Установка для обкатки и испытания двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК G01M15/00 

изобретение относится к машиностроению ц преимущественно к установкам для обкатки и испытания двигателей внутреннего сгорания.

Известны установки для обкатки и испытания двигателей внутреннего его рания, включающие первый и второй стенды, каждый из которых содержит асинхронную электрическую машину с фазным ротором, тахогенератор, трехфазный мостовой выпрямитель, инвертор с йентилями, согласующий трансформатор с .компенсирующей обмоткой потоков вынужденного намагничивания, сердечником и разными группами .(звез да треугольник, зигзаг. ) соединений первичных и, вторичных обмоток и систему управления, причем испытуемый двигатель связан с асинхронной машиной, соединенной через выпрямитель с трансформатором и связанной с тахо генератором, который через систему управления соединен с трансформато-. ром, при этом система управления выполнена S виде устройства управления вентилями инвертора, усилителя, кор1ректирующего и сравнивающего усттройств, устройства для измерения крутящего момента, задающего устройства и программного устройства, а устройство управления вентилями инвертора соединено через усилитель, корректи рующее и сравнивающее устройства с. тахогенератором, устройством для измерения .крутящего момента и с задающим устройством, связанным с программным устройством Ul. Недостатками-этого стенда являются низкие надежносрь и экономичность невысокие динамические свойства, узкий диапазон регулирования, искажение форьы кривой питаю1цего напряжения низкий коэффициент мощности, а также сложность и высокая стоимость, связанная с наличием сложного и дорогостоящего инвертора.

Цель изобретения - упрощение установки для обкатки двигателей внутреннего сгорания и повышение ее экономичности.

Поставленная цель достигается тем что в установке для обкатки и испыта ния двигателей внутреннего сг.орания, содержащей первый и второй стенды, каждый из которых содержит асинхронную электрическую машину с ФАЗНЫМ ротором., тахо генераторл трехфазный МОСТОВОЙ выпрямитель, инвертор с вен ЗРиляЦи, согласующий трансформатор с к Ьмпенсирующей обмоткой потоков вынужденного намагничивания, сердечником и разными группами (звезда, треугольник, зигзаг ) соединений первичных и вторичных обмоток и систему управления, причем испытуемый двига тель связан с асинхронной машиной, соединенной через выпрямитель с транФорматором и связанной с тахогенератором, который через систему управления соединен с трансформатором, при этом система управления.вьшолнена в виде устройства управления вентилями инвертора, усилителя, корректирующего и сравнивающего устройств ,г, устройства для измерения крутящ« го момента, задающего устройства и программного устройства, а устройство управления вентилями инвертора соединено через усилитель, корректируквдее и сравнивающее устройства с тахогенератором, устройством для измерения крутящего момента и с зад&ющим устройством, связанным с nporpaivwHbiM устройством, согласующие трансформаторы первого и второго, стендов вьшолнены на одном общем сердечнике и.имеют одну общую первичную обмотку, причем твторичная обмотка трансформатора первого стенда подключена к инвертору nepiBoro стенда, .а вторичная обмотка трансформатора второго стенда .к инвертору второго стенда. I Кроме того, в установке инверторы первого и второго стендов могут быть (выполнены трехфазными однотактными.

Нулевая точка вторичной, соединенной в зигзаг, обмотки согласующего . трансформатора может бь1ть подключена к первому выходу трехфазного мостового выпрямителя, а общая точка инвертора того же стенда - к его второму выходу. J,

. Нулевая точка вторичной, соединенной в звезду, обмотки т{5ансформатора подключена к первому концу компенси|рующей обмотки, которая соединена в разс 1кнутый треугольник, и ее второй конец подключен к первому выходу трехфазного мостового выпрямителя, второй выход которого подключен к общей точке инвертора этого стенда.

На фиг.1 приведена принципиальная схема установки, у которой согласующий трансформатор для первого стенда выполнен по схеме звезда - зигзаг, а для второго - по схеме звезда-звезда - раэсалкнутый треугольник; на фиг.2 - согласуюш;ий трансформатор для обоих стендов выполнен по схеме звезда-зигзаг, но с разными группами соединения вторичных обмоток.

Установка для обкатки и испытания двигателей внутреннего сгорания включ ет (фиг.1 и 2 ) первый обкаточноиспытательный стенд 1, содержащий кинематически соединенные с валом первого испытуемогодвигателя 2 тахогенератор 3 и асинхронную электрическую машину 4 с фазнырл ротором,статор которой подключен к питающей сети переменного тока, а в цепи ротора включен первый выпрямитель 5, выполненный по трехфазной мостовой схеме и соединенный своим вторым выходом с общей точкой первого трехфазного однотактного инвертора б, а первым выходом - с нулевой точкой первой вторичной Обмотки 7, соединенной в зигзаг, согласующего трансформатора 8 первичная обмотка 9 которого соедине на в звездуи подключена к сети пере менного тока, и систему 10 управлени включакмадяо устройство 11 управления вентилями инвертора 6, соединенное через усилитель 12f корректирующее устройство 13 и сравнивающее устройс во 14 с тахогенератором 3, устройстBOM 15 для измерения крутящего момен та и задающим устройством 16, связан ным с .программным устройством 17, и второй овкаточно-испытательный стенд 18, содержащий кинематически сое диненные с валом второго испытуемого двигателя 19 тахогенератор 20 и асинхронную электрическую машину 21 с фазный ротором, статор которой подключен к питающей сети пере.менного тока, а в цепь ротора включен вто рой выпрямитель 22, выполненный по тК ехфазной мостовой схеме и соединен ный вторым выходом с общей точкой второго трехфазного однотактного инвертора 23, а первым выходом (фиг. 11) с вторым концом компенсирующей обмот ки 24, соединенной в разомкнутый тре угольник, первый конец которой подключен к нулевой точке вторичной обмотки 25 согласукяцего трансформатора 8, и систему 26 управления, аналогич ную системе 10 управления. На фиг.2 второй выпрямитель 22 соединен первым вьлходом с нулевой, точкой второй вторичной 25, соединенной в зигзаг, согласующего трансформатора 8 Приведеннбе соединениеобмоток согласукяцего трансформатора позволяет .существенно упростить схему и удешевить его изготовление, чем достигается поставленная цель, при этом существенно улучшается эффект компенсации высших гармоник, так как путем присоединения вторичных обмоток ряда таких установок, работаквдих на обкаточно-испытательной станции предприя-тия, можно охватить все двенадцать групп .соединения, обеспечить локальную ко -шенсацию высших гармоник/ создаваемых каждойустановкой, и компенсировать высшие гармоники, создаваемые другими установками вследствие последовательного сдвига на 30 вто1ЖЧНЫХ фазных напряжений согласующих трансформаторов. На-стадии холодной (или горячей под нагрузкой.) обкатки двигателе 2 и 19 (фиг.1 и 2 ; асинхронные ма1иины 4 и 21 работают в двиг51тельном (или. генераторнс режиме при определенных углах управления вентилями инвер торов 6 и 23. Так как вторичные обмотки 7, 24 в 25 согласующего трансформатора 8 выполнены с компенсацией потоков вынужденного намагничивания, Магнитная система его уравновешена, а в кривых первичных напряжений отсутствуют гагжоники, кратные трем. Другие нечетные гармоники, возникающие при работе преобразователей хотя бы двух обкаточно-испытательных стендов 1 и 18, при определенных углах ут1равления вентилями инверторов 6 и 23 сугФшруются в питающей сети в противофазе и взаимно компенсируются. Так как на испытательной станции обкаточно-йспытательнуе Стенды 1 и 18 работают в различных режимах и при различных углах управления вентилями инверторов б и 23, то увеличение количества бтендов, согласующие трансформаторы которых имеют различные группы соединения, при совйестной работе их приводит к улучшению фбрмы кривой питающего напряжения и повышению .надежности работы Стендов. В обкаточйо-испытательном стенде 1 программное 17 и задающее 16 устройства вырабатывают управляющий . сигнал, который сравнивается устройством 14 с сигналом, .поступающим на стадии холодной обкатки от тахогенератора 3, а на стадии горячей обкатки под нагрузкой - от устройства 15 для измерения крутящего момента .Сигнал рассогласования через корректирующее устройство 13 и усилитель 12 подводится к устройству 11 управления вентилями инверторов. 1ри этом обеспечивается стабилизация режимов об-катки. Упра18ление обкаточно-испытательным стендом 1В производится, аналогично управлению стендом 1 с помоп ью устройства 26 управления. Благодаря тому, что согласующие трансформаторы установки выполнены в основном трехоа 4оточными с общим сердечником и общей первичной-обмоткой, существенно упрощается их изготовление и снижается стоимость всей установки,а выполнение упомянутых трансформаторов каждого стенда с разными группамй соединения обеспечивает при работе хотя бы двух стендов кс шенсацию высших гармоник и улучшение формы кривой питающего напряжения, что приводит к пов1ьт1ению надежности работы установки и получению значительного экономического эффекта.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОБКАТКИ И ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, включаюмая первый и второй стенды, каждый из которых с адержит асинхронную электрическую машину с фазным ротором, тахогенератором, трехфазный мостовой выпрялжитель, инвертор с вентилями, согласунвдий трансфЬрматор с компенсируяйцей обмоткой потоков вынужденного намагничивания сердечником и разными 1 руппами (звезда, треугольник, зигзаг ) соединений первичных и вторичных обмоток и систему управления, причём испытуемый двигатель связан с асинхронной машиной, соединенной через выпрямиг тель с трансформатором и связанной с тахогенератором,который через систему управления соединен с трансформатором, при этом система управления выполнена в виде устройства управления вентилями инвертора, усилителя, корректирующего и сравнивающего устройств устройства для измерения крутящего момента, задакядего устройства и программного устройства, а устройство управления вентилями инвертора соединено через устшитель, коррек1;иру1одее и сравнива1(адее уст(Ройства с тахогенератором,- устройством для измерения крутяй1его момента и с задающим устройством, связанным с программньм устройством, о т л и чающаяся тем, что,с целью упрощения и повышений экономичности, согласующие трансформаторы первого и второго стендов выполнены наодном общем сердечнике и имеют одну общую первичную обмотку, причем вторичная обмотка трансформатора первого стенда подключена к инвертору перзвого стенда, а вторичная обмотка трансформатора второго стенда - к инвертору второго стенда.§ 2. Установка по п.1, о т л и ч аСО ю щ а я с я тем, что инверторы выполнета трехфазными оДнотактными. З.Установкапо п.1 и 2,о т л и чаю щ а я с я тем, что нулевая точка вторичной, соединенной в зиг;i3ar,обмотки согласуюгцего трансформатора подключена к первому выходу трехфазного мостового выпрямителя, а общая точка инвертора, того же стен-. да - к его второму выходу. 4. Установка по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что нулевая точка вторичной,.соединенной в звезду, обмотки трансформатора подключена к первому концу комненсирующей обмоТки, которая соединена в ;разомкнутый треугольник, и ее второ: :конец подключен к первому выходу .трехфазного мостового выпрямителя, второй выход которого подключен к общей точке инвертора этого стенда.