Стенд для испытания трансмиссий транспортных средств Советский патент 1987 года по МПК G01M13/02 

1 . 13

Изобретение относится к области измерений и испытаний и предназначено для стендовых испытаний трансмиссий транспортных средств.

Цель изобретения - повышение эффективности работы путем повышения быстродействия стенда и уменьшения его энергонасьпценности.

На фиг. 1 представлена злектри- ческая принципиальная схема; на фиг. 2 - некоторая диаграмма потока обмотки возбуждения .одной из синхронных машин; на фиг. 3 - то же, другой синхронной машины; на фиг.4 - схема замещения; на фиг. 5 - векторная диаграмма напряжений и тока одной фазы статорных обмоток синхронных машин.

Устройство состоит из асинхронного двигателя 1, испытуемой трансмиссии 2, соединенной кинематически через датчик 3 момента с согласующим редуктором 4, общий коэффициент передачи которых равен отношению числа пар полюсов дополнительного синхронного двигателя 6 и тормозного синхронного генератора 5; выходной вал согласующего редуктора соединен с валом тормозного синхронного генератора 5, вал дополнительного двигателя 6 с одной стороны соединен с входным валом испытуемой трансмиссии, с другой стороны соединен с валом асинхронного двигателя, при этом оси соответствующих обмоток возбуждения совпадают по направлению. Статорные обмотки синхронных машин электрически соединены. Статорные обмотки асинхронного двигателя подключены к сети переменного тока через преобразователь 7 частоты, вход которого подключен к блоку 8 задания скорости. ГГро- дольные обмотки возбуждения генератора 5 и двигателя 6 соединены параллельно-согласно и подключены к выходу усилителя 9 мощности. Поперечные обмотки генератора 5 и двигателя 6 соединены параллельно-встречно и подключены к выходу дополнительного усилителя 10 мощности. Выход датчика 3 момента подключен к входу суммирущего устройства 11, к второму входу оторого подключен блок 12 задания омента. Выход суммирующего устройства 11 подключен к входам первого 13 и второго 14 функциональных преобазователей, выход первого функциоального преобразователя подключен входу усилителя 9.мощности, выход

4 2

второго функционального преобразователя подалючен к входу дополнительного усилителя 10 мощности. Для обес печения равенства магнитных потоков обмотки возбуждения генератора 5 и двигателя 6 подключены через первое 15 и второе 16 согласующие устройства.

Устройство работает следующим образом.

Асинхронньй двигатель 1 вращает жесткосвязанные испытуемую трансмиссию 2, согласующий редуктор 4, синхронную машину 6 со скоростью ijJ (1 - s) и синхронную машину 5 со скоростью сх) сл) К, 2Щ Р

«1 где tO --

оЗ - угловая скорость вращения

магнитного поля статорных обмоток асинхронного двигателя

S - скольжение асинхронного двигателя

f - частота выходного напряжения преобразователя частоты которая, задается блоком- задания скорости;

Р - число пар полюсор асинхрон ного двигателя;

К -р общий коэффициент передачи трансмиссии и согласующего

редуктора;

j Pj - число пар полюсов дополнительного синхронного двигателя ;

Р - число пар полюсов, тормозного синхронного генератора. 40 , При наличии тока в обмотках возбуждения синхронных машин в статорных обмотках синхронных машин под действием результирующих магнитных потоков Я (фиг. 2) и Ф (фиг. 3) 45 наводятся ЭДС Е и Е,. Частота этих ЭДС одинакова, так как скорости вращения машин обратно пропорциональны числу пар полюсов (достигается за счет редуктора). Пренебрегая активны 50 сопротивлением обмоток статора, схему замещения одной фазы синхронных машин можно представить в виде, изображенном на фиг. 4. Согласно схеме замещения уравнение электрического 5 равновесия имеет вид

Е, - Е j2IXe, (1) где Е и Е - соответственно фазные ЭДС синхронных машин 5 и 6;

л - синхронное сопротивление;

I - ток фазы. Вектор ная диаграмма напряжения и тока изображена на фиг. 5. Для раз- нотипных машин с различными характеристиками обмоток возбуткдения за счет согласукнцих устройств обеспечивается равенство магнитных потоков.

13

тогда при

9

Из векторной диаграммы имеем

I X EsinG,

(2) (3)

(4)

а фазйое напряжение и E-COS0 Из выражения (2) имеем

Хс

Активная мощность, развиваемая машиной ,

Р 3UI.cosW. (5) где i-f- сдвиг по фазе между током и напряжением U. В данном случае W О, тогда с учетом выражений (3) и (4) получим

UI

3§L,

Хе

sin О COS0

3 Е2

Р Sin 20.

2 X

(6)

а момент

М

Из

Ф, Ф

S in 20

(7)

р 3 U) 2 х7

вьфажения (6) видно, что при Р, const Е си5Ф const, и момент, развиваемый синхроиньми мшинами, зависит только от угла© . Из фиг. 2 и 3 имеем

-Ф - ф

.с -

Ф

ПРС

ПР1

cosO sin©.

(8)

т.е. угол 29 между результирующими

г 2 опреде- в попереч ной и продольной обмотках возбуждения.

Ф. и Ф„ ляется соотношением токов

J Из векторной диаграммы (фиг. 5) видно, что одна синхронная машина работает в режиме генератора, а другая в режиме двигателя, поэтому электромагнитные моменты этих машин, определяемые выражением (6), направлены навстречу друг другу. При этом механическая передача между валами синхронных машин скручивается под действием этих моментов.

р м у л а

и

4 зоб

р е т е н и я

Стенд для испытания трансмиссий транспортных средств, содержащий асинхронный двигатель, испытуемую трансмиссию,, тормозной генератор, кинематически соединенный с выходным валом согласующего редуктора и электрически связанный с дополнительным двигателем, суммирующее устройство, один вход которого подключен к выходу блока задания момента, блок задания скорости и усилитель мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем повьш1ения быстродействия стенда и уменьшения его энергонасыщенности, тормозной генератор и дополнительный двигатель выполнены в виде синхронных машин с поперечной и продольной обмотками возбуждения, а стенд дополнительно снабжен преобразователем частоты, первым

вторым

функциональными преобразователями,датчиком момента, дополнительным усилителем мощности, первым и вторым согласующими устройствами, причем датчик момента включен между выходным валом трансмиссии и входньм валом согласующего редуктора, общий коэффициент передачи которых равен отношению числа пар полюсов дополнител зного синх- . ронного двигателя и синхронного генератора, статорные обмотки асинхронного двигателя подключены к сети переменного тока через преобразователь частоты, к входу которого подключен блок задания скорости, вал дополнительного двигателя с одной стороны соединен с входным валом испытуемой трансмиссии, а с другой стороны соединен с валом асинхронного двигателя, при этом оси соответствующих обмоток возбуждения синхронных машин совпадают по направлению, выход датчика момента подключен- к второму входу суммирующего устройства, выход которого подключен к входам первого и второго функциональных преобразователей, выход первого функционального преобразователя подключен к входу усилителя мощности, выход второго функционального преобразователя подключен к .входу дополнительного усилителя, продольные обмотки возбуждения синхронных машин соединены параллельно-согласно и подключены к выходу усилителя мощности, причем продольная обмотка возбуждения дополнительного двигателя подключена через первое согласующее, устройство, поперечные обмотки возбуждения синхронных машин соединены параллельно-встречно и подключены к

выходу дополнительного усилителя мощности, причем поперечная обмотка дополнительного двигателя подключена через второе согласующее устрой- ство.

|0;| Р

Фпр2

1Ф21 Ф

Фтп2

Фиг.З

Изобретение относится к области измерений и испытаний и предназначено для стендовых испытаний трансмиссий транспортных средств, цель изобретения - повьппение эффективности работы путем повышения быстродействия стенда и уменьшения его знерго- насыщенности. Стенд содержит тормозной синхронный генератор 5 и дополнительный синхронньш двигатель 6.., датчик момента 3, функциональные преобразователи 13 и 14, преобразователь частоты, что позволяет увеличить быстродействие стенда, 5 ил. S (Л Фиг.1

и

Xf

Фиг.

Редактор Н.Тупица

Составитель А.Барыков Техред А.Кравчук

Заказ 2499/33

Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Произ водственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Фиг.5

Корректор М.Пожо