Энергосберегающий электропривод для стенда испытаний тракторных шин Российский патент 2019 года по МПК G01M17/02 H02M5/42 

Описание патента на изобретение RU2682806C1

Настоящее изобретение относится к испытаниям транспортных средств, в частности к стендам для динамических испытаний пневматических шин.

Из существующего уровня техники известен стенд для испытания пневматических шин, содержащий беговой барабан с приводным двигателем постоянного тока (SU 1755093, опубл. 15.08.1992).

Главный недостаток этого устройства - использование двигателя постоянного тока, имеющего относительно высокую стоимость, сложность в изготовлении и достаточно быстрый износ щеточно-коллекторного узла, который к тому же является источником радиопомех и пожароопасности.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является стенд для динамических испытаний пневматических шин, конструктивно состоящий из цилиндрического стального бегового барабана диаметром 1700 мм, который установлен на шарикоподшипниковых опорах, и двух идентичных нагружающих устройства, расположенных симметрично барабану. Каждое из нагружающих устройств состоит из траверсы и узла установки испытуемой шины (каретка). На траверсе смонтирован силовой гидроцилиндр для создания радиальной нагрузки, траверса может фиксироваться на колоннах. Траверса и каретка жестко связаны между собой через датчик силы, который измеряет прикладываемую к шине нагрузку. Перемещение траверсы и каретки по колоннам обеспечивают рабочие гидроцилиндры (RU 2328714, опубл. 10.07.2008).

Недостатком данного технического решения является высокое потребление электроэнергии, связанное с преодолением усилий в механизмах вращения шин

Технической задачей стенда является снижение потребления электроэнергии и повышение достоверности испытаний шин, которая достигается тем, что стенд оборудован электрическими машинами, работающими в режимах рекуперативного торможения, тем самым обеспечивая возврат энергии обратно в сеть (у каждой шины свой нагружающий асинхронный двигатель).

Техническая задача решается тем, что известный стенд для динамических испытаний тракторных шин, содержащий установленный на опорах барабан, электродвигатель, вращающий барабан, инвертор напряжения, нагружающие устройства, расположенные симметрично барабану с обеих его сторон, включающие в себя траверсу, силовой цилиндр для создания радиальной нагрузки, узел установки испытуемой шины и силоизмерительный датчик, согласно изобретению снабжен двумя дополнительными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором, двумя инверторами напряжения, выполненных с возможностью рекуперации энергии, управляемым выпрямителем, причем выводы инверторов напряжения подключены ко входам управляемого выпрямителя, питающегося от сети переменного тока, а выход управляемого выпрямителя подключен ко входу инвертора напряжения, который подключен к обмоткам статора двигателя барабана.

На чертеже изображена функциональная схема испытательного стенда.

Испытательный стенд конструктивно представляет собой стальной вращающий барабан 1, установленный на двух опорах 2 и приводимый во вращение электродвигателем 3 с изменяющейся частотой вращения. Симметрично барабану 1 с обеих его сторон располагаются два нагружающих устройства, каждое из которых состоит из асинхронного короткозамкнутого электродвигателя 4 и 5. Имеется траверса 6 с силовым гидроцилиндром 7 и каретки 8, перемещающейся по горизонтальным колоннам 9, закрепленным на опорах 10 и 11. Каретка 8 и траверса 6 связаны между собой через датчик силы 12, который предназначен для измерения радиальной нагрузки, прикладываемой к шине 13. Коаксиальная нагрузка на деформацию шин создается асинхронными двигателями 4 и 5, работающими в тормозном режиме при фиксированном положении траверсы 6 на горизонтальных колоннах и опорах 9 и 10.

Управление двигателями 3, 4 и 5 вращающих барабан 1 и шины 13 обеспечивают электроприводы и пускорегулирующая аппаратура, расположенные в шкафу управления. Для измерения характеристик служат измерительно-регулирующая аппаратура и управляющий компьютер, размещенные в пульте управления.

Предлагаемое решение, направленное на обеспечение максимальной энергоэффективности стенда, заключается в следующем: для питания всех трех асинхронных двигателей стенда применены инверторы напряжения (14, 15 и 16), объединенные по звену постоянного тока общим контуром. Питание общего контура постоянного тока энергией из сети обеспечивается общим управляемым выпрямителем 17.

Такое решение позволяет максимально использовать энергию, вырабатываемую нагружающими машинами в генераторном режиме. При этом потребляемая энергия будет затрачиваться только на создание деформации шин и компенсацию потерь в электроприводах и механизмах стенда.

Установка двух асинхронных (частотно-регулируемых) приводов механизмов вращения шин с возможностью рекуперации их энергии в общую сеть питания позволяет обеспечить суммарное потребление энергии, затрачиваемое лишь на преодоление потерь в электроприводе и механизмах стенда. За счет приводов механизмов вращения двух шин одновременно увеличивается и производительность испытаний стенда.

Похожие патенты RU2682806C1

название год авторы номер документа
СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН В ДИНАМИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ 2014
  • Малафеев Сергей Иванович
RU2561230C1
СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ШИН 2006
  • Кастанов Авдей Степанович
  • Прокопенко Юрий Дмитриевич
  • Семенов Владимир Федорович
RU2328714C1
Стенд для испытания передач 1980
  • Калинин Лев Андреевич
  • Шипуль Павел Тимофеевич
  • Прищепов Михаил Александрович
SU922568A1
СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СУДОВОЙ ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ 2009
  • Веревкин Владимир Федорович
  • Чиняев Николай Владимирович
RU2396182C1
Стенд для испытания механических передач 1989
  • Эпельзафт Александр Михайлович
  • Хамышкин Геннадий Матвеевич
  • Брожат Александр Александрович
SU1670472A1
Реверсивный тиристорный преобразователь частоты 1975
  • Яцук Владимир Григорьевич
  • Ватуля Николай Григорьевич
  • Андриенко Петр Данилович
  • Сухарев Владимир Николаевич
SU680123A1
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АМПЛИТУДЫ, ФАЗЫ И ЧАСТОТЫ СО ЗВЕНОМ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 1999
  • Климаш В.С.
  • Симоненко И.Г.
RU2166831C2
ПРИВОД ШТАНГОВОГО СКВАЖИННОГО НАСОСА 2013
  • Ан Александр Владимирович
  • Григорьев Сергей Львович
RU2534636C1
Частотно-регулируемый асинхронный электропривод 1976
  • Подобедов Евгений Георгиевич
  • Николаев Алексей Алексеевич
  • Зеленский Юрий Иванович
SU741400A1
Стенд для обкатки и испытания передач 1985
  • Калинин Лев Андреевич
  • Янукович Генрих Иосифович
  • Шипуль Павел Тимофеевич
  • Сердешнов Анатолий Петрович
  • Счастный Валерий Петрович
  • Гурин Владимир Владимирович
SU1330489A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 682 806 C1

Реферат патента 2019 года Энергосберегающий электропривод для стенда испытаний тракторных шин

Изобретение относится к испытаниям транспортных средств, в частности к стендам для динамических испытаний пневматических шин. Стенд для динамических испытаний тракторных шин содержит установленный на опорах барабан, электродвигатель, вращающий барабан, инвертор напряжения, нагружающие устройства, расположенные симметрично барабану с обеих его сторон. Каждое нагружающее устройство включает в себя траверсу, силовой цилиндр для создания радиальной нагрузки, узел установки испытуемой шины и силоизмерительный датчик. Стенд также содержит два дополнительных асинхронных двигателя с короткозамкнутым ротором, два инвертора напряжения, выполненных с возможностью рекуперации энергии, управляемый выпрямитель. Причем выводы инверторов напряжения подключены к входам управляемого выпрямителя, питающегося от сети переменного тока, а выход управляемого выпрямителя подключен к входу инвертора напряжения, который подключен к обмоткам статора двигателя барабана. Технический результат изобретения заключается в снижении потребления электроэнергии для стенда. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 682 806 C1

Стенд для динамических испытаний тракторных шин, содержащий установленный на опорах барабан, электродвигатель, вращающий барабан, инвертор напряжения, нагружающие устройства, расположенные симметрично барабану с обеих его сторон, включающие в себя траверсу, силовой цилиндр для создания радиальной нагрузки, узел установки испытуемой шины и силоизмерительный датчик, отличающийся тем, что стенд снабжен двумя дополнительными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором, двумя инверторами напряжения, выполненными с возможностью рекуперации энергии, управляемым выпрямителем, причем выводы инверторов напряжения подключены к входам управляемого выпрямителя, питающегося от сети переменного тока, а выход управляемого выпрямителя подключен к входу инвертора напряжения, который подключен к обмоткам статора двигателя барабана.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2682806C1

СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ШИН 2006
  • Кастанов Авдей Степанович
  • Прокопенко Юрий Дмитриевич
  • Семенов Владимир Федорович
RU2328714C1
US 8136393 B2, 20.03.2012
СТЕНД С БЕГОВЫМИ БАРАБАНАМИ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ 0
  • В. А. Скалозуб, Н. Ф. Глухарев, В. Т. Макеев, Н. Н. Савченко,
  • С. М. Рудерман, В. Д. Васильев, П. И. Тараненко В. Я. Беккер
SU312170A1
Стенд для испытания пневматических шин 1987
  • Коптев Владимир Юрьевич
  • Мирная Валентина Николаевна
SU1580211A1

RU 2 682 806 C1

Авторы

Власьевнина Елена Андреевна

Осипов Олег Иванович

Даты

2019-03-21Публикация

2018-05-22Подача