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

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть иснользовано при испыта- ппи передач вращательного движения (преимущественно гидромеханических) с рекуперацией электрической энергии.

Цель изобретения - расщирение кинематических возможностей путем обеспечения нагрузочных режимов испытуемых передач при нулевой и предельно низких скоростях.

На чертеже изображен предлагаемый стенд, общий вид.

Стенд содержит кинематически соединяемые с валами испытуемой передачи 1 на- 1 рузочный асинхронный электродвигатель 2 с массивным ферромагнитным ротором, выполненным в виде сплошного цилиндра, м двигатель 3 постоянного тока, якорь коюрого подключен к сети переменного тока через последовательно соединенные первые выпрямитель 4 и регулятор 5 напряжения, а обмотка возбуждения - через вторые выпрямитель 6 и регулятор 7 напряжения. Обмотка статора асинхронного электродвигателя 2 подключена к выходу первого регулятора 5 через первый коммутатор 8, а параллельно первому регулятору о напряжения подключен второй коммутатор 9.

Между питающей сетью и двумя обмотками статора асинхронного элекродвигателя 2 подключены последовательно соединенные дополнительный коммутатор 10, понижающий трехфазный трансформатор 11 и трехфазный однотактный тиристорный впрями- тель 12, управление которыми осу- илествляется блоком 13 управления.

Понижающий трансформатор 11 содержит 1е|1вичную об.мотку 14, соединенную в звезду и подключенную к дополнительному коммутатору 10, вторичную обмотку 15, соединенную в звезду с нейтралью, и компенсирующую обмотку 16, намотанную встречно вторичной обмотке 15 с числом витков, равным 1/3 числа витков катушки одной фазы вторичной обмотки 15 и уложенной поверх всех катушек первичной и вторичной обмоток 14 и 15, находящихся на трех стержнях магнитопровода. Один конец компенсирующей обмотки 16 подключен к нейтрали вторичной обмотки 15, а второй конец обмотки 16 связан с выходной нулевой точкой понижающего трансформатора П.

С двумя обмотками статора асинхронного элекродвигателя 2 связаны вырез трехфазного однотактного тиристорного выпрямителя 12 и выходная нулевая точка понижающего трансформатора 11.

Стенд работает следующим образом.

При обкатке и испытании передачи 1 под нагрузкой устанавливают номинальный ток возбуждения двигателя 3 постоянного тока с помощью второго регулятора 7 напряжения. Включают дополнительный коммутатор 10 и с помощью блока 13 управления устанавливают на Во1ходе трехфазного однотактного тиристорного выпрямителя 12 напряжение (ток) обеспечивающее

требуемый тормозной момент при нулевой, предельно низкой скорости вращения вала асинхронного электродвигателя 2. Тормозной момент при нулевой скорости возникает за счет сил магнитного притяжения массивного ферромагнитного ротора к статору элекродвигателя 2, вызванного асимметрией воздущного зазора и протеканием постоянного тока по двум (из трех) обмоткам статора.

При предельно низких скоростях вращения электромагнитный момент асинхронного электродвигателя 2 определяется выражением

м

3(12) R2

0)0

где Ь - приведенный ток ротора электродви- , гателя 2, А;

R2 - приведенное сопротивление ротора. Ом;

5 S - скольжение ротора;

0)0 - синхронная скорость элекромагнитного поля, рад/с.

В двигателях с массивным ротором R2 в 1,5-2 раза больще, чем у двигателей с короткозамкнутым ротором, поэтому

0 при низких скоростях вращения обеспечиваются в соответствующее число раз больще тормозные моменты, чем в стендах с двигателями, имеющими короткозамкну- тые роторы.

Включают первый регулятор 5 напряже5 ния и изменяют напряжение на якоре двигателя 3 постоянного тока, т. е. его частоту вращения. С помощью блока 13 управления регулируют ток через трехфазный однотактный тиристорный впрямитель 12, т. е. тормозящий момент на выходном

0 валу передачи I, связанном с асинхронным элекродвигателем 2. Благодаря монотонно возрастаюил.им механическим характеристикам асинхронного элекродвигателя 2 с массивным ферромагнитным ротором и налис чию трехфазного однотактного тиристорного выпрямителя 12 обеспечивается требуемый тормозной момент при любых частотах вращения.

При скорости выше синхронной отключают дополнительный коммутатор 10 и вклю0 чают первый 8 и второй 9 коммутаторы, в результате чего асинхронный электродвигатель 2 оказывается подключенным к сети и развивает тормозной момент в режиме рекуперации электрической энергии в сеть.

5 При работе трехфазного однотактного тиристорного выпрямителя 12 тиристоры открываются поочередно и во вторичной обмотке 15 понижающего, трансформатора 11

будет присутствовать как постоянные, так и переменные составляющие тока и напряжения.

Спектр напряжения и тока будет иметь все высшие гармоники. Третья и кратные трем гармоники тока суммируются в цепи постоянного тока и вместе с постоянной составляющей тока протекают по компенсирующей обмотке 16 понижающего трансформатора 11, создавая встречный магнитный поток потоку вынужденного намагничивания и компенсирует его.

Снабжение стенда дополнительным коммутатором 10, специальным понижающим трансформатором 11 и трехфазным однотакт- ным тиристорным выпрямителем 12 с блоком 13 управления, подключенным непосредственно на обмотке асинхронного электродвигателя 2 с массивным ферромагнитным ротором, позволяет расширить функциональные возможности стенда, т.е. создать тормозные моменты при предельно низких скоростях и при нулевой скорости. Последнее важно при испытании гидромеханических передач, требующих вращения ведущего вала при неподвижном или медленно поворачивающемся ведомом.

Благодаря компенсации потоков вынужденного намагничивания обеспечивается минимизация уровней гармоник, улучшается форма кривой питающей напряжения и улучшаются энергетические показатели стенда.

Формула изобретения

I. Стенд для обкатки и испытания передач с рекуперацией электрической энергии, содержащий кинематически соединенные с валами испытуемой передачи погрузочный асинхронный электродвигатель и двигатель

постоянного тока, подключенные к якорю и обмотке возбуждения последнего первый и второй выпрямители, связывающие каждый из них с сетью переменного тока

соответственно первый и второй регуляторы напряжения и два коммутатора, первый из которых связан с обмотками статора синхронного электродвигателя и выходом первого регулятора напряжения, втод рой - с входом и ВЫХОДОМ последнего, отличающийся тем, что, с целью расширения кинематических возможностей, он снабжен дополнительным коммутатором, понижающим трехфазным трансформатором,первичная и вторичная обмотки которого сое5 динены в звезду, трехфазным однотактным тиристорным выпрямителем и блоком управления последним, первичная обмотка трансформатора подключена к сети переменного тока через дополнительный коммутатор, вторичная - к входу трехфазного одно- тактного тиристорного выпрямителя, выход которого и выходная нулевая точка трансформатора связана соответственно с двумя обмотками статора асинхронного электродвигателя, ротор последнего выполнен в виде

5 сплошного цилиндра из ферромагнитного материала.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что понижающий трехфазный трансформатор имеет также компенсирующую обмотку, один конец которой подключен к нейтрали

0 вторичной обмотки, второй - связан с нулевой точкой понижающего трансформатора, витки намотань снаружи катушек каждой фазы первичной и вторичной обмоток и встречно направлению намотки последней, а число витков компенсирующей обмотки

5 равно одной трети числа витков катушки одной фазы вторичной обмотки.

0

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытании передач вращательного движения, преи- муш,ественно гидромеханических, с рекуперацией электрической энергии. Целью изобретения является расширение кинематических возможностей путем обеспечения нагрузочных режимов испытуемых передач при нулевой и предельно низких скоростях. При обкатке и испытании передач 1 под нагрузкой устанавливают номинальный ток возбуждения двигателя 3 постоянного тока вторым регулятором 7 напряжения. Включением дополнительного коммутатора 10 и с помощью блока 13 управления устанавливают на выходе трехфазного однотактно- го тиристорного выпрямителя 12 напряжение (ток), обеспечивающее требуемый тормозной момент при нулевой и предельно низкой скоростях вращения вала асинхронного электродвигателя 2. Тормозной момент обеспечивается за счет сил магнитного притяжения массивного ротора, выполнен- нрго в виде сплошного цилиндра из ферромагнитного материала, к статору электродвигателя 2, вызванного асимметрией воздушного зазора и протеканием постоянного тока по двум (из трех) обмоткам статора. 1 3. п. ф-лы, 1 ил. « о: с оо со о 4;: оо со