Нагружающее устройство стенда для испытаний двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к испытаниям двигателей внутреннего сгорания, в частности к устройствам для обкатки двигателей5 и может быть использовано на испытательных стендах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

На чертеже представлена схема пред латаемого устройства,

Нагружающее устройство содерлшт асинхронную балансирную кггшину 1 с фазным pOTOpoMjj управляемьш роторный блок 2 вентилей {УРБВ) вьшолненный на тиристорах, управляющие электроды которых подключены к блоку 3 управлеНИИ УРВБ 5 первый вход которого соединен с датчиком 4 положения ротора, а второй его вход связан с четвертым выходом логического переключающего элемента 5, управляемый сетевой блок 6 вентитшй (УСБВ), токоограничивающие реакторы 7 в цепи переменного тока УСБВ две пары встречно-параллельно соединенных и включенных в цепь ста- . тора yпpaвляe tt.IX вентилей 8 и 9, ,;.. управляюпще электроды которых подключены к блоку 10 управления, вход nfo- торого соединен с первым выходом ло- гического переключающего элемента 5 в Второй вход логического переключающего элемента 5 подключен к датчику 11 СКОРОСТИ;, а его второй выход связан с первыми входами первого 12 и вто- рого 13 ключей выбора релсима обкатки выходы которых подсоединены к первым входам регуляторов 14 и 15 момента и скорости соответственно. Второй вход регулятора 14 момента подключен к датчику 16 моментаS а второй вход регулятора 15 скорости - к выходу датчика скорости. Выходы регуляторов 14 и 15 подключены к первому и второму входам блока 17 ключей, третий вход которого связан с третьим выхо- дом логического переключающего элемента 5э а выход блока 17 подключен к второму входу регулятора 18 тока, Первый вход регулятора 1В тока свя- зап с выходом датчика 19 тока а выход регулятора 18 тока через блок 20 управления УСБВ - с управляющими электродам; вентилей УСБВ

Устройство работает следующим образом

В режиме холодной обкатки логический сиг:1ал выбора режима с внешнего устройства управления перев

с Q 5 п

5

дит логический переключающий элемент 5 в состояние, при котором блок 10 управления вентилями обеспечивает включение обеих пар вентилей 8 и 9 с углом управления о( , отсчитываемым от точки перехода через нуль положительной полуволны соответствующего фазного напряжения, равным нулю, блок 3 управления, на вход которого с датчика 4 положения ротора поступает последовательность импульсов с частотой пропорциональной частоте скольжения ротора, обеспечивает включение тиристоров блока 2 с углом управления i отсчитываемым от точки пересечения фазных ЭДС ротора, равным нулю, блок 17 ключей обеспечивает подключение регулятора 15 скорости к регулятору 18 тока, а управляемый ключ 12 передает сигнал задания скорости с внещнего пульта управления на вход регулятора 15 скорости. Трехфазное переменное напряжение сети через пары вентилей 8 и 9 подводится к статору асинхронной машины . Нагружающее устройство работает в двигательном режиме, прокручивая вал двигате- ля внутреннего сгорания, с двухкон- турной системой регулирования скорости. Состояние логического переключающего элемента 5 остается неизменным при регулировании скорости от нуля до Шр , где синхронная скорость асинхронной машины. Энергия скольжения j за вычетом потерь в преобразователе, рекуперируется в питающую сеть через преобразователь. При увеличении задания по скорости свьш1е система регулирования, увеличивая угол управления |6, переводит УСБВ в выпрямительный режим. Происходит увеличение частоты вращения вала. Увеличивается сигнал с датчика 11 скорости, который, достигнув определенной величины, соответствующейЫр, переводит логический переключающий элемент 5 в состояние, при котором блок 3 управления переводит УРБВ в инвёртор- ный режим с углом управления к , равным 1 + дд|дн эл.град. При этом происходит подпитка асинхронной машины по цепи ротора, что позволяет осуществлять прокрутку двигателя внутреннего сгорания на скоростях свыше u)p.

В режиме горячей обкатки нагружающее устройство выполняет две функции: стартерный запуск двигателя внутреннего сгорания и нагружение работающего двигателя. Сигнал Ui,p с внешнего устройства управления переводит логический переключающий элемент 5 в состояние, при котором блок 10 управления вентилями обеспечивает включение обеих пар вентилей 8 и 9 с углом управления rt , , равным нулю, блок 3 управления УРВБ обеспечивает управление УРВБ с углом управления У ,, равным нулю, а блок 17 ключей и управ- ляег-шй ключ 12 обеспечивают подачу сигнала задания скорости на регулятор 15 скорости, а с его выхода на вход регулятора 18 тока. Так устройство работает в диапазоне скоростей от О до,094Ы|з , соответствующих минимально устойчивой скорости двигателя,обеспе- чизая запуск двигателя внутреннего сгорания. После запуска двигателя при LO OjAixJo сигнал с датчика II скорости переводит логический переключающий элемент 5 в состояние, при котором управляемый ключ 12 снимает задажениё сети. Нагружаюшее устройство работает .в режиме генераторного торможения со стабилизацией момента. При этом механическая энергия испытуемого двигателя преобразуется в Электрическую и, за вычетом потерь в асинхронной машине и преобразователе, возвращается в питающую сеть

10 через статор асинхронной машины и преобразователь.

Блок 20 управления инвертором во всех режимах работы преобразует выходной сигнал регулятора 18 тока в

15 импульсы управления тиристорами УСВБ и синхронизирует его работу с сетью.

Регулирование скорости и нагружающего момента осуществляется за счет изменения ЭДС блока 6.

20

Формула изобретения

Нагружающее устройство стенда для испытаний двигателей внутреннего сгоние по скорости, управляемый ключ 13 25 рания, снабженного задатчиками режиVioB обкатки для испытаний двигателей внутреннего сгорания, содержащее трехвходу регулятора 4 момента а блок

7 ключей подключает вход регулятора

подключает сигнал {J задания момента

м с внешнего устройства управления к .

фазную асинхронную машину с фазным ротором, управляемый сетевой блок

жениё сети. Нагружаюшее устройство работает .в режиме генераторного торможения со стабилизацией момента. При этом механическая энергия испытуемого двигателя преобразуется в Электрическую и, за вычетом потерь в асинхронной машине и преобразователе, возвращается в питающую сеть

через статор асинхронной машины и преобразователь.

Блок 20 управления инвертором во всех режимах работы преобразует выходной сигнал регулятора 18 тока в

импульсы управления тиристорами УСВБ и синхронизирует его работу с сетью.

Регулирование скорости и нагружающего момента осуществляется за счет изменения ЭДС блока 6.

20

Формула изобретения

фазную асинхронную машину с фазным ротором, управляемый сетевой блок

Изобретение позволяет р сширить функциональные возможности устр-ва. Дая этого устройство -снабжено управляемым роторным блоком 2 вентилей, датчиком 4 положения ротора и блоком 3 управления блоком 2 с двумя входами. Выход датчика 4 подключен к пер вому входу блока 3, второй вход к-ро- го связан с четвертым выходом логического переключающего элемента 5, а выход - с управляющими электродами вентилей блока 2, подключенными со стороны переменного тока к выводам обмоток ротора асинхронной машины 1, а со стороны постоянного тока через датчик 19 тока - к выходу управляемого светового блока 6 вен- . тилей. За счет изменения ЭДС блока 6 осуществляется регулирование скорости и нагружающего момента.. ил.

18 тока к выходу регулятора 14 момен- зО вентилей с управляющими электродами,

та. Нагружающее устройство работает с двухконтурной системой регулирования нагружающего момента. Одновременно блок 10 управления вентилями по сигналу логического переключающего элемента 5 обеспечивает включение только одного вентиля 8, 9 из кажой пары с углом управления d,, соответствующим номинальному току возбуждения и номинальному магнитному потоку электрической машины. При этом по це- пи статора асинхронной машины протекает постоянный ток и нагружающее усттокоограничивающие реакторы, подключенные на стороне переменного тока управляемого сетевого блока вентилей, логический переключающий элемент, выполненный с двумя входами и тремя выходами, две пары встречно-параллельно соединенных и включенных в две фа- эы статора асинхронной машины тиристоров, управляющие электроды которых через блок управления подключены к первому выходу логического переключающего элемента, датчики скорости, мо- . мента и тока первый и второй управляемые ключи выбора,режима, снабженройство работает в режиме динамическое

го торможения со стабилизацией момен- jg ные двумя входами, регулятора скороста,ти, момента и тока, выполненные с

двумя входами, и блок ключей с тремя входами, причем первые входы первого и второго управляемь ч ключей подключены к второму выходу логического переключающего элемента, вторые их входы и первый вход логического переключающего элемента выполнены для

Механическая энергия испытуемого двигателя преобразуется в электрическую и, за вычетом потерь в электрической машине и преобразователе, рекуперируется в питающую сеть через

50

подключения к задатчикам режимов

преобразователь При W 7 1 ,1 w, с логического переключающего элемента 5 на блок 10 управления поступает сиг- 55 °бкатки, а выходы первого и второго

нал на включение всех вентилей 8 иуправляемых ключей подключены к

9 с углом управления d , равным первым входам регуляторов скорости и

нулю. На статор асинхронной мапшнымомента соответственно, а выходы поподается трехфазное переменное напря-.следних связаны с первым и вторым вхо5

0

токоограничивающие реакторы, подключенные на стороне переменного тока управляемого сетевого блока вентилей, логический переключающий элемент, выполненный с двумя входами и тремя выходами, две пары встречно-параллельно соединенных и включенных в две фа- эы статора асинхронной машины тиристоров, управляющие электроды которых через блок управления подключены к первому выходу логического переключающего элемента, датчики скорости, мо- . мента и тока первый и второй управляемые ключи выбора,режима, снабженподключения к задатчикам режимов

°бкатки, а выходы первого и второ

дами блока ключей, третий вход которого связан с третьим выходом логического переключающего элемента, выход датчика скорости подключен к вторым входам логического переключающего элемента и регулятора скорости, выход датчика момента подключен к второму входу регулятора момента, выход датчика тока связан с первым входом регу- лятора тока, второй вход которого подключен к выходу блока ключей, а выход регулятора тока через второй блок управления связан с управляющими электродами вентилей управляемого се- тевого блока, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, устройство до-, полнительно снабжено управляемым роторным блоком веит1- лей датчик- положения ротора и блоком управления роторным блоком вентилей с двумя входами, логический переключаюЕщт эле- мент выполнен с дополнительным четвертым выходом, причем выкод датчика положения ротора подключен к первому входу блока управления роторным блоком вентилей, второй вход которого связан с четвертым выходом логического переключающего элемента, а выход - с управляющими электродами вентилей роторного блокаS подключенным со стороны переменного тока к выводам обмоток ротора асинхронной машины, а со стороны постоянного тока через датчик тока - к выходу управляемого сетевого блока вентилей.