Стенд для обкатки и испытаний двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК G01M15/00 

:1

Изобретение относится к двигате- лестроению и может использоваться в отраслях народного хозяйства, где производятся, эксплуатируются и ремонтируются двигатели внутреннего сгорания (две),

Цель изобретения - снижение металлоемкости и удельной площади, занимаемой стендом, экономия электроэнергии и расхода воды.

На фиг, 1 представлена принципиальная схема стенда; на фиг, 2 - элект-. рическая схема управления отпиранием симистора,

Обкаточно-тормозной стенд для ДВС включает в себя испытуемый автотракторный двигатель 1, измерители мента 2 и частоты вращения 4, асинхронный двигатель с фазным ротором 3, предохранители 5, включатель 6, понижающий трансформатор 7, источник 8 постоянного стабилизированного напряжения, потенциометр 9, (R 14), оконечные усилители 10, элементы 11 гальванической развязки низкоомные ленточные резисторы 12, генераторы 13 пилообразного напряжения,.триггеры 14 Шмитта, инверторы 15, блок 16 защиты симисторов, симисторы 17 и стабилизированные по напряжению элементы коррекции фазочастотной характеристики анодного тока симисторов 18, содержащих интегральные микросхемы (ИМС) 19 (А1), неинвертирующие входы которых чер ез гасящие сопротивления 20 (R1) и разделительные емкости 21 (С1) подключены к анодам симисторов 17, а инвертирующие входы заземлены через резисторы 22 (R3),

0

5

5

0

5

0

Коэффициент усиления ИМС 19 (А1) определяется отношением сопротивления параллельно соединенных резистора 23 (R5) и фоторезйстора оптрона 24 (VI) к сопротивлению резистора 22 (R3), Инверторы 15 состоят из диодов 25 (V3), 2Ь (V4), 27 (V5) и резисторов 28 (R7),

Триггеры Шмитта 14 собраны на ИМС 29 (А2),-инвертирующие входы которых через емкости 30 (СЗ) соединены с инверторами. Логические уровни триггера Шмитта подбираются отношением сопротивлений 31 (R9) и 32 (R8),

Генераторы 13 пилообразного напряжения представляют собой интеграторы, собранные на ИМС 33 (A3), Форма их выходных сигналов подбирается из соотношения параметров конденсаторов 34 и резисторов 35 (C5/R11), Оконечные усилители 10 содержат транзисторы 36 (V7), 37 (V8l, и диод 38 (V9),

Особенностью работы обкаточно- тормозного стенда является изменение фазного напряжения и частоты фазного тока ротора в зависимости от частоты его вращения, а также сдвиг фаз на 120, Все это обуславливает необходимость фазочастотной коррекции управляющего сигнала для симметричного отпирания симисторов во всех трех фазах ротора. Такая коррекция обеспечивается корректирующим элементом. Когда выходное напряжение ИМС 19 (А1) превышает значение начального порогового напряжения фоторезистора 24 (V1) через входную цепь оптопары про-. текает ток, при этом светодиод вызывает уменьшение сопротивления фото- резист.ора, а следовательно, и всего сопротивления обратной связи, в результате чего выходное напряжение уменьшается. При малом входном сигнале роль сопротивления обратной связи вьшолняет резистор 23 (R5). Колебания напряжения в цепи ротора в широком диапазоне (до 50 дб и более) стабилизируются и оно поступает к инвертору 15, состоящему из диодов 25 (V3), 2Ь (V4), 27 (V5) и резистора 28 (R7) , Пороговое напряжение управляющего сиглала определяет величину угла отпирания d симистора 18, в то время как угол запирания смещается от 7и 21Г на величину Lf фазового угла нагрузки цепи ротора. Поэтому крутизна и уровень напряжения, вьфабатываемого интегратором, определяют характер работы симисторов. Уровень выходного напряжения и интеграторов во всех трех фазовых каналах управления регулируются одним потенциометром 9 (R14), изменяющим величину входного тока оптопары одновременно, в силу параллельного вклчения их светодиодов. При этом сопротивления фоторезисторов оптронов изменяются, в результате чего сигналы управления поступают на базы транзисторов 36 (V7) оконечного усилителя 10, представляющего собой эмит терный повторитель. Усиленный по мощности сигнал управления через диод 37 (V 9) подается на управляющий электрод симистора 17,

Защита симисторов 17 от бросков напряжения при нулевом токе, присущих работе симисторов на индуктивную нагрузку, каковой является обмотка ротора, обеспечивается блоком 16 содержащим RC-фильтры.

В стенде использован принцип фа- зочастотной коррекции управляющих сигналов, обеспечивающий пофазную синхронность моментов отпирания к по ложительности отпертого состояния X симисторов. Использование симисторов позволяет коммутировать ротор асинхронного двигателя-стенда в наиболее экономичном режиме - режиме короткого замыкания, при котором рекуперация электроэнергии в сеть ста10

5

0

5

0

5

0

5

0

При использовании изобретения уменьшаются масса стенда, его стоимость I

и удельная площадь. Кроме того, отпадает потребность в коммуникациях для подвода и отвода воды, охлаждающей реостат, повышаются модуль жесткости механической характеристики и КПД . асинхронного двигателя почти на 15%, Сокращаются затраты времени и средства на обслуживание стенда, так как отпадает необходимость ежесменной корректировки состава и уровня электролита в жидкостном реостате, исключенном из состава стенда,

Формула изобретения

1, Стенд для Обкатки и испытаний двигателя внутреннего сгорания, содержащий асинхронный балансирный двигатель с фазным ротором, измерители момента и частоты вращения и пускоза- щитную арматуру, причем асинхронный балансирный двигатель через измеритель момента связан с испытуемым двигателем, а пускозащитная арматура включена на входе балансирного двигателя от сети, отличающий- с я тем, что, с целью снижения металлоемкости, стоимости и экономии электроэнергии, в него введены сими- сторы, блоки симисторов и управления ими и низкоомные сопротивления, причем симисторы и низкоомные сопротивления последовательно включены в фазные обмотки ротора для осуществления времяимпульсной коммутации цепи ротора в режиме короткого замыкания,

2. Стенд пап.1, отличающийся тем, что блоки управления симисторами содержат стабилизированные по напряжению элементы коррекции фазочастотных характеристик анодного тока симисторов, инверторы, триггеры Шмитта, генераторы пилообразного напряжения, элементы гальва- нической развязки и оконечные усилители управляющих сигналов, включенные последовательно и пофазно между обмотками ротора и управляющими электродами симисторов,

3, Стенд по пп, 1 и2,отличаю- щ и и с я тем, что блок си

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет снизить металлоемкость и удельную площадь, занимаемую стендом, уменьшить расход воды и электроэнергии. Асинхронный балансирный двигатель с фазным ротором 4 через измерители 2 и 3 момента и частоты вращения связан с испытуемым двигателем. Пускозащитная арматура включена на входе двигателя от сети. Симисторы 17 и низкоомные сопротивления последовательно включены в фазные обмотки ротора для осуществления времяимпульсной коммутации цепи ротора в режиме короткого замыкания. Блоки управления симисторами содержат стабилизированные по напряжению элементы коррекции фазочастотных х-к анодного тока симисторов 18, инверторы 15, триггеры Шмитта 14, генераторы пилообразного напряжения 13, элементы гальванической развязки 11 и оконечные усилители управляющих сигналов 10, включенные последовательно и пофазно между обмотками ротора и управляющими электродами симисторов. Блок 16 защиты симисторов выполнен в виде RC-фильтров. Такое выполнение обеспечивает пофазную синхронность моментов отпирания и продолжительность отпертого состояния симисторов. Использование симистров позволяет коммутировать ротор двигателя стенда в наиболее экономичном режиме - режиме короткого замыкания, при котором рекуперация электроэнергии в сеть становится наибольшей. Кроме того, отпадает потребность в коммуникациях для подвода и отвода воды, охлаждающей реостат, повышается модуль жесткости механической х-ки и КПД двигателя почти на 15%. Сокращаются затраты времени и средств на обслуживание стенда, т.к. отпадает необходимость ежесменной корректировки состава и уровня электролита в жидкостном растворе, исключенном из состава стенда. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

новится наибольшей.

55 мисторов вьтолнен в виде RC-фильтров,

Фиг.г