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

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано при испытании трансмиссий.

Цель изобретения - снижение материалоемкости.

На чертеже изображена блок-схема стенда.

Стенд содержит регулируемый привод, кинематически соединенный с ведущим валом 1 испытываемой трансмиссии 2 и включающий асинхронный электродвигатель 3, статорные обмотки которого подключены к сети переменного тока через преобразователь 4 частоты, вход которого подключен к задатчику 5 скорости вращения. Ведомый вал 6 испытываемой трансмиссии 2 соединен с ведущим валом 7 коробки 8 передач, ведомый вал 9 которой соединен с валом тормозного генератора 10. Электродвигатель 11 установлен в кинематической цепи между испытываемой трансмиссией 2 и асинхронным электродвигателем 3. Тормозной генератор 10 и электродвигатель 11 выполнены в виде синхронных мапшн с различным числом пар полюсов и с продольными 12, 13 и поперечными 14, 15 обмотками возбуждения. Оси продольной 12 и поперечной 14 обмоток возбуждения тормозного генератора 10 совмещены с осями продольной 13 и поперечной 15 обмоток возбуждения электродвигателя 11. Статорные обмотки тормозного генератора К) и электродвигателя 1 связаны силовой цепью для образования замкнутого контура. Передаточное число кинематической цепи между электродвигателем 11 и тормозным генератором 10, включающей иснытываемую трансмиссию 2 и коробку 8 передач, обратно пропорционально отнощению чисел пар полюсов электродвигателя 11 и тормозного генератора 10. Продольные обмотки 12 и 13 возбуждения соединены параллельно согласно, поперечные обмотки 14 и 15 возбуждения соединены па10

15

и 20

25

30

35

обмотке 12 возбуждения тормозного генератора 10 и через первый блок 25 согласования - к продольной обмотке 13 возбуждения электродвигателя 11. Выход второго усилителя 24 подключен к поперечной обмотке 14 возбуждения тормозного генератора 10 и через второй блок 26 согласования - к поперечной обмотке 15 возбуждения электродвигателя 11. Первый 19 и второй 20 функциональные преобразователи могут быть выполнены, например, в виде синусно- косинусных вращающих трансформаторов. Первый 25 и второй 26 блоки согласования представляют собой масштабные преобразователи.

При включении асинхронного электродвигателя 3 угловая скорость la,, вращения электродвигателя 11 и ведущего вала 1 испытываемой трансмиссии 2 определяется выражением гу„ и7„ (1-S), угловая скорость ш-,0 вращения тормозного генератора 10 -- выражением w,i, ur,,-K, а угловая скорость ш„ вращения магнитного поля ста- торных обмоток - выражением , где S - скольжение асинхронного двигателя; f - частота выходного напряжения преобразователя 4 частоты, задаваемая задат- чиком 5 скорости вращения; Р - число нар полюсов асинхронного двигателя; К , - обилий коэффициент передачи испытываемой трансмиссии и коробки передач; Pj - число пар полюсов электродвигателя 11; Р, - число пар полюсов тормозного генератора 10. В равновесных режимах сигнал с выхода блока 16 задания нагрузки равен сигналу с выхода датчика 18 крутящего момента. При изменении уровня сигнала на выходе блока 16 задания нагрузки на выходе сумматора 17 появляется сигнал, поступающий на входы первого 19 и второго 20 функциональных преобразователей и на вторые входы первого 21 и второго 22 блоков умножения. Сигналы с выходов перраллельно встречно. Система управления со- 40 вого 19 и второго 20 функциональных преобдержит блок 16 задания нагрузки, сум.матор 17, один вход которого подключен к блоку 16 задания нагрузки, датчик 18 крутящего момента, установленный на ведомом валу 6 испытываемой трансмиссии 2 и подключенный к друго.му входу су.мматора 17, первый 19 и второй 20 функциональные преобразователи, выходные сигналы которых сдвинуты по фазе относительно друг друга на 90°, подключенные к выходу сумматора 17, первый 21 и второй 22 блоки у.миожения, первые входы которых подключены к выходам соответственно первого 19 и второго 20 функциональных преобразователей, вторые входы - к выходу сумматора 17, первый 23 и второй 24 усилители, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго 22 блоков умножения, и первый 25 и второй 26 блоки согласования. пер- ВО1Ч) усилителя 23 подключен к продольной

разователей, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90°, поступают на первые входы первого 21 и второго 22 блоков умножения. В результате на выходах первого 23

,, и второго 24 усилителей появляется из.меня- ющееся по времени напряжение, что приводит к изменению токов в продольных 12, 13 и поперечных 14, 15 обмотках возбуждения обеих синхронных ма1пин 10 и 11. Изменение токов в продольных 12, 13 и поперечных 14,

50 15 обмотках возбуждения происходят до тех пор, пока сигнал с выхода датчика 18 крутящего момента не сравняется с заданной точностью с сигнало.м блока 16 задания нагрузке. При это.м установившиеся токи в продольных 12, 13 и поперечных 14, 15

55 обмотках возбуждения сдвигаются фазе относительно друг друга на 90°.

При наличии тока в обмотках возбуждения обеих синхронных машин в их статор

10

15

20

25

30

35

обмотке 12 возбуждения тормозного генератора 10 и через первый блок 25 согласования - к продольной обмотке 13 возбуждения электродвигателя 11. Выход второго усилителя 24 подключен к поперечной обмотке 14 возбуждения тормозного генератора 10 и через второй блок 26 согласования - к поперечной обмотке 15 возбуждения электродвигателя 11. Первый 19 и второй 20 функциональные преобразователи могут быть выполнены, например, в виде синусно- косинусных вращающих трансформаторов. Первый 25 и второй 26 блоки согласования представляют собой масштабные преобразователи.

При включении асинхронного электродвигателя 3 угловая скорость la,, вращения электродвигателя 11 и ведущего вала 1 испытываемой трансмиссии 2 определяется выражением гу„ и7„ (1-S), угловая скорость ш-,0 вращения тормозного генератора 10 -- выражением w,i, ur,,-K, а угловая скорость ш„ вращения магнитного поля ста- торных обмоток - выражением , где S - скольжение асинхронного двигателя; f - частота выходного напряжения преобразователя 4 частоты, задаваемая задат- чиком 5 скорости вращения; Р - число нар полюсов асинхронного двигателя; К , - обилий коэффициент передачи испытываемой трансмиссии и коробки передач; Pj - число пар полюсов электродвигателя 11; Р, - число пар полюсов тормозного генератора 10. В равновесных режимах сигнал с выхода блока 16 задания нагрузки равен сигналу с выхода датчика 18 крутящего момента. При изменении уровня сигнала на выходе блока 16 задания нагрузки на выходе сумматора 17 появляется сигнал, поступающий на входы первого 19 и второго 20 функциональных преобразователей и на вторые входы первого 21 и второго 22 блоков умножения. Сигналы с выходов пер40 вого 19 и второго 20 функциональных преобразователей, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90°, поступают на первые входы первого 21 и второго 22 блоков умножения. В результате на выходах первого 23

, и второго 24 усилителей появляется из.меня- ющееся по времени напряжение, что приводит к изменению токов в продольных 12, 13 и поперечных 14, 15 обмотках возбуждения обеих синхронных ма1пин 10 и 11. Изменение токов в продольных 12, 13 и поперечных 14,

0 15 обмотках возбуждения происходят до тех пор, пока сигнал с выхода датчика 18 крутящего момента не сравняется с заданной точностью с сигнало.м блока 16 задания нагрузке. При это.м установившиеся токи в продольных 12, 13 и поперечных 14, 15

5 обмотках возбуждения сдвигаются фазе относительно друг друга на 90°.

При наличии тока в обмотках возбуждения обеих синхронных машин в их статорных обмотках под действием результирующих магнитных токов Ф, и Ф наводятся ЭДС Е, и EJ,. Частота этих ЭДС одинакова, так как угловые скорости вращения синхронных мащин обратно пропорциональны числу пар полюсов. Для разнотипных синхронных мащин с различными-характеристиками обмоток возбуждения за счет блоков 25 и 26 согласования обеспечивается равенство магнитных потоков Ф1 Фг Ф. При этом Е, . Момент, развиваемый синхронными мащинами, определяется выражением М ЗЕ sin29/(2urxc), где х. - синхронное сопротивление; 2в - угол между направлениями результирующих магнитных потоков обеих синхронных мащин. При этом момент, развиваемый синхронными мащинами, зависит от величины Ф результирующих магнитных потоков, определяющей величину Е, и от угла 26 между ними. Магнитный поток ФПР продольной обмотки возбуждения синхронной мащины и магнитный поток Фпоп поперечной обмотки возбуждения определяется выражением Фпр Фсо50; Флоп Ф зтЭ, т. е. величины результирующих магнитных потоков и угол между ними определяются соотнощением токов в поперечной и продольной обмотках возбуждения. При этом одна синхронная мащина работает в режиме генератора, а другая - в режиме двигателя, и электромагнитные моменты синхронных мащин направлены навстречу друг другу. В результате противоположного направления электромагнитных моментов синхронных машин испытываемая трансмиссия 2 нагружается крутящим моментом. Благодаря выполнению тормозного генератора 10 и электродвигателя 11 в виде синхронных мащин снижается материалоемкость стенда.

Формула изобретения

Стенд для испытания трансмиссий транспортных средств, содержащий регулируемый привод, кинематически соединяемый ведущим валом испытываемой трансмиссии, коробку передач, ведущий вал которой кинематически соединен с ведомым валом испытываемой трансмиссии, тормозной генератор, кинематически соединенный с ведомым залом коробки передач, электродвигатель, кинематически соединенный с ведущим валом испытываемой трансмиссии и электрически связанный силовой цепью с тормоз- ным генератором и систему управления, имеющую блок задания нагрузки сумматора, один вход которого подключен к блоку задания нагрузки, датчик крутящего момента, связанный с ведомым вало.м испытываемой

Q трансмиссии и подключенный и другому входу сумматора, и первый и второ й усилители, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости, тормозной генератор и электродвигатель выполнены в виде синхронных мащин с разным чистом пар 5 полюсов и с продольной и поперечной обмотками возбуждения, а система упраачения снабжена подключенными к выходу сумматора первым и вторым функциональным преобразователями, выходные сигналы кото„ рых сдвинуты по фазе относительно друг друга на 90°, первым и вторым блоками умножения, первые входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго функциональных преобразователей, вторые входы - к выходу сумматора, а вы5 ходы - к входам соответственно первого и второго усилителей, и первым и вторым блоками согласования, при этом оси продольной и поперечной обмоток возбуждения одной синхронной мащины совмещены с осями продольной и поперечной обмоток возбуждения другой синхронной мащины, продольные обмотки возбуждения обеих синхронных мащин соединены параллельно согласно, поперечные обмотки возбуждения обоих синхронных мащин соединены паралг лельно-встречно, выход первого усилителя подключен к продольной обмотке возбуждения одной синхронной машины и через первый блок согласования - к продольной обмотке возбуждения другой синхронной машины, и выход второго усилителя подклю0 чен к поперечной обмотке возбуждения одной синхронной машины и через второй блок согласования - к поперечной обмотке возбуждения другой синхронной мащины, а передаточное число кинематической связи

5 между обеими синхронными машинами обратно пропорционально отнощению чисел их пар полюсов.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано при испытаниях трансмиссий. Цель изобретения - снижение материалоемкости стенда. Регулируемый привод кинематически соединен с ведущим валом I испытываемой трансмиссии 2. Тормозной генератор 10 кинематически соединен с ведомым валом 6 испытываемой трансмиссии 2, электродвигатель 11 установлен в кинематической цепи между регулируемым приводом и испытываемой трансмиссией 2. Тормозной генератор 10 и электродвигатель 11 выполнены в виде синхронных машин с различным шагом пар полюсов и с продольными 12, 13 и поперечными 14, 15 обмотками возбуждения. Оси продольной 12 и поперечной 14 обмоток возбуждения тормозного генератора 10 совме- ш,ены с осями продольной 13 и поперечной 15 обмоток возбуждения электродвигателя 11. Статорные обмотки тормозного генератора 10 и электродвигателя 11 связаны силовой цепью для образования замкнутого контура. Передаточное число кинематической цепи между электродвигателем 11 и тормозным генераторо.м 10, включающей испытываемую трансмиссию 2 и коробку 8 передач, обратно пропорционально отношению чисел пар полюсов электродвигателя 11 и тормозного генератора 10. Продольные обмотки 12, 13 возбуждения соединены параллельно согласно, поперечные обмотки 14, 15 возбуждения - параллельно встречно. Система управления содержит датчик крутящего момента на ведомом валу 6, блок 16 задания нагрузок, сумматор 17, первый 19. и второй 20 функциональные преобразователи, выходные сигналы которых сдвинуты по фазе относительно друг друга на 90°, первый 21 и второй 22 блоки умножения, первый 23 и второй 24 усилители и первый 25 и второй 26 блоки согласования. Выход первого усилителя 23 подключен к продольной обмотке 12 возбуждения тормозного генератора 10 и через первый блок 25 согласования - к продольной обмотке 13 возбуждения электродвигателя 11. Выход второго усилителя 24 подключен к поперечной обмотке 14 возбуждения тормозного генератора 10 и через второй блок 26 согласования - к поперечной обмотке 15 возбуждения электродвигателя 11. 1 ил. S (Л со ГчЭ СП 00