Устройство для испытаний двух электрических машин постоянного тока Советский патент 1984 года по МПК G01R31/34 

2. Устройство по п,1, отличающееся тем, что функциональный преобразователь выполнен в виде двух одинаковых каналов с общим входом и раздельными выходами, каждый из каналов содержит операционный усилитель с прямым и инвентирующим входами, нулевую шину, источник опорного, напряжения, резисторы и стаби;литроны,-причем прямой вход операционного усилителя соединен с нулевой шиной, а инвертирующий вход через один резистор соединен с выходом усилителя, через другой резисторс источником опорного напряжения, а через третий резистор - с блоком управляемого источника питания, параллельно третьему резистору подключен ряд цепочек, каждая из которых образована двумя последовательно соединенными резисторами, точка соединения которых через ; стабилитрон подключена к нулевой шине.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ДВУХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ MAlJMH ПОСТОЯННОГО ТОКА при нагружении по методу взаимной нагрузки, содержащее управляемый, источник питания с блоком управления, регуляторы возбуждения этих машин, два источника задающего напряжения возбуждения, при этом управляемый источник питания предназначен для .последовательного включения в цепь якорей испытываемых машин, отличающееся тем, что, с целью повышения точности испытаний, устройство снабжено Функциональным преобразователем сигнала блока управления в управляющий сигнал регулятора возбуждения с одним входом и двумя выходами и двухпозиционным переключателем с двумя парами клемм, причем вход функционального преобразователя соединен с выходом блока управления, а входы регуляторов возбуждения соеди- йены с выходами переключателя,на первую пару клемм которого подключен первый выход преобразователя и источ- § ник напряжения возбуждения второй : СО машины, а на вторую пару клемм второй выход преобразователя и ис-s точник задающего напряжения возбуждения первой машины. -si сд i4 4

Изобретение относится к электромашиностроению и предназначено дпя испытания машин постоянного тока с нагружением- по методу взаимной нагрузки . Известно устройство для испытания двух электрических машин постоянного тока, содержащее управляемый источник питания, включенный последовательно с якорными обмотками испытуемых машин, валы которых механически связаны, одна машина работает двигателем, а другая генератором 1 Однако в данном устройстве заданный режим работы испытуемых машин трудно устанавливать, на это уходит много времени, и устройство практически может использоваться в режиме испытаний только при неизменной продолжительной нагрузке. Наиболее, близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для испытания двух электрических маши постоянного тока при нагружении по методу взаимной нагрузки, содержащее управляемый источник питания с блоком управления, регуляторы возбуж дения этих машин, два источника зада щего напряжения возбуждения, при это управляемый источник питания предназ начен для последовательного включ ения в цепь якорей испытуемых машин 2 Недостаток известного устройства малая точность установки требуемых режимов испытаний. Цель изобретения - повышение точ ности испытаний. Поставленная цель достигается тем что устройство для испытания двух электрических машин постоянного тока при нагружении по методу взаимной наг рузки, содержащее управляемый источ ник питания с блоком управления, регуляторы возбуждения этих машин, два источника задающего напряжения возбуждения, при этом управляемый источ ник питания предназначен для последовательного включения в цепь якорей испытываемых электрических машин, снабжено функциональным преобразователем сигнала блока управления в управляющий сигнал регулятора возбуждения с одним входом и двумя выходами и двухпозиционным переключателем с двумя парами клемм, причем вход функционального преобразования соедданен с выходом блока управления, а входы регуляторов возбуждения сое-: динены с выходаг-ш переключателя, на первую пару клемм которого подключен выход преобразователя и источник задающего напряжения возбуждения второй машины, а на вторую пару клемм - второй выход преобразователя и источник задающего напряжения возбуждения первой машины Функциональный .преобразователь .выполнен в виде двух одинаковых каналов с общим входом и раздельными Выходами, каждый из каналов содержит операционный усилитель с прямым и инверторным входами, нулевую йину, источник опорного напряжения, резисторы и стабилитроны, причем прямой вход операционного усилителя соединен с нулевой шиной, а инвентирующий вход через один резистор соединен с выходом усилителя, через другой резистор - с источником опорного напряжения, а через третий резистор - с блоком управления управляемого источника питания, параллельно третьему резистору подключен ряд цепочек, каждая из которых образована двумя последовательно соединенными резисторами, точка соединения которых через стабилитрон подключена к нулевой шине. На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - принципиальная схема функционального преобразования; на фиг.З - характеристики функционального преобразователя зависимости напряжений V вь,., , V sb.x..- .на выходах его каналов от напряжения Vg на его входе; на фиг.4 - зависимости напряжения V, на якоре двигателя и тока т якорной цепи испытуемых маши от разности ( 1 - Ф ) магнитных потоков Ф, двигателя и ( генератора при различных значениях ЭДС Е, источник на фиг.5 - зависимости угловой скорости агрегата испытуемых машин от () . Электрические машины 1 и 2 (двига тель и генератор соответственно) с . независимыми обмотками возбуждения 3 и 4, получающими питание от регуляторов Ь и 6 возбуждения, механически связаны валами. В цепь якорей машин 1 и 2 последовательно включен управляемый источник 7, блок управления которого электрически соединен со входом функционального преобразо вателя 8. Входы регуляторов 5 и б возбуждения соединены с двухпозиционным переключателем 9, который в одном положении { показано сплошными линиями) подключает вход регулятора 5 к источнику возбуждения машины 1 и вход регулятора б к своему выходу функционального преобразователя 8, а в другом положении (показано пунк тиром) подключает вход регулятора 5 своему выходу функционального преобра зователя и вход регулятора 6 к исто нику возбуждения машины 2. Фу1ГКциовальный преобразователь 8 имеет два структурно -идентичных канала с общим входом и разделенными выходами. Каждый канал содержит опе рационный усилитель 10, прямой вход которого соединен через резистор 11 с нулевой шиной, а инвертирующий вход соединен через резистор 12 с выходом усилителя 10, а через резистор 13 - с источником опорного напряжения и.через резистор 14 с управляющим входом источника 7. Параллельно резистору 14 подключены п цепочек, каждая из которых образована двумя последовательно соединенными резисторами 15 и 16, точка соединения которых через стабилитрон 17 подключена к нулевой шине, (п - число отрезков ломаной, которо реализуется нелинейная функциональная зависимость между входным и выходным напряжениями соответствующего канала функционального преобра зователя 8) . Устройство работает следующим образом. При испытании машины 1, например при снятии его скоростной характери стики (1) при постоянных V переключатель 9 находится в положении, в котором вход регулятора 5 возбуждения машины 1 соединен с источником, задающим напряжение воз буждения этой машины, а вход регуля тора б возбуждения машины 2 соединен со своим вторым выходом функционального преобразователя 8. Управляющий сигнал, подаваемый на вход источника 7 и вход функционального преобразователя 8, обеспечивает определенную величину ЭДС источника 7 и функционально связанную с ней величину Ф генератора 2, что обусловливает работу агрегата с заданным напряжением на якоре двигателя 1 при определенном токе нагрузки (фиг.4). Изменяя величину сигнала на управляющем входе источника 7, изменяют величину ЭДС источника 7 и тем самым значение тока нагрузки якорной цепи агрегата, при этом напряжение на якоре испытуемого двигателя 1 остается прежним, так как функциональный преобразователь на своем втором выходе выдает такую величину 8ы)(2 которая обеспечивает соответствующий магнитный поток Ф генератора 2, обусловливающий нужную для постоянства напряжения на двигателе 1 величину ЭДС генератора 2 при данной ЭДС источника 7. При снятии внешней характеристики (1) при постоянных Фа и ui генератора 2 переключа -тель 9 устанавливают в другое положение и функциональный преобразователь 8 величиной напряжения Vg, на своем первом выходе, соединенном со входом регулятора 5 возбуждения машины 1 двигателя, обеспечивает такую связь между ЭДС источника 7 и , , определяющей Е , которая обусловливает неизменность угловой скорости агрегата при различных токах нагрузки якорной цепи, задаваемых величиной напряжения входа управляющего сигнала. Каналы функционального преобразователя 8 при снятии характеристик машин 1 и 2 работают одинаково. При напряжении входа равном нулю, выходное напряжение канала максимально и задается величиной опорного напряжения Vp и величинами резисторов схемы канала (фиг.4). При увеличении входного напряжения напряжение на выходе линейно уменьшается до определенного значения, когда пробивается первый из стабилитронов 17, что дает первый излом зависимости выходного напряжения от входного. При дальнейшем увеличении напряжения на входе пробиваются поочередно остальные стабилитроны 17 и фop ч pyeтcя ломаная, которая аппроксимирует требуемую зависимость вход-выход канала. При равенстве потоков машин 1 и 2 угловая скорость агрегата обращается в нуль, а ток 3 якорной цепи достигает предельной величины. В режимах работы агрегата, соответствующих левым от максимумов участкам зависимостей У(Ф, -Ф и (.) статическая устойчивость систе1иы существенно меньше, чем в точках справа от максимумов, поэтому в качестве рабочих далее рассматриваются только правые участки этих зависимостей. Видно (фиг.4), что определенное напряжение на двигателе может быть получено при ряде пар значений Е и (Ф,-Фг) Эти режимы равного напряжения на двигателе различаются величиной тока нагрузки агрегата. Таким образом, если при испытаниях изменять ток : нагрузки агрегата при постоянном Напряжении на машине 1 (снятие скоростной характеристики испытуемой машины (I) при постоянном потоке и напряжении машины 1),то, устанавли вая определенную ЭДС источника 7, Необходимо одновременно уставливать функционально связанное ЭДС значение rtoTOKa машины 2. На поток машины 1 при этом испыта ния воздействия не оказывают. Функциональная связь между ЭДС ис точника 7 и поТгоком генератора 2, ко торая обеспечивает постоянство напря жения на двигателе 1, определяется графически из фиг.4, а на основе это связи, с учетом коэффициентов-переда чи вход-выход источника 7 и напряжеИопор

t fi

/5К

-j Т-f-f 1-I -rjy I-T/5 - /5

/5 /5

I /0 - /P ,

I|4i .l.l 1p«H« MI

..-™ ™™™ :::;:

-cnH

f5Ю

KlIh3dII 1

/5

HlIbfcCIH

If I I I I1Г

,5 IV ...

Г --ТкЛ,1 ,ц bl II.IIMIII I

Ж1/7 3pjr/

IT J3

U8b,(.Z

Щ

i/7

/ff

0i/iz2 ние на входе регулятора возбуждения генератора 2 - поток генератора 2, рассчитываетя характеристика ,2 f(Vg ) одного канала функционального преобразователя 8 (фиг.З). Аналогичный вид имеет и характеристика Vji,, J f(VaxJ другого канала функционального преобразователя 8 (фиг.З), Она получается по зависимостям (Ф -О ) (фиг.З) и обеспечивает постоянство скорости агрегата при воздействии на ЭДС источника 7 и поток двигателя 1, когда воздействия на поток генератора 2 не оказывают. Это требуется при снятии внешней характеристики V f( I ) при постоянном потоке и скорости испытуемого генератора 2 . Определенные таким образом,характеристики двух каналов функционального преобразователя 8 реализуются с помощью схемы (фиг.2), аппроксимирующей их ломаными линиями. Таким образом, предлагаемое устройство, в отличие от известного, позволяет точно, просто и надежно устанавливать нужные режимы испытаний испытуемых машин изменением одного управляющего сигнала, что упрощает процесс испытаний и расширяет функциональные возможности устройства.