Стенд для испытания двигателей
Использование: испытание над нагрузкой двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: стенд содержит две электрические машины 2 и 1 постоянного тока с общей якорной цепью, регулятор 8 тока, подключенный к обмоткам возбуждения электрических машин 1,2, датчик 3 тока якорной цепи, два усилителя 7.1 и 7.2, усилитель-ограничитель 6, пороговый элемент 7.3 и датчик 4 напряжения якорной цепи, подключенный через усилитель-ограничитель 6 и пороговый элемент 7.3 к входу усилителя 7.2, к выходу которого подключен датчик 3 тока якорной цепи. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (sl)s G 01 M 15/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4828163/10 (22) 23.05.90 (46) 07,09.92, Бюл. М ЗЗ (71) Специальное конструкторское бюро геофизической техники Научно-производственного объединения "Н ефтегеофизика" (72) И, В.Сухоруков (56) 1. Патент США М 4169372, кл. G 011 3/02, 1979.
2.Экспресс-информация ЦН ИИТЭИ трэкторосельхозмаш. M., 1984, вып.2, с.1-6, сер.
Тракторы и двигатели.
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к оборудованию для испытания под нагрузкой двигателей внутреннего сгорания.
Известен стенд испытания двигателей, включающий электрическую машину, которая может работать в режиме двигателя и генератора, Ротор этой машины механически связан с валом импульсного двигателя, а выводы обмотки подсоединены к трехфазной сети переменного тока через полупроводниковый преобразователь, служащий для подвода электрического тока к обмоткам при работе машины в режиме двигателя и для рекуперации электрической энергии в сеть при работе машины в режиме генератора. Блок управления стендом обеспечивает создание в машине, работающей в режиме генератора, тормозящего момента, прикладываемого к двигателю, измерение Й2 1760429 А1 (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ (57) Использование: испытание над нагрузкой двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: стенд содержит две электрические машины 2 и 1 постоянного тока с общей якорной цепью, регулятор 8 тока, подключенный к обмоткам возбуждения электрических машин 1,2, датчик 3 тока якорной цепи, два усилителя 7,1 и 7.2, усилитель-ограничитель 6, пороговый элемент
7.3 и датчик 4 напряжения якорной цепи, подключенный через усилитель-ограничитель 6 и пороговый элемент 7.3 к входу усилителя 7.2, к выходу которого подключен датчик 3 тока якорной цепи. 1 ил, тормозящего момента и выбор режима работы машины (1).
Недостатками данной конструкции стенда являются необходимость применения в качестве нагрузочного устройства балансирной электрической машины, обеспечивающей устойчивую работу системы стенд-двигатель в узком диапазоне динамических нагрузок, а также необходимость использования s стенде механического устройства измерения момента, что не позволяет обеспечить достаточную плавность и надежность регулирования стенда.
Известен также стенд для испытания двигателей, содержащий электрическую машину, генератор постоянного тока, выход которого связан с входом электрической машины, и систему стабилизации крутящего момента с датчиком тока якоря, формирователем сигнала крутящего момента, состоя !750429 щим из двух размещенных последовательно усилителей, и регулятором тока возбуждения генератора и электрической машины (2), В известном стенде для испытания двигателей формирователь сигнала крутящего момента выполнен в виде масштабного усилителя тока якоря с входным фильтром и делителем напряжения на выходе, подключенного к входу второго усилителя — инвертора.
Недостатком такой системы является ограниченность ее применения (используется в маломощных машинах, работающих с неизменным током возбуждения) из-за нарушения пропорциональности тока относительно крутящего момента при развозбуждении электрической машины, что приводит к перегрузке испытательного стенда с возможностью возникновения аварийной ситуации.
Целью изобретения является повышение надежности работы стенда.
Цель достигается тем, что в стенд для испытания двигателей, содержащий две электрические машины постоянного тока с общей якорной цепью, регулятор тока, подключенный к обмоткам возбуждения электрических машин, датчик тока якорной цепи и два усилителя, выход первого из которых через второй усилитель подключен к входу регулятора тока, введены усилитель-ограничитель, пороговый элемент и датчик напряжения якорной цепи, подключенный через усилитель-ограничитель и пороговый элемент к входу первого усилителя, к выходу которого подключен датчик тока якорной цепи, Введение порогового элемента и датчика напряжения якорной цепи и подключение последнего через усилитель — ограничитель с пороговым элементом к входу первого усилителя, к выходу которого подключен датчик тока якорной цепи, позволяют получить электрический сигнал, находящийся в линейной зависимости от крутящего момента и, таким образом, обеспечить плавность и линейность регулирования сигнала развозбуждения, устранить механические аибрации и колебания токовой нагрузки на стенде.
На чертеже приведена электрическая принципиальная система стенда для испытания двигателей.
Стенд представляет собой две электрические машины 1 и 2, якоря которых образуют общую электрическую цепь. Вал электрической машины 1 механически связан с валом асинхронного приводного электродвигателя (не показан), а вал электрической машины 2 — с валом испыту5
10 го, в свою очередь, подключен к одному из
15 входов узла 8.1 выделения разностного сигнала
55 емого двигателя внутреннего сгорания (не показан). К выходам обмотки электрической машины 2 подключены датчик 3 тока якоря и датчик 4 напряжения якорной цепи, входы управления которых связаны по отдельности с выводами шунта 5, помещенного в общей электрической цепи между блоками электрической машины 1 и электрической машины 2. Выход 4 датчика напряжения якорной цепи подключен к входу усилителяограничителя 6. Выход усилителя-ограничителя связан с входом формирователя 7 сигнала крутящего момента, выход которомежду сигналом задания момента и сигналом обратной связи по моменту регулятора
8 тока, второй вход которого связан с задатчиком 8.2 этого регулятора. Выход датчика
3 тока якоря, сигнал на котором пропорционален току на якоре электрической машины
2, подключен к одному из входов узла 8,3 импульсно-фазового управления регулятора 8 тока, второй вход которого подключен к выходу узла 8,1 выделения разностного сигнала между сигналом задания момента и сигналом обратной связи по моменту. соормирователь 7 сигнала крутящего момента выполнен в виде двух последовательно включенных усилителей 7.1 и 7.2, на входе первого из которых помещен пороговый элемент 7,3.
В качестве злемен.гной базы формирователя сигнала крутящего момента использованы операционные усилители, обеспечивающие жесткую линейную зависимость выходного сигнала от входного с постоянным коэффициентом пропорциональности, зависящим исключительно от сопротивлений обвязки, обладающих высокой стабильностью. Сами операционные усилители, например, серии К553УД2 имеют высокую термостабильнасть, не критичны к изменению питающих напряжений, имеют внутреннюю схему балансировки "О", допускают изменение входного сигнала до уровня питающих напряжений.
Выходы узла 8.3 импульсно-фазового управления связаны по отдельности с управляющими электродами соответствующих тиристоров обмоток возбуждения электрических машин 1 и 2.
Работает стенд для испытания двигателей следующим образом, При изменении нагрузки на валу происходит изменение тока якоря электрической машины 2. Пропорционально этому изменению сигнал датчика 3 тока якоря поступает на один из входов усилителя 7.1 формирователя 7 сигнала крутящего момента. Одно1760429 временно на второй вход усилителя 7.1 через усилитель 7,2 с пороговым элементом
7.3 поступает сигнал ат усилителя-ограничителя 6, В результате на выходе усилителя
7.1 создается сигнал, прапарцианальный 5 моменту согротивления, который поступает в узел 8,1 выделения разностнога сигнала между сигналом задания момента и сигналам обратной связи па моменту регулятора
8 тока. Разностный сигнал с узла 8.1 посту- 10 пает в узел 8.3 импульсно-фазового управления для управления током возбуждения электрических машин 1 и 2, При этом в узле импульсно-фазового управления формируются управляющие сигналы, подаваемые на 15 тиристары обмоток возбуждения электрических машин 1 и 2, При этом за счет отсутствия механических элементов измерения момента и отсутствия контактов в тракте измерения момента на поаядак улучшаются 20 динамические свойства стенда, что позволяет использовать ега при циклических испытаниях ДВС, увеличивается надежность при работе стенда и качество регулирования за счет увеличения быстродействия регулятора момента. Исключается влияние вибрации стенда на систему регулирования момента.
Формула изобретения
Стенд для испытания двигателей, содержащий две электрические машины постоянного тока с общей якорной цепью, регулятор тока, подключенный к обмоткам возбуждения электрических машин, датчик тока якорной цепи и два усилителя, выход первого из которых через второй усилитель подключен к входу регулятора тока, о т л и v аю шийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены усилитель-ограничитель, пороговый элемент и датчик напряжения якорной цепи, подключенный через усилитель-ограничитель и пороговый элемент к входу первого усилителя, к выходу которого подключен датчик тока якорной цепи.
