Стенд для испытания механических передач Советский патент 1988 года по МПК G01M13/02 

Ф//г/

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано для испытания реверсивных механических передач, например трансмиссий транспортных средств,

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем увеличения номенклатуры испыту- емых передач и уменьшения металлоемкости стенда.

На фиг.1 изображена общая схема стенда; на фиг.2 и 3 - статические характеристики дополнительного усили- теля мощности, усилителя мощности и пороговых устройствJ на фиг.4 и 5 - соответственно механические характеристики синхронных тормозного гене- ратора и дополнительного двигателя, работающих в режиме асинхронной машины с короткозамкнутым ротором.

Стенд содержит асинхронный двигатель 1, подключенный к сети переменного тока через преобразователь 2 частоты, вход которого подключен к блоку 3 задания скорости. Один вал испытываемой передачи 4 соединГяют кинематически через датчик 5 момента с синхронньм тормозным генератором 6, статорные обмотки которого связаны через первое 7 и второе 8 коммутационные устройства со статорными обмотками синхронного дополнительного двигателя 9. Выход датчика 5 момента под ключей к входу суммирующего устройст- ва 10j второй вход которого связан с блоком 11 задания момента. Выход суммирующего устройства 10 подключен к входам усилителя 12 мощности дополнительного усилителя 13 мощности, а так же к входам первого 14 и второго 15 пороговых устройств. Выход усилителя 12 мощности подключен к обмотке 16 возбуждения синхронного дополнительного двигателя 9, а выход дополнитель ного усилителя 13 подключен к обмотке 17 возбуждения тормозного генератора 6.

Статорные обмотки синхронного тормозного генератора 6 и дополнительного двигателя 9 вьшолнены с изменяемым числом пар полюсов, максимальные и минимальные числа пар полюсов которых с учетом передаточного числа испытуемой передачи выбраны по следующим зависимостям:

PlAlOlkCrf . 1 . EiMl ,

л « 1,

. МЯКС

киакс мин соответственно максимальное и минимальное число пар полюсов статорной обмотки синхронног дополнительного двигателя 9

PI/MHH .Рг лгакс соответственно минимальное и максимальное число пар полюсов статорной обмотки синхронног тормозного генератора 6j

К - передаточное отношние испытуемой передачи 4.

Стенд работает следующим образом. Асинхронный двигатель 1 вращает жестко связанные валы испытываемой передачи 4, синхронньй тормозной генератор 6 со скоростью П2 и синхронный дополнительньй двигатель 9 с о скоростью п. При появлении положительного сигнала (задающего) в обмотке 16 возбуждения дополнительного двигателя 9 (фиг.З) протекает ток, а второе коммутационное устройство 8 под действием сигнала с второго порогового устройства 15 (фиг.3) переключает статорные обмотки дополнительного двигателя 9 на максимальное число пар полюсов Р,,„кс Р этом в ста- торных обмотках дополнительного двигателя 9 наводится ЭДС Е с частотой f1, равной

п.

f.

60

(1 )

где Р, максимальное число пар полюсов статорной обмотки дополнительного двигате-, ля 9.

При этом в статоре синхронного тормозного генератора 6 возникает вращающее магнитное поле с частотой вращения П(л, совпадающее по направлению с направлением вращения выходного вала испытуемой передачи 4:

60 f/

I мин

(2)

где Р у - минимальное число пар полюсов синхронного тормозного генератора 6,

которое обеспечивается первым коммуг

онным устройством выходного сигнала вом устройстве 14 ния (1) выражение ующий вид:

П, ;

1430784

7 при отсутст- на первом по- , С учетом вы- (2) принимает

01 1(3)

пр ге то мо хр ос ме ве си ля ци IB

PI

р

2 мин

Обозначив через К передаточное отношение испытуемой передачи 4, где п,,, п - частоты вращения, соответственно входного и выходного вала испытуемой передачи 4, выражение (3) примет вид:

02

К -Р.

(4)

При KP|7l,

Так как в соответствии с фиг.2 при + в обмотке 17 возбузкдения синхронного тормозного генератора 6 нет тока то она работает в режиме асинхронной мапшны с короткозамкнутым ротором (обмотка 17 возбуждения замкнута не- большим по величине внутренним .сопротивлением дополнительного усилителя 13 мощности). При этом, как видно на фиг.4, к выходному валу испытуемой передачи 4 в направлении его вращения прикладьшается вращающий момент, равньй

2 Млло1КС

+

SKP/S

(5)

0

5

0

5

0

5

Из вьфажений (5) и (8) видно, что при К- Р, 71 Mgp70, т.е. тормозной генератор 6 стремится увеличить частоту вращения выходного вала испытуемой передачи 4. Так как скорость синхронного дополнительного двигателя 9 остается постоянной, то вращающий мо- меНт тормозного генератора 6 уравно- вешивается генераторным моментом синхронного дополнительного двигателя 9, который при п const пропорционален квадрату тока возбуждения . IB и синусу угла в: :

М Е . (9 ) Под действием моментов синхронных машин 6 и 9 испытуемая передача 4 между ними скручивается. При изменении знака задающего сигнала появляется ток в обмотке 17 возбуж,дения тормозного генератора 6.

При этом под действием выходного сигнала первого порогового устройства 14 первое коммутационное устройство 7 переключает статорные обмотки тормозного генератора 6 на максимальное числЬ пар полюсов второе коммутационное устройство 8 переключает статорные обмотки дополнительного двигателя 9 на минимальное число пар полюсов .

В обмотке 16 возбуждения дополнительного двигателя 9 ток исчезает.При этом в статорных обмотках Тормозного генератора тотой

6 наводится ЭДС Е с час

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытании реверсивных механических передач, например трансмиссий транспортных средств. Целью .изобретения является расширение технологичес.ких возможностей путем увеличения номенклатуры испытуемых передач и уменьшения металлоемкости стенда. Свя-- занные через первое 7 и второе 8 ком- . мутационные устройстза статорные обмотки синхронных дополнительного двигателя 9 и тормозного генератора 6 выполнены с изменяемым числом пар полюсов, максимальные и минимальные числа которых с учетом передаточного отношения импульсной передачи 4 выбраны по установленной зависимости. При запуске стенда асинхронный-двигатель 1 вращает валы импульсной передачи 4 и синхронных генератора 6 и дви- гателя 9. Б зависимости от знака и j величины задающего сигнала и сигнала рассогласования будет определяться величина и „знак момента скручивания валов испытуемой передачи 4, создаваемого синхронными генератором 6 и двигателем 9. 5 ил. сл

где при п. const

Е I

М

(6)

ЭДС в статорных обмотках синхронного дополнительного двигателя 9;

ток возбуждения синхронного дополнительного двигателя 9j скольжение синхронного дополнительного Двигателя 9 в асинхронном режиме.

п z

п

(7)

07

(4) выражение (7) запи8 11

к р,

(8)

BJ

Рг/

60

(10)

40

45

где п - скорость тормозного генератора 6i гмсчкГ максимальное число пар

полюсов статорной обмотки тормозного генератора 6, а в статоре дополнительного двигателя 9 возникает вращающееся магнитное поле с частотой вращения

50

01

мчн

(11)

5

где

минимальное

С

(11)

число пар полюсов статор 1ой обмотки дополнительного двигателя 9. учетом выражения (10) вьфажение можно представить в виде

01

n.

Р,.К

(12)

где п,,К - соответственно скорость вращения входного вала и передаточное отношение испытуемой передачи 4,

Р 1.111.1. -1 р

7 ««КС

Так как синхронный дополнительный двигатель 9 перешел в асинхрон- ; ный режим, то при PjК 1 получаем n р 7 п, и она будет развивать ; вращающий момент (фиг.5) определяе- ; мый выражением (5). Направление этого ; момента совпадает с направлением вра- ; щения П|входного вала испытуемой : передачи 4. Так как скорость враще- ; НИН п тормозного генератора 6 оста- j ется постоянной, то испытуемая пере- ; дача 4 между тормозным генератором 6 ; и двигателем 9 скручивается. При этом знак момента скручивания изменяется на противоположный.

Таким образом, величина и знак момента скручиванияопределяется величиной и знаком задающего сигнала, если будут соблюдаться соотношения:

1 мин

К 1

(13)

Р-( МИМ

-

(14)

К : 1 , 2 макс

При появлении скачком задающего сигнала (U) при lUii I It w I (фиг.2 и 3) ток в обмотке 16 возбуждения ; 5д (I в . ) начинает увеличиваться. При этом появляется момент скручивания +М(-М). Момент скручивания увеличивается до тех пор, пока сигнал с датчика 5 момента не урачно- весит с заданной точностью задающий сигнал.

Так как минимальное значение числа пар полюсов PI „ц , Р 2мин передаточное отношение К не могут быть меньше единицы, то приняв р, „ц|, Р MWM

и к 1, из условия (13) получим

P1

мчкс

1

(15)

Так как число пар полюсов - целая величина, то при,. .

Р 9

Ммакс

(16)

143078Д

С учетом лучаем

(13) из условия (14 ) по1

к 1

2 мсиКС

откуда

-2 мл КС

7 к

(17)

Таким образом, при выполнении условий (13), (16) и (1) в предлагаемом стенде можно испытывать любую механическую передачу 4, передаточное отношение которой лежит в диапазоне

1 - К Р,.,.с;(1«)

ЧТО обеспечивает увеличение номенклатуры испытуемых передач без применения вспомогательной передачи, тем самым снижая металлоемкость стенда.

Формула изобретен и я

Стенд для испытания механических передач, содержащий асинхронный двигатель, связывающий его с сетью переменного тока преобразователь частоты, подключенный к входу последнего блок задания скорости, кинематически соединенные с валами испытуемой передачи синхронные дополнительный двигатель и тормозной генератор, связанный с валом последнего датчик момента, подключенное к последнему входом суммирующее устройство и соединенные с его другим входом и выходом соответственно блок задания момента

и усилитель мощности, подключенный к обмотке возбуждения дополнительно- го двигателя, кинематически связанно- го с асинхронным двигателем, отличающийся тем, что, с целый

расширения технологических возможностей, он снабжен связанным с обмоткой возбуждения тормозного генератора дополнительным усилителем мощности, подключенными к последнему и выходу

суммирующего устройства пороговыми устройствами и соединенны1г1И соответственно с выходом каждого из них коммутационными устройствами, размещенными в цепи, связывающей статорные

обмотки синхронных дополнительного двигателя и тормозного генератора.

Vllt

-e

(риг. 2

-e

.6

/r.

VfS

Мдр Мер (

М вр вр срие.б

Составитель Ю.Красненко

Редактор Е.Копча

Техред М.Дидык

Заказ 5333/42Тираж 847Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

IB

манс

IB

М мопс.

Корректор О.Кравцова