Устройство для испытания механической трансмиссии

Устройство для испытания механической трансмиссии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 790091 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 30.05.78(23) 26l5652/24-07 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 23.1.2.80. Бюллетень Ле 47

Дата опубликования описания 25. 1 2.80 (51) M. Кл, Н 02 P 5/00

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий (53) УДК 62 . .3.076.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. М. Иванов и В. И. Новиков (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

М ЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ (Изобретение относится к электротех-. нике, а именно к системам регулирования электроприводов, и может быть использовано на стендах для испытания редукторов, дизелей, трансмиссий вер5 толетов, в которых имеются длинные валы.

При проектировании систем электроприводов стендов обычно упругостью механической передачи пренебрегают, что

10 приводит при работе системы вследствие появления крутильных колебаний либо к поломке испытываемой механическоМ передачи, либо к необходимости значительного снижения быстродействия системы.

Наиболее близким к предлагаемому па технической сущности и достигаемому результату является устройство для испытания механической трансмиссии, содержащее две электрические машины, связанные между собой электрически, а механически — через указанную трансмщ;сию, возбудитель, подключенный к последовательно соединенным обмоткам возбуждения указанных электрических машин, и систему регулирования момента нагрузки, включающую датчик упругого момента, датчик тоха, включенный между электрическими машинами, и да чик тока возбуждения электрических машин, и последовательно соединенные программное устройство, эадатчик интенсивности, регуляторы момента, тока и тока возбуждения электрических машин (l).

Однако влияние упругости испытуемой трансмиссии особенно возрастает в системах взаимной нагрузки синхронных машин, что не. позволяет использовать их в известном устройстве дляиспытания механической трансмиссии.

В то же время необходимость в использовании синхронных машин в испытательных стендах непрерывно возрастает, Это объясняется тем, что возрастает мощность передаваемая через механические передачи, такие как, например, хвостовая трансмиссия вертолета, при увеличении грузоподъемности вертолетов. Синхронные же з -900 машины по .сравнению с машинами постоянного тока обладают большими предельными мощностями и имеют более высокие частоты вращения.

Цель изобретения — расширение функ5 циональных возможностей известного устройства.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для испытания механической трансмиссии электрические машины выполнены синхронными, а на их общий вал установлена дополнительная электрическая машина с регулируемым источником напряжения и системой регулирования частоты враще15 ния, включающей датчики частоты вращения и тока двигателя, задатчик интенсивности и регуляторы частоты вращения и тока, причем,задагчик интенсивности системы регулирования частоты враще20 ния подключен к одному пз выходов программного устройства, а также тем, что вводится узел демпфирования колебаний, включаюший последовательно соединенные блок полосового фильтра, блок диф25 фернцирования, блок регулируемого запаздывания и блок регулируемой амплитуды, причем вход узла коррекции подключен к датчику упругого момента, а выход узла коррекции - ко входу регуля30 тора тока дополнительной электрической машины, а еще и тем, что выход узла коррекции подключен ко входу регуля— тора тока возбуждения синхронной ма-. шины.

Н а чертеже изобр а жена ф ункцион аль ная схема предлагаемого устройства.

Синхронный генератор 1 и синхронный двигатель 2 соединены между собой механически через испытуемую механическую 40 передачу 3 с датчиком 4 упругого момента, при этом двигатель 2 жестко механически связан с электрической машиной 5; например, постоянно) о гока. Кроме гого, обмотки статоров генератора 1 45 и двигателя 2 соединены электрически через контактное устройство 6 разрыва цепи. Статический возбудитель 7 синхронных машин подключен своим выходом к цепи из двух последовательно соеди- 50 ненных обмоток возбуждения синхронных машин. Нерегулируемый статический возбудитель 8 двигателя 5 постоянного гока подключен к обмотке возбуждения двигателя 5 постоянного тока. Источник 9 регулируемого напряжения подключен к якорю двигателя 5, Выход датчика 10 угловой скорости двигателя 5 связан с входом регулятора 11 YI 1овой скорос

91 4 ти двигателя !>. Датчик 12 гока двигателя,з свя:мш своим выходом со входом

Г регулятора 13 тока двигателя 5. Причем вход регулятора 1 1 угловой скорости связан с выходом задатчика 14 интенсивности, а выход — со входом регулятора 13 тока двигателя 5. Выход регулятора 13 тока двигателя 5 связан со входом источника 9 регулируемого напряжения. Датчик 15 тока возбуждения синхронной маппшы связан со входом регулятора 16 тока возбуждения синхронных машин, а датчик 17 тока синхронных машин 1 и 2 соединен со входом регулятора18 тока синхронных машин, причем выход регулятора 18 тока связан со входом регулятора 16 тока возбуждения машин 1 и 2. Вход регулятора 19 момента нагрузки испытуемой механической передачи подключен к выходу датчика 4 упругого момента и к выходу задатчика 20 интенсивности, который своим входом свя.зан с выходом программного ус гройс тв а 2 1, которое связано со входом задатчика 14 интенсивности. Выход датчика 4 упругого момента через последовательно соединенные блоки полосового фильтра 22, дифференцирования

23, регулируемого запаздывания 24 и регулируемой амплитуды 25 связан со входами регулятора 13 тока двигателя 5 и регулятора 1 1 угловой скорости.

До начала работы стенда синхронный генератор и синхронный двигатель расфазируются между собой таким образом, что угол составляет примерно 90 электрических градусов. Для этого с помошью контактногО устройства разрыва цепи предварительно разрывается электрическая цепь статоров, механически связанных через передачу синхронных машин. 3агеМ с помощью двухлучевого осциллографа, подключаемого одновременно к обмоткам статора каждой машины, при поданном возбуждении машин и при постоянной частоте вращения их роторов определяется их угол расфазировки. Затем машины останавливаются и их роторы смешаются друг относительно друга на необходимый угол. и в этом положении закрепляются. Затем опять проверяется полученный угол расфазировки, Если угол соответствует 90 эл.град., то машины оставляются в таком положении для работы стенда. Если угол отличается ог требуемого, то расфазировка продолжается по вышеизложенному л(e Topy.

Устройство работает следуюшим образом.

5 7900

Сигнал от программного устройства

2l поступает через задатчик l4 интенсивности на вход регулятора ll скорости двигателя 5 постоянного тока, далее сигнал проходит через регулятор 13 тока и на выходе регулируемого источника 9 начинает возрастать напряжение, вследствие чего двигатель 5 постоянного тока начинает разгоняться, пока не достигает заданного значения угловой скорости. 1О

Разгон проходит под контролем величины тока двигателя 5. При этом приводятся .во вращение роторы синхронных машин

2 и l и связывающая их механически передача 3. После достижения заданной i5 угловой скорости механической передачи в соответствии с .заданной программой начинают загружаться машины 1 и 2.

Для этого сигнал от программного устройства 21 через задатчик 20 интен- рд сив ости поступает на регулятор l9 момента нагрузки механической передачи 3, регулятор 18 и регулятор l6 тока возбуждения синхронных машин 1 и 2, На выходе статического возбу- ?5 дителя 7 появляется напряжение, а в цепи обмоток возбуждения синхронных машин появляется ток.

Вследствие этого синхронный генератор l начинает вырабатывать электри- зО ческую энергию, которая по электрической цепи с датчиком 17 тока и контак1ным. устройством 6 поступает в статор синхронного двигателя 2, а затем в виде механической энергии через передачу 3 снова перадается генератору 1. Так работают машины l и 2 в схеме взаимной .нагрузки. Двигатель 5 постоянного тока со своей системой регулирования обеспе« чивает стабилизацию заданной скорости, а также компенсирует электрические и механические потери синхронных машин.

Мощность двигателя 5 обычно не превышает 10 о мощности синхронного генератора l или двигателя 2. Стабилизация 4 тока и тока возбуждения синхронных машин, а также момента нагрузки обеспечиваются с помощью введения соответствующих отрицательных обратных связей от датчиков тока 17, тока возбуждения

15 и упругого момента 4.

9 6 торый демпфирует колебания. Одновременно с этим по цепи датчик 4 упруго. го момента, блоки полосового фильтра

22, дифференцирования 23, регулируемого запаздывания 24 и регулируемой амплитуды 22, входы регулятора 13 тока двигателя постоянного тока и регулятора

16 тока возбуждения синхронных машин проходит сигнал коррекции, создающий в машинах 1 и 2 и в двигателе 5 составляющие моментов в противофазе с переменной составляющей упругого момента, способствующий демпфированию колебаний в электроприводе.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает устойчи» вую работу синхронных машин при их взаимной нагрузке во всем диапазоне требуемого нагружения механической передачи без снижения заданного быстро- действия, системы, что позволяет провести весь цикл испытаний механической передачи с требуемым быстродействием изменения частоты вращения ее и момента нагрузки. формула изобретения

l. Устройство для испытания механической трансмиссии, содержащее две электрические машины, связанные между собой электрически, а механичкскичерез указанную трансмиссию, возбудитель подключенный к последовательно соединенным обмоткам возбуждения указанных электрических машин, и систему регулирования момента нагрузки, включаю, щую датчик упругого момента, датчик тока, включенный между электрическими машинами, и датчик тока возбуждения электрических машин, и последовательно соединенные, программное устройство, задатчик интенсивности, регуляторы момента, тока и тока возбуждения электрических машин, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, электрические машины вь:полнены синхронными, а на их общий вал установлена дополнительная электрическая машина с регуПри резких изменениях задания угло, вой скорости двигателя 5 или момента нагрузки и в передаче 3 в системе воз- никают колебания. При возникновении коколебаний в работающем стенде наличие жесткой отрицательной обратной связи 1

-по упруго,ry моменту создает сигнал, колируемым источником напряжения и системой регулирования частоты вращения, включающей датчики частоты вращения и тока двигателя, задатчик интенсивности и регуляторы частоты вращения и тока причем задатчик интенсивности системы регулирования частоты вращения

10 1. Борцов К). А. и др. Система управления нагрузкой испытательного стенда трансмиссией вертолетов. — В сб. "Элект-. ропривод", M., 3.976, % 2 (46), с l820.

Составитель Е. Перемыслова

Редактор И. Черный Техред МГолинка. Корректор Г. Решетник

Заказ 9052/55 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб.д .4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

/ 790091 8 подключен к одному из выходов програм- 3. Устройство по пп. и 2, о т— много устройства. л и ч а ю щ е е с я тем, Ilо выход

2. Устройство по и. l, о т л и ч а ю- узла коррекции подключен ко входу рещ е е с я тем, что в него дополнитель- гулятора тока возбуждения синхронных но введен узел демпфирования колебаний, машин. включающий последовательно соединенные блок полосового фильтра, блок дифферен- Источники информапии, цирования, блок регулируемого запазды- принятые во внимание при экспертизе вания и блок регулируемой амплитуды, причем вход узла коррекции подключен к датчику упругого момента, а выход узла коррекции - ко входу регулятора тока дополнительной электрической машины.