Устройство для испытания блока гистерезисных электромагнитных муфт Советский патент 1985 года по МПК G01R31/34 

4i ЭО

О

I1 Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к устройствам для измерения параметров электри ческих машин, и предназначено для измерения параметров электромагнитных гистереэисных муфт. . Известно устройство для испытания, выполненное в виде стенда дпя испытаний электромуфт, содержащее приводной двигатель, два ленточных тормозя для динамических нагрузок, электромагнитный колодочный тормоз и гидравлический тормоз, два тахомет ра для измерения числа оборотов веду щей и ведомой частей муфты и фотоэлектрический датчик для определения крутящего момента .ij . Недостатками известного устройства являются его сложность, а .также неудобстваj возникающие при измёреНИИ параметров муфт, связанные с необходимостью извлечения исследуемых муфт из объекта и установкой их в измерительное устройство (стенд). Известно также устройство для испытания блока гистерсзисных электромагнитных муфт, который состоит по крайней мере из двух муфт с обмотками управления, содержащее приводной двигатель, предназначенный для соединения с ведущими полумуфтами, имитатор нагрузки, предназначенный для соединения с ведомыми полумуфтами, источник питания, подключен ный к ,клеммам обмотки управления одной из муфт, и блок измерения частоты вращения, соединенный с регистрирующим блоком 2 . Известно устройство для испытания блока двух электромагнитных гистерезисных муфт, обмотка управления одной из которых подключена к источнику питания, содержит электродвигатель, имитатор нагрузки, регистрирующий блок, подключенный к двум тахогенёраторам. Выходной вал двигателя кинематически соединен с входным валом блока муфт (с ведущ1А и полумуфтами) и вапЬм первого тахогенератора, а выходной вал блока муфт (ведомые полумуфты) соединен с имитатором нагрузки и валом второго тахогёнер атора. Выходы тахогенераторов подсоединены соответственно к первому и второму входам регистрарующего блока. Напряжения с тахогене раторов поступают на регистрирующий блок, в качестве которого может быть 0 использован шлёйфный или электронный осциллограф. Регистрация начала и конца разгона ведомой части муфт производится путем сравнения напряжений с тахогенераторов. В результаjre снятия показаний напряжений тахогенераторов в функции от тока в обмотке управления одной из блока муфт определяются ее рабочие характеристики, т.е. зависимости момента на выходном валу муфты от тока управления и переходные процессы при. разгоне ведомой части муфты. Для снятия аналогичных характеристик второй муфть, входящей в состав блока муфт, источник питания подключают к обмотКё управления этой муфты и в зависимости от тока в обмотке управления измеряют показания напряжений тахогенераторов. Недостатком известного устройства является его малая точность, обусловленная необходимостьюсопоставления мало различающихся между собой сигналов с двух тахогенераторов, а. также малая надежность вследствие Применения в нем двух тахогенераторов. Цель изобретения - повышение точности и надежности испытаний. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для испытания блока гистерезисных электромагнитных муфт, который выполнен по крайней мере из двух муфт с обмотками управления, содержащее приводной двигатель, предназначенный для соединения с ведущими полумуфтами, имитатор нагрузки, предназначенный для соединения с ведомыми полумуфтами, источник питания, подключенный к клеммам обмотки .управления одной из муфт, и блок измерения часто1ы вращения, соединенный с регистрирующим блоком,блок измерения частоты вращения предназначен дпя подключения к кле1Ф1ам обмотки.управления второй муфты и выполнен 1 виде последовательно соединенных формирователя прямоугольных импульсов, дифференцируннцего блока, ждуцего мультивибратора и интегратора. На . 1 представлена структурная схема п редлаглемого устройства; на фиг. 2 и 3 - конструкция гистерезисной муфты; на фиг. 4 - диаграм ш, иллюстрирующие работу устройства. Предлагаемое устройство (фиг. t) для измерения параметров блока 1 гистерезисных муфт 2 и 3, обмотка управления одной из которых (муфты 2 подключена к источнику 4 питания, содержит электродвигатель 5, имитатор нагрузки 6 и регистрирующий блок 7. При этом входной вал 8 (ведущие полумуфты) блока 1 муфт 2 и 3 соединение валом электродвигателя 5 а выходной вал 9 (ведомые полумуфты) - с имитатором нагрузки 6. Блок измерения частоты вращения вьтолнен в виде последовательно вклю ченных формирователя 10 прямоугольных импульсов, дифференцирующего блока 11, ждущего мультивибратора 12 и интегратора 13, Вход формирователя 10 импульсов связан с обмоткой управления второй муфты 3, а выход интегратора 13 - с входом регистрирующего блока 7. Каждая из испытуемьк гистерезиснык муфт 2 и 3 состоит из статора 14 с размещенной на нем обмоткой 15 управления, индуктора 16 и стакана ротора 17, выполненного из магнитотвердого материала. Если с помощью двигателя 5 вращать ведущую полумуфту (индуктор 16) относительно ротора 17 (ведомой полумуфты) и подавать напряжение на обмотку 15 управления, то в воздушном зазоре 18 этой муфты возникает вращающееся магнитное поле,перемагничивающее активную часть ротора 17 (неподвижного или имеющего частоту вращения меньше чем частота вращения индуктора 16), Вследствие явления магнитного запаздывания, т,е, отставания магнитного потока ротора 17 от намагничиваннцей силы статора 14, возникает электромагнитный момент, который увлекает ротор 17 в сторону вращения индукто ра 16, Для измерения параметров муфты 2 из блока, 1 муфт в предлагаемом устройстве использует|:я эффект наведёния ЭДС в обмбтке управления второй муфты 3 при наличии разности в частотах вращения ведущей и ведомой ча тей муфт. Принцип наведения ЭДС в о мотке 15 управления без подачи на нее Напряжений при вращении ведущей час ти гистерезйсной муфты относительно вед(юй аналогичен поведению гисте1 pesHCHDtO двигателя в режиме генера . При этом необходимо учесть, ;Чтр пербн&гяичнваиие активной части { отора в гястереэисном двигателе apoKCxo JT за счет питания обмотки статора 3-фазным напряжением, а в гистерезйсной муфте - за счет перемещения ротора 17 и индуктора 16 относительно друг друга. При наличии скольжения между индуктором 16 и ротором 17 происходит перемагничивание активной части ротора 17 и, следовательно, изменяется его магнитная проницаемость, что приводит к изменению магнитного потока и появлению ЭДС переменного напряжения в обмотке 15 управления, Частота изменения магнитного потока и индуктируемой в обмотке ЭДС пропорциональны разности частот вращения индуктора 16 и ротора 17. Так как число полюсов индуктора 16 гистерезйсной муфты величина постоянная, то, следовательно, частота индуктируемого напряжения в обмотке 15 управления пропорционсшьна относительной часто те ротора 17. В момент подачи напряжения на обмотку 15 управления муфты 2 частоты вращения ведомых частей обеих муфт равны нулю и на обмотке 15 управления второй муфты 3 появляется напряжение переменного тока с частотой, соответствующей частоте вращения ведущей части блока 1 муфт. После разгона ведомой части первой муфты 2, на обмотку управления которой подано напряжение, до частоты вращения ее ведущей части ведомая Часть второй муфты 3 начинает вращаться с такой же частотой, но в противоположную сторону от ее ведущей частя. Таким образом, относительная частота вращения ведомой и ведущей частей второй муфты 3 удваивается, а следовательно, увеличивается вдвое и частота напряжения на ее обмотке 15. По времени разгона можно рассчитать момент, передаваемый муфтой 2у который определяется из уравнения ,;, (О где - ускорение разгояа; 3 - момент инерции нагрузки, приведенный к валу муфты$ сг оменг сопротивления нагруз- . KHf приведенный к валу муфты, Где «такс частота вращения ведуцей части муфты; рагг время разгона. Подставляя (2) в (I), определяют

ЗсОмдКС

ЛЛ

.t

рагг

Так как S , М,

для данного объ

ст

екта величины постоянные и известные, то, измерив время разгона ведомой части, можно определить момент, передаваемый муфтой 2.

Измерение параметров электромагнитных муфт с помощью предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Электродвигатель 5 приводит во вращение ведущую часть блока 1 двух гистерезисных муфт 2 и 3, на обмотку управления одной из которых (муфты 2) подается напряжение от источника 4 питания. При этом под действием электромагнитного поля, возникающего в этой муфте, ведущая часть блока 1 муфт 2 и 3 увлекает за собой ведомую.

Для измерения времени разгона первой муфты 2 снимается сигнал с обмотки 15 управления второй муфты 3, 1срторый через формирователь 10 прямоvгoльныx импульсов (фиг. 4а), дифференцирующий блок 11 (фиг. 4S), ждущий мультивибратор 12 (фиг. 4с), интегратор 13 (фиг. 4J) поступает на регистрирующее устройство 7, где фиксируется нарастание уровня напряжения. Как видно из фиг. 4е, время нарастания напряжения на обмотке управления второй муфты 3 равно времени разгона ведомой части блока 1 муфт 2 и 3.

Дпя снятия аналогичных характеристик второй муфты 3 источник питания 4 подключают к обмотке управлени второй муфты 3, а формирователь 10 импульсов - к обмотке первой муфты 2

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность И надёжность испытаний (из устройства исключены два тахогеиератора, имеющих низкую надежность и малый срок службы, в качестве измерителей частоты вращения исследуемях муфт использованы более надежные элементы.

По сравнению с базовым объектом стендом для измерения параметров гистерезисных муфт типа МГБ-1, 6-3 и МГБ-2, 5-3 - надежность предлагаемого устройства повысилась в 5 раз.

az.2

УСТРСЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ БЛОКА ГИСТЕРЕЗИСНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МУФТ, который выполнен по крайней мере из двух муфт с обмотками управления, содержащее приводной двига- . тель, предназначенный для соединения с ведущими полумуфтамй, имитатор нагрузки, предназначенный для соединения с ведомыми полумуфтами, источник питания, подключенный к клеммам обмотки управления одной из муфт, и блок измерения частоты вращения, соединенный с регистрирующим блоком, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и надежности испытаний, блок измерения частоты вращения предназначен дАя подключения к клеммам обмотки управления второй муфты и, выполнен в виде последовательно соединенньэс формирователя прямоугольных импульсов, дифференцирующего блока, ждущего мультиW вибратора и интегратора.