механическая характеристика которого изображена на фиг.2 при R«< =R«t> . По окончании разгона к двигателю должен быть приложен момент сопротивления

Мс-, M » при этом двигатель разгоняется до установившейся скорости ы .

Перед началом испытания выходное напряжение задатчика 9 скорости должно соответствовать величине установившейся скорости и по фиг.2, пусть это напряжение будет Б Г мс1 Кроме

I того, выходное напряжение задатчика

8 момента должно соответствовать величине заданного момента сопротивления Мс по фиг,2, т.е, быть равным

ЦГМ„1

При вращении вала ДПТ 2 со скоростью з на выходе датчика 3 скорости появляется напряжение U(a 1 пропорциональное скорости вращения с.>:

U(e I= сы, (6) где с = const; коэффициент передачи датчика 3 скорости, В с, Пусть для простоты изложения с =1, т,е. U(u3)= > о

В положении "1 " переключателя 4 напряжение на выходе вычитающега элемента 5 равно U1 + (ы — ы> Ц и посту— пает на регулируемый усилитель 6, коэффициент передачи которого К регулируется в определенных пределах; таким образом, на выходе регулируемого усилителя 6 напряжение равно

0(+К(м- ю )) и прикладывается к входу сумматора 7, на выходе которого образуется напряжение U(+K(to— и

-(й) + М 1. В процессе разгона сз-

ДПТ 2 к э. ектромагнитному нагрузочному элементу 1 прикладывается напряжение U (+K(tt> о>с) " М с 3 т„.е. момент сопротивления на валу ДПТ 2, пропорциональный напряжению возбуждения, изменяется в соответствии с за6 коном (3). При этом момент инерции на валу ДПТ 2 определяется, согласно (5), выражением

I t>

Т (7)

К-К с

1597640

PGO

Составитель 10 Круглов

Техред J1,0ëèéíûê, Корректор С.Шевкун

Редактор Е.Папп

Тираж 446

"-аказ 3045

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11.3О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, уп.. Гагарина,101

Формула изобретения

Нагрузочное устройство с имитатором момента инерции, содержащее электромагнитный нагрузочный элемент, 5 механически связанный с испытываемым двигателем постоянного тока, расположенный на валу последнего датчик скорости и регулируемый усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено задатчиком скорости, вы1 читающим элементом, выход которого соединен с входом регулируемого усилителя, переключателем, входы которого соединены с выходами датчика скорости и задатчика скорости, а выходы — с входами вычитающего элемента, задатчиком момента и сумматором, входы которого соединены с выходами регулируемого усилителя и эадатчика момента, а выход — с входом электромагнитного нагрузочного элемента.