Устройство для испытания электропривода с упругой механической передачей от двигателя к механизму Советский патент 1983 года по МПК G01R31/34 

(54; УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С УПРУГОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ ОТ аВИГАТЕЛЯ К МЕХАНИЗМУ

1

Изобретение относится к физическому моделированию автоматизированных электроприводов как переменного, так и постоянного тока, содержащих упругие механические передачи от двигателя к механизму. К таким электроприводам относятся электроприводы роторного стола и буровой лебедки буровых установок, электроприводы подъемных кранов, электроприводы стендов для испытания механических транс- ,Q миссий и т, п.

Известно устройство для испытания механических трансмиссий. Силовая часть устройства включает в себя приводной двигатель и тормозной ге- j нератор, питание которых осуществляется от одного тиристорного преобразователя. Между валом двигателя и валом генератора установлены реальные редукторы и испытуемая трансмиссия. Система авто-20 магического регулирования (САР) частоты вращения двигателя выполнена двухконтурной с внешним контуром регулирования тока якоря двигателя. САР возбуждения

тормозного генератора выполнена также двухконтурной с внешним контуром регулирования момента в упругой передаче и внутренним контуром регулирования тока тормозного генератора. При этом обе САР взаимосвязаны как через упругую связь, так и через якорные цепи l .

При необходимости исследования поведения электропривода с различными типами и параметрами упругих передач (влияние параметров упругой передачи на диьа мические характеристики электропривода, влияние электропривода и его САР на режим работы передачи) и так приходится каждый раз изготавливать новые редукторы, новую трансмиссию.

Применительно к электроприводу грузоподъемных механизмов, механизмов экскаватора или роторного стола необходимо изготавливать различные варианты физических моделей упругих передач, причем для одних механизмов упругие передачи скручиваются, а для других растягивают- .

СИ. 3 Указанное вызывает значительные грудносги в проведении испытаний и эксномически невыгодно. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство ддя испытания электропривода с упругой механической передачей от двигателя к механизму, содержащее блок воспроизведения статического момента, состоящий из нагрузочной машины, тиристорного преобразователя и подключенной параллельно им активной нагрузки, блок задания статического момента, электромагнитного моме та проверяемого двигателя pQ. Устройство позволяет создавать как двига тельные, так и тормозные режимы для исследуемой системы. Однако указанное относится лишь для случаев исследования электроприводов, механическая часть которых может быть с определенным приближением представлена одномассовой схемой замещения, т. е. без учета упругих свойств передачи. В связи с этим возможности такого устройства ограничены. Цель изобрет ения - расширение .функпи ональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для испытания электропривода с упругой механической передачей от двигателя.к механизму, содержащее блок воспроизведения статического момента, состоящий из нагрузочной маши ны с валом, тиристорного преобразователя и подключенной параллельно им актив.ной нагрузки, блок задания статического момента, датчик электромагнитного момента испытуемого двигателя и вал. предназначенный для соединения с испытуемым двигателем, дoпoл штeльнo между валом нагрузочной машины и валом, предназначенным для соединения с испы туемым двигателем, введена система генератор - двигатель постоянного тока с обмотками возбуждения, датчик и регулятор момента системы генератор-двигатель, источник и блок регулирования возбуждения, элемент сравнения, динамическое колебательное звено, сумматор, при этом вход обмотки возбуждения дви- гателя соединен с выходом источника возбуждения, а его вал - с валом нагрузочной машины, к входам сумматора подключены датчики электромагнитного и статического моментов, выход сумматора соединен с неинвертирующим входом элемента сравнения через динамическое колебательное звено, инверти10009504рующий вход элемента сравнения соедивен с выходом датчика момента системы генератор-цвигатель, а выход элемента сравнения подключен к регулятору момента систе 1ы генератор-двигатель, выход которого соединен через блок регулирова- ния возбуждения с обмоткой возбуждения генератора. На чертеже представлена схема пред- латаемого устройства, Устройство содержит исследуемый электропривод 1 с датчиком 2 электромагнитного момента двигателя, блок 3 воспроизведения статического момента, в котором нагрузочная машина 4 и тиристорный преобразователь 5 работают параллельно на общий активнь1Й резистор 6, блок 7 задания статического момента и датчик 8 статического момента. Вал 9 двигателя исследуемого электропривода I соединен с валом генератора 10 постоянного тока. Концы якорной обмотки генератора Ю соединены с концами якорной обмотки вигателя 11 постоянного тока, обра уя систему генератор-двигатель постоянного тока. Обмотка 12 возбуждения генератора Ю получает питание от блока 13 регулирования возбуждения, а обмотка 14 возбуждения двигателя - от источНика 15 постоянного напряжения. Вал 16 двигателя соединен с валом нагрузочной машины 4. Выход датчика 2 электромагнитного момента двигателя подсоедиден к первому входу сумматора 17, вто рой вход которого соединен с выходом датчика 8 статического момента. Выход сумматора 17 подключен к входу динамического колебательного звена 18 с передаточной функцией Wд(P) . Сигнал с выхода этого звена поступает на неинвертирующий вход элемента 19 сравнения, инвертирующий вход которого соединен с выходом датчика 20 момента системы генератор-двигатель. Выход элемента 19 сравнения подключен к входу регулятора 21 момента в упругой передаче, выход которого соединен с входом блока 13 регулирования возбуждения генератора. Устройство работает следующим образом. Уравнение движения двухмассовой приведенной расчетной механической схемы электропривода имеет вид: Mg( + MgT-Mc JipcOi Mv(co, в.(п() 3, и 3 -суммарные приведенные моменты инерции массы элементов, жеспсо связанных с двигателем и механизмом соответстве -эквивалентная приведенная жесткость безынерци онной механической упру гой связи между Н Зо fbt - коэффициент вязкого тре ния упругой связи; - частоты вращения концов деформируемой связи;Мл - момент, развиваемый двигателем; My - упругий момент; Mof- момент вязкого трения, учитывающий дисспативные силы; момент сопротивления. --М., 3,,™ - частота свобод ных колебаний цвукмассовой ругой системы , Из уравнения 12) следует, что при по даче на вход динамического звена 18 с передаточной функцией А.г1Р) сигналов, пропорциональных и m на выходе этого звена получаем сигнал, пропорциональный Му .. Пусть сигнал на выходе датчика 2 электромагнитного момента двигателя равен k;( MuB сигнал на выходе датчика 8 статического момента -KjMc ЕСЛИ а параметры д1шамического звена 18 выбраны так, что го после суммирования и подачи на вход этого звена суммарного сигнала , + + k Л с , на его выходе появляется сигvian, пропорциональный Му . Этот сигнал сравнивается с действительным значением воспроизводимого системой генератордвигатель момента на элементе 19 и их разность поступает на вход регулятора 21 упорного момента. Выходной сигнал этого регулятора управляет блоком t3 регулирования возбуждения генератора tO. При пропорциональной характеристике регулятора 21 воспроизведение Му осуществляется с некоторой статической ошибкой. При пропорционально-интегральной характеристике регулятора 21 производится астатическое регулирование {без ста- тической ошибки). Применение в предлагаи юм устройстве дополнительных элементов позволяет провести испытания исследуемого электропривода в условиях, максимально приближенных к реальным При испытаниях физической модели используется реальная система автоматического регулирования. Поэтому ее правильная настройка во время лабораторных или заводских испытаний с учетом специфических свойств нагрузки позволит в дальнейшем получить на объекте сущее т- , венный экономический эффект, который определяется максимальным использованием демпфирующих способностей автоматизированного электропривода и проявляется в увеличении срока службы-механического оборудования. Формула изобретения Устройство для испытания электропривода с упругой механической передачей от двигателя к механизму, содержащее блок воспроизведения статического момента, состоящий из нагрузочной машины с валом, тиристорного преобразователя и подключенной параллельно им активной нагрузки, блок задания статического момента, датчик електромагнитного момента испытуемого двигателя и вал, предназначенный для соединения с испытуемым двигателем, отличающееся тем, что, с целью расишрения фуикцио- ... ; нальных возможностей, между палом нагрузочной маипты и валом, прел назначенHbDvi ДЛЯ соединения с испытуемым двига телем, введена система генератор-двит-агепь псютоянного тока с обмотками возбуждения, датчик и регулятор момента сие темы ген ера тор-сдвига тель, ис точник и блок регулирования возбухсдения, элемент сравнения, динамическое колебателЬ ное звено, сумматор, при этом вход обмотки возбуждения двигателя соединен с выходом источника возбунщения, а его вал - с валом нагрузочной машины, к входам сумматора подключеньГ датчики эла тромагвитного и статического моментов, а выход сумматора соединен с неинвертируюпшм входом элемента сравнения через динамическое колебательное 09508 звено, инвертирующий вход элемента сравнения соединен с выходом датчика момента системы генфатор-двигатель а выход элемента сравнения подключен к регулятору момента системы генератор-двигатель, выход которого соединен через блок регулирования возбуждения с обмоткой возбуждения генератора. Источники информации, принятые во внш.{ание при экспертизе I. Тиристорные системы электропривода с упругими связями. Л., Энергия, 1979, 160, рис. 46, 47. 2. Авторское свидетельство СХЗСР N 698О13, кл. Q 06 С, 7/48, 1977.