ТОРМОЗНОЙ СТЕНД ДЛЯ ИМИТАЦИИ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА Российский патент 2000 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к стендовому оборудованию для исследования энергетических параметров машинно-тракторного агрегата и может быть использовано в лабораториях машиноиспытательных станций.

Известна экспериментальная установка для лабораторных испытаний тягово-приводного машинно-тракторного агрегата (см. Информационный лист N 180-97, серия F 68.85.19, УДК 631.3. Мордовский межотраслевой территориальный центр научно-технической информации), в которой для испытаний используется трактор Т-150К и содержащая асинхронные балансирные электрические машины переменного тока с фазным ротором, редукторы, регуляторы нагрузки в виде жидкостных реостатов, схемы управления.

Недостатком известного устройства является большая трудоемкость и большие затраты материальных средств при проведении испытаний.

Целью изобретения является снижение трудоемкости и затрат материальных средств при проведении испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что тормозной стенд для имитации условий эксплуатации машинно-тракторного агрегата, содержащий электродвигатели со схемой управления, состоит из модели трактора и тормозной установки, каждая из которых содержит соответственно коллекторный электродвигатель постоянного тока, асинхронный электродвигатель переменного тока и жестко соединенные с ними редукторы, ведомые валы которых посредством муфты соединены между собой, а на валах электродвигателей установлены датчики, подключенные к делителям уровня выходного напряжения для последующего снятия исследуемых характеристик. Схема управления состоит из блока питания, который подключен к коллекторному электродвигателю постоянного тока через регулятор напряжения и измерительные приборы, а также к статору асинхронного электродвигателя переменного тока в режиме постоянной нагрузки через тумблер, регулятор напряжения и контрольную лампу, в режиме переменной нагрузки через мультивибратор, тумблер, регулятор напряжения и контрольную лампу.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого стенда, который состоит из модели трактора 1 и модели тормозной установки 2. Моделью трактора являются жестко соединенные между собой коллекторный электродвигатель постоянного тока 3 и редуктор 4. Модель тормозной установки представляет собой жестко соединенные между собой асинхронный электродвигатель переменного тока 5 и редуктор 6. Ведомые валы редукторов 4 и 6 соединяются между собой посредством муфты 7, которая за счет скручивания позволяет имитировать буксование при взаимодействии колес трактора с почвой. На валах электродвигателей 3 и 5 моделей установлены датчики 8 и 9. Сигнал с датчика 8 через делитель уровня выходного напряжения 10 подается на вход Y- осциллографа и на вход аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) ЭВМ. Сигнал с датчика 9 через делитель уровня выходного напряжения 11 подается на вход X осциллографа и на вход АЦП ЭВМ. Блок питания 12, который подключен к коллекторному электродвигателю постоянного тока 3 через регулятор напряжения 13 и измерительные приборы 14, а также к статору асинхронного электродвигателя переменного тока 5 в режиме постоянной нагрузки через тумблер 17, регулятор напряжения 15 и контрольную лампу 18, в режиме переменной нагрузки через мультивибратор 16, тумблер 17, регулятор напряжения 15 и контрольную лампу 18.

Работа стенда. В основу данного стенда положен принцип работы электромагнитного тормоза. Подается напряжение на коллекторный электродвигатель постоянного тока 3, ротор которого начинает вращаться с частотой прямо пропорциональной напряжению, подаваемому на электродвигатель. Так как ротор коллекторного электродвигателя постоянного тока 3 через редукторы 4 и 6 и муфту 7 связан с ротором асинхронного электродвигателя переменного тока 5, то он заставляет его вращаться с той же частотой. Подавая на статор асинхронного электродвигателя переменного тока 5 постоянное напряжение, возникает магнитное поле тока статора. Ротор асинхронного электродвигателя переменного тока 5 вращается в магнитном поле тока статора, поэтому в обмотке ротора возникает индукционный ток, под действием которого возникает магнитное поле тока ротора, направленное противоположно магнитному полю тока статора. Вращающий момент коллекторного электродвигателя постоянного тока 3 зависит от взаимодействия магнитных полей токов ротора и статора асинхронного электродвигателя переменного тока 5, то есть с увеличением напряжения подаваемого на статор асинхронного электродвигателя переменного тока 5, пропорционально ему увеличивается нагрузка на ротор коллекторного электродвигателя постоянного тока 3.

Блок питания, 12 подключенный к сети переменного тока, преобразует переменный сетевой ток напряжением 220 В в постоянный ток напряжением 12 В. Полученное постоянное напряжение подается через регуляторы напряжения 13 и 15 соответственно на коллекторный электродвигатель постоянного тока 3 и на статор асинхронного электродвигателя переменного тока 5. Регулятор напряжения 13, изменяя напряжение от 0 до 12 В, позволяет изменять частоту вращения коллекторного электродвигателя постоянного тока 3. Измерительные приборы 14 позволяют контролировать величину напряжения силы тока, подаваемого на коллекторный электродвигатель постоянного тока 3.

Стенд может работать в режиме постоянной и переменной нагрузки. Переключением тумблера 17 осуществляется переход с одного режима на другой.

В режиме переменной нагрузки в работу включается мультивибратор 16, вырабатывающий колебания напряжения, изменяющиеся по синусоидальному закону, которое подается на статор асинхронного электродвигателя переменного тока 5 через регулятор напряжения 15 и контрольную лампу 18. Изменение и регулировка частоты колебаний напряжения осуществляется изменением сопротивления подстроечного резистора мультивибратора 16. Частота импульсов напряжения мультивибратора 16 изменяется в диапазоне от 0,4 до 1,0 Гц. Амплитуда импульсов напряжения может варьироваться подстроечным резистором регулятора напряжения 15 в диапазоне от 0 до 12 В. Контрольная лампа 18 позволяет контролировать частоту и амплитуду колебаний напряжения, вырабатываемых мультивибратором 16.

В режиме постоянной нагрузки переключением тумблера 17 происходит отключение мультивибратора 16. Напряжение, подаваемое на статор асинхронного электродвигателя переменного тока 5, имеет постоянную частоту. Амплитуда напряжения в данном режиме, так же как и в режиме переменной нагрузки, может варьироваться подстроечным резистором регулятора напряжения 15 в диапазоне от 0 до 12 В.

На валах электродвигателей 3 и 5 установлены датчики 8 и 9, которые являются генераторами переменного тока. Сигнал с датчиков 8 и 9 поступает одновременно на входы Y- и X- осциллографа и на вход АЦП ЭВМ. Данная схема подключения осциллографа и АЦП ЭВМ позволяет просматривать динамические характеристики на экране осциллографа и одновременно записывать сигналы с датчиков на жесткий диск компьютера. Дальнейшая обработка полученных данных в ходе проведения исследований при различных значениях амплитуды и частоты колебаний момента сопротивления с целью выявления зависимостей и составления математического описания процессов ведется при помощи ЭВМ.

Амплитуда напряжения переменного тока, вырабатываемого датчиками 8 и 9, регулируется делителями уровня выходного напряжения 10 и 11. Уровень регулируемого напряжения переменного тока зависит от характеристик используемого осциллографа.

По сравнению с известными решениями предлагаемый стенд позволяет снизить трудоемкость и затраты материальных средств при проведении испытаний, а также предлагаемая конструкция стенда является более компактной по сравнению с другими известными конструкциями стендов.

Стенд предназначен для исследования энергетических параметров машинно-тракторного агрегата. Стенд содержит модель трактора и тормозной установки, каждая из которых содержит соответственно коллекторный электродвигатель постоянного тока, асинхронный электродвигатель переменного тока и жестко соединенные с ними редукторы, ведомые валы которых посредством муфты соединены между собой, а на валах электродвигателей установлены датчики, подключенные к делителям уровня выходного напряжения для последующего снятия исследуемых характеристик. Схема управления состоит из блока питания, который подключен к коллекторному электродвигателю постоянного тока через регулятор напряжения и измерительные приборы, а также к статору асинхронного электродвигателя переменного тока в режиме постоянной нагрузки через тумблер, регулятор напряжения и контрольную лампу, в режиме переменной нагрузки через мультивибратор, тумблер, регулятор напряжения и контрольную лампу. Технический результат - снижение трудоемкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Тормозной стенд для имитации условий эксплуатации машинно-тракторного агрегата, содержащий электродвигатели со схемой управления, отличающийся тем, что он состоит из моделей трактора и тормозной установки, каждая из которых содержит соответственно коллекторный электродвигатель постоянного тока, асинхронный электродвигатель переменного тока и жестко соединенные с ними редукторы, ведомые валы которых посредством муфты соединены между собой, а на валах электродвигателей установлены датчики, подключенные к делителям уровня выходного напряжения для последующего снятия исследуемых характеристик. 2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что схема управления состоит из блока питания, который подключен к коллекторному электродвигателю постоянного тока через регулятор напряжения и измерительные приборы, а также к статору асинхронного электродвигателя переменного тока в режиме постоянной нагрузки через тумблер, регулятор напряжения и контрольную лампу, в режиме переменной нагрузки через мультивибратор, тумблер, регулятор напряжения и контрольную лампу.