Стенд для испытания механических передач Советский патент 1987 года по МПК G01M13/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытании по разомкнутой схеме нагружения механических передач, например трансмиссией транспортн,ых средств.

Целью изо бретения является повышение точности воспроизведения реальных нагрузок при испытании реверсивных механических передач путем обеспечения требуемого соотношения скоростного и нагрузочных режимов исп1з1- таний при автоматической установке и поддержании последнего с необходимой степенью быстродействия.

На фиг, 1.изображена схема предлагаемого стенда; на фиг., 2 - схема

замещения одной фазы статорных обмоток синхронных машин; на фиг. 3 и 4 - векторные диаграммы напряжения и тока одной фазы статорных обмоток синхронных машин соответственно для положительного и отрицательного сигналов

.управления..

Стенд содержит асинхронньш двигатель 1 ,, кинематически связанную с ним первую синхронную машину 2, соединяе- муто с одним из валов испытуемой, передачи, например трансмиссии 3, другой вал которой через датчик 4 момента и согласующий редуктор 5 соединяется с второй синхронной мая1иной 6. Оси- обмоток возбуждения синхронных машин 2 и 6 сдвинуты в пространстве на 90, а общее передаточное отношение испытуемой трансмиссии 3 и согласующего редуктора 5 подбирается равньм единице.

Статорные обмотки синхронных машин 2 и 6. электрически соединены между собой, а статорные обмотки асинхронного двигателя I подключены к сети переменного тока через преобразова. тель 7 частоты, вход которого связан с блоком 8 задания скорости,. Выход датчика 4 момента подключен к входу

(5)

суммирующего устройства 9, к вторО1-гу 50 инхронной машиной,

входу которого подсоединен блок 10P 3V1-cosv,

задания момента. Выход суммирующего где с/ - сдвиг по фазе между током I

устройства 9 подключен к входу усили-и напряжением V.

теля 11 мощности, выход которого свя- -В данном случае , то тогда с учетом выражений (3) и (4) получим

зан с обмоткой возбу кдения первой синхронной машины 2 и входом выпрямительного блока 12, выход последнего подключен к обмотке возбуждения второй синхронной машины 6. ,

0

Стенд работает следующим образом. Асинхронный двигатель вращает кинематически связанные испытуемую трансмиссию 3, согласующий редуктор 5 исинхронные машины 2 и 6 со ско-. ростью

uy u(l-S),

где Wo - угловая скорость вращения магнитного поля статорных обмоток асинхронного двигателя 1 ;

S - скольжение асинхронного дви- « гателя.

5 При наличии тока в обмотках возбуждения синхронных машин 2 и 6 в их статорных обмотках будут наводиться ЭДС соответственно Е, и Е.

Пренебрегая активным сопротивлени- Q ем обмоток статора, схему замещения одной фазы синхронных машин 2 и 6 можно представ 1ть в виде схемы,показанной на фиг.2. Согласно схемы замещения уравнение электрического равно- 5 весия будет иметь вид

Е,.I.Xj,, . (1) где Е., и Е - соответственно фазные ЭДС синхронных машин 2 и 6;

0 синхронное сопротивление ;

I - ток фазы.

Для положительного сигнала с блока 10 задания момента на фиг. 3 изоб- ражена векторная диаграмма напряжения и тока одной фс1зы статорньк обмоток синхронных- машин 2 и 6.

При одинаковом типе синхронных машин 2 и б их ЭДС будут равны, т.е.

.

Из векторной диаграммы имеем

I -XC E-sin 0 где 6 - угол сдвига, а фазное напряжение

V Ecos0.

Из выражения (2) -получаем Esine

Хс

(2)

(3)

(4)

Активная мощность Р, развиваемая

(5)

хронной машиной,

P 3V1-cosv,

-В данном случае , то тогда с уче5

том выражений (3) и (4) получим

Р- 2

Е X,

1

5 in 9-cos© или

-r:r- Sin20,

AC

(6)

3 2

ii X U)

sin20.

(7)

угол между о.сями обмоток синхронных машин 2, 6 то и выражение (7)

м 3 Е

Mr: - - -.

2 X m

(8)

Из векторной диаграммы на фиг. 3 видно, что одна синхронная машина, например 6 работает в режиме генератора, а другая, например 2 - в режиме двигателя, поэтому электромагнитные моменты этих машин, определяемые выражением (8), будут направлены навстречу друг к другу. При этом испытуемая трансмиссия 3 между валами синхронных.машин 2 и 6 будет скручиваться под действием этих моментов. При изменении знака выходного сигнала блока 10 задания момента ток в обмотке возбуждения первой синхронной машины 2 меняет знак. При этом векторная диаграмма ЭДС, напряжений и тока одной фазы статорных обмоток синхронных машин 2 и 6 примет вид фиг. 4, Сравнивая векторные диаграммы на фиг. 3 и 4, видим, что при изменении знака сигнала управления с блока 10 задания момента режимы работы синхронных машин 2 и 6 меняются на противоположные, т.е. момент скручивания испытуемой трансмиссии 3 меняет направление.

Величина момента регистрируется датчиком 4 момента, сигналы с которого поступают на суммирующее устройство 9, где сравниваются с сигналами с блока 10 задания момента, и при наличии рассогласования обеспечивается его ликвидация, тем самым реализуется автоматический режим поддержания за

данной величины нагрузки. Требуемый скоростной режим устанавливается блоком 8 задания скорости, регулирующим через преобразователь 7 частоты скорость вращения синхронного двигателя 1 .

Формула изобретения

Стенд для испытания механических передач, содержащий две синхронные мащины, оси обмоток возбуждения которых сдвинуты в пространстве на 90, первая из машин предназначена для связи с одним из валов испытуемой передачи, и кинематически соединенный с второй машиной согласующий редуктор, отличающийся тем.

что, с целью повышения точности воспроизведения реальных нагрузок при испытании реверсивных передач, он снабжен предназначенным для связи согласующего редуктора с другим валом испытуемой передачи датчиком момента, последовательно соединенными блоком задания момента, суммирующим устройством, связанным с датчиком момента и усилителем мощности, подключенным к обмотке возбуждения первой синхронной машины, кинематически связанным с последней синхронным двигателем, соединяющим его статорные обмотки с сетью переменного тока

преобразователем частоты, подключенным к последнему блоком задания скорости и вьшрямительным блоком, связывающим обмотки возбуждения синхронных машин, статорные обмотки которых

соединены межд у собой, а передаточное отношение между валами синхронных машин с учетом передаточных отноше- НИИ согласующего редуктора и испытуеой передачи выбрано равным единице.

Фиг.З

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике и может быть использовано при испытании по разомкнутой схеме нагружения механических передач, например, трансмиссий транспортных средств. Целью изобретения является повышение точности воспроизведения реальных -нагрузок при испытании реверсивных механических передач путем обеспечения требуемого соотношения скоростного и нагрузочного режимов испытаний при автоматической установке и поддержании последнего с необходимой степенью быстродействия. Требуемый нагрузочный режим испытуемой трансмиссии 3 устанавливается по командам с блока 10 задания момента, сигнал с которого через суммирующее устройство 9 и усилитель 11 поступает к синхронным машинам 2,6. При положительном значении сигнала машина 6 работает в режиме генератора, а машина 2 - в режиме двигателя и тем самым создается нагрузочный момент. При отрицательном режим работы машин и направление нагрузочного момента меняются. Поддержание заданной величины нагрузки обеспечивается суммирующим устройством 9 по сигналам с датчика 4 моме нта. Требуемый скоростной режим устанавливается изменением скорости вращения асинхронного двигателя I по командам с блока 8 задания скорости. 4 ило i (Л со го О5 СО САЭ 4

ФигЛ