Устройство для динамометрических исследований электродвигателей Советский патент 1990 года по МПК G01L3/22 

7Г1

ля чг. При тт ом регистрируют по сигналам преобраяоиат еля 16 крутящего момента зависимость холостого хода от ускорения, по которым находят момент инерции электродвигателя. Механическая характеристика электродвигателя 21 снимается в рабочем диапазоне частот. Пусковой момент находят н зависимости от угла положения ротора при медленном прохождении нулевого значения частоты вращения нагрузочной

машины ити при дефнксиропанном с помощью съемно п рыча а и упо)ов yi ловом почоьенин ротора балансирной машины 1. Низкочастотную составляющую кругяпк i м момента регистрируют по показаниям весового силоизмерителя, л высокочастотную- по сигналам торсионного преобразователя 16. Диапазон измерения крутящего момента весовым измерителем изменяют наложением грузов на грузовую подвеску, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано преимущественно в электротехнической промышленности при динамометрических исследованиях например асинхронных двигателей. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности крутящего момента. Исследуемый электродвигатель 21 устанавливают на подъемный стол 22 и сочленяют с помощью муфты 20 с торсионным преобразователем 16 крутящего момента, который жестко соединен с ротором балансирной машины 1. Ротор исследуемого электродвигателя 21 разгоняют с помощью балансирной машины 1 постоянного тока до синхронной частоты, а затем замедляют. При этом регистрируют по сигналам преобразователя 16 крутящего момента зависимость холостого хода от ускорения, по которым находят момент инерции электродвигателя. Механическая характеристика электродвигателя 21 снимается в рабочем диапазоне частот. Пусковой момент находят в зависимости от угла положения ротора при медленном прохождении нулевого значения частоты вращения нагрузочной машины или при дефиксированном с помощью съемного рычага и упоров угловом положении ротора балансирной машины 1. Низкочастотную

Изобретение относится к измеритель ной технике и модет быть использовано преимущественно в эпектротехнической промышленности для динамометрических исследований, например асинхронных двигателей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности измерения крутяще- го момента.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для динамометрических исследований электродвигателей; на фиг фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство содержит балансирную машину 1 постоянного тока, корпус 2 которой с помощью подшипниковых опор 3 и 4 установлен на основании 5 и сязан с датчиком 6 угла поворота, статор которого установлен на опоре 7. Корпус 2 балансирной машины 1 выполнен в виде цилиндрической разъемной люльки с установленной в ней нагрузочной машинной постоянного тока со встроенным уахогенератором, причем оси качания люльки и нагрузочной машины совмещены.

В верхней части корпуса 2 балансирной машины 1 установлена на резьбовых опорах массивная штанга Ь с проушинами на концах, с помощью которых регулируется радиальное и тангенциальное положение центра ее масс относительно оси качания. К корпусу балансир ной машины 1 прикреплен рычаг 9 на котором с возможностью пе- ремещеш1я установлен корректирующий груз 10. Рычаг 9 связан с гидравлическим демпфером 11, установленном на основании 5.

Свободный конец рычага 9 выполнен в виде кругового сектора, к цилиндрической поверхности 12 которого с

0

0

6

5

0

5

0

5

помощью гибких ленточных тяг 13 присоединены грузовая подвеска 14 и крюк весового силоизмерителя 15, установленного на основании 5.

К ротору балансирной машины жестко присоединен один конец торсионного преобразователя 16 крутящего момента, на котором выполнено резьбовое гнездо 17 для установки съемного рычага 18. Второй конец торсионного преобразователя 16 крутящего момента установлен на подшипниковой опоре 19 и снабжен муфтой 20 для присоединения исследуемого электродвигателя 21, который устанавливают на подъемном столе 22, оборудованном приводом 23 вертикального перемещения. , В плоскости перпендикулярной оси - ротора балансирной машины 1 и проходящей через ось радиального резьбового гнезда 17 на основании 5 напротив друг друга установлены два резьбовых упора 24, предназначенные для фиксации съемного рычага 18.

Подшипниковые опоры 3 и 4 выполнены в виде двухъярусных подшипников, средние кольца которых через клино- ременные передачи соединены с серводвигателями 25.

Нагрузочная машина постоянного тока получает питание от реверсивного тиристорного преобразователя по замкнутой схеме с отрицательной обратной связью по частоте вращения.

Устройство работает следующим образом .

Устройство подвергают метрологической аттестации, которую производят в статическом режиме при невращающемся роторе балансирной машины и при его вращении с постоянной частотой в пределах рабочего диапазона. Для этого на место исследуемого двигателя 21 устанавливается двигатель постоянного тока с регулируемой частотой вращения. Он вращает ротор отключенной от сети нагрузочной машины при вращающихся с помощью серводвигателей 25 подшипниковых опорах 3 и 4. В этом случае весовой моментоизмери- тель укажет момент трения в подшипниках нагрузочной машины и подшипниковых опорах 3 и 4, который компенсируют корректировочным грузом 10. Затем на грузовую подвеску 14 устанавливают эталонные гири с нарастанием, а затем убыванием массы G и соответственно величины градуировочного момента М, равного М G-L, где L - длина рычага 9. Неуравновешенность балансирной машины 1, проявляющаяся в пределах рабочего угла поворота ее корпуса 2 компенсируют подбором положения массивной штанги 8.

По результатам измерений определяется максимальная, приведенная к верхнему пределу измерений момента, погрешность и класс точности весового моментоизмерителя. Затем при отсоединенной от вала нагрузке нагрузочная машина разгоняется и работает на различных частотах вращения в пределах 0 - г-дкжс . При этом весовым мо- ментоизмерителем измеряется момент потерь в подшипниковой опоре 19 и от трения о воздух вращающихся частей торсионного преобразователя 16 крутящего момента и соединительной муфты 20. Эта величина мала, но при испытаниях двигателей в двигательном режиме этот момент потерь весовым моментоизмерителем не измеряется и подлежит суммированию с показаниями весового силоизмерителя 15.

При градуировке весового моментоизмерителя гирями производится одновременно и градуировка датчика 6 yi- ла в комплексе с X-Y регистратором путем регистрации его выходного сигнала (м) в зависимости от величины момента градуировки. Затем производят настройку гидравлического

10

15

20

25

30

35

40

45

сети нагрузочной машине и стопорении ротора съемным рычагом 18, который зажимается резьбовыми упорами 24. При этом в резьбовые отверстия оголо ка преобразователя 16 момента завинчиваются рычаги с навешиваемыми на них грузовыми подвесками, образующим уравновешенную систему. Наложением на одну из подвесок гирь и перемещением подвесок по оцифрованным кольцевым выточкам на рычагах создаются моменты тарирования М G-L. При отклонении рычагов с подвесками, нагруженных гирями от горизонтального положения, оно восстанавливается путем воздействия упорами 24 на съемный рычаг 18.

Исследование электродвигателей на предлагаемом устройстве производят следующим образом.

На валу исследуемого двигателя 21 закрепляют полумуфту и подъемный сто 22 устанавливают на отметку указателя высоты вращения оси вала. Управление сервоприводом стола автоматизировано. Вначале стол перемещается на ползучей скорости, а затем переходит на ускоренное перемещение с вы держкой времени, что позволяет осуществить точную остановку. Возможны также перемещения стола вручную с помощью маховика.

После достижения соосности валов подъемный стол 22 фиксируется, а муф та 20 свертывается винтами и ротор отключенного от сети исследуемого электродвигателя 21 нагрузочной машиной с избранным ускорением разгоня ется до синхронной частоты вращения, а затем замедляется. Регистратор при этом фиксирует по сигналам преоб разователя 16 момента в выбранном масштабе зависимость момента холосто го хода от ускорения. Расстояние меж ду и восходящей и нисходящей ветвями полученной характеристики соответствует удвоенной динамической ошибке в измерениях момента на валу исследуемого электродвигателя 21 квазистатидемпфера 11 путем формирования макси- 0 ческим методом, что позволяет по ней

мальиого быстродействия весового моментоизмерителя во времени при ступенчатом изменении момента М при минимуме колебательности. Регистратоопределить мЪмент инерции ротора электродвигателя 21.

Последующим элементом испытаний является регистрация механической харом при этом регистрируются переход- 55 рактеристики электродвигателя 21 ная характеристика М f(t).М f(n), которая начинается с частоГрадуировка преобразователя 16 мо- ты вращения несколько выше синхронной, мента производится при отключенной от где электродвигатель 21 включается на

0

5

0

5

0

5

0

5

сети нагрузочной машине и стопорении ротора съемным рычагом 18, который зажимается резьбовыми упорами 24. При этом в резьбовые отверстия оголовка преобразователя 16 момента завинчиваются рычаги с навешиваемыми на них грузовыми подвесками, образующими уравновешенную систему. Наложением на одну из подвесок гирь и перемещением подвесок по оцифрованным кольцевым выточкам на рычагах создаются моменты тарирования М G-L. При отклонении рычагов с подвесками, нагруженных гирями от горизонтального положения, оно восстанавливается путем воздействия упорами 24 на съемный рычаг 18.

Исследование электродвигателей на предлагаемом устройстве производят следующим образом.

На валу исследуемого двигателя 21 закрепляют полумуфту и подъемный стол 22 устанавливают на отметку указателя высоты вращения оси вала. Управление сервоприводом стола автоматизировано. Вначале стол перемещается на ползучей скорости, а затем переходит на ускоренное перемещение с выдержкой времени, что позволяет осуществить точную остановку. Возможны также перемещения стола вручную с помощью маховика.

После достижения соосности валов подъемный стол 22 фиксируется, а муфта 20 свертывается винтами и ротор отключенного от сети исследуемого электродвигателя 21 нагрузочной машиной с избранным ускорением разгоняется до синхронной частоты вращения, а затем замедляется. Регистратор при этом фиксирует по сигналам преобразователя 16 момента в выбранном масштабе зависимость момента холостого хода от ускорения. Расстояние между и восходящей и нисходящей ветвями полученной характеристики соответствует удвоенной динамической ошибке в измерениях момента на валу исследуемого электродвигателя 21 квазистатическим методом, что позволяет по ней

определить мЪмент инерции ротора электродвигателя 21.

Последующим элементом испытаний является регистрация механической ханапряжение питания. При этом определяется место начала координат и масштаб по оси частот вращения п.

Регистрация механической характеристики (n) производится в пределах скольжений -1 S 2. При наличии в механической характеристике паразитных моментов участки, где они проявляются, исследуются при малых значениях ускорений, которые соответствуют минимальным погрешностям регистрации, определяемым полосой пропускания регистратора и параметрами самого испытуемого электродвигателя.21.

Без переустановки исследуемого электродвигателя 21 производят исследования зависимости пускового момента М ,ск °т углового положения ротора (eO в квазистатическом режиме путем медленного прохождения нулевого значения частоты вращения с регистрацией зависимости UeklK«f(t) sUebn,f(cO . Кроме того, пусковой момент исследуемого электродвигателя 21 находят при застопоренном роторе балансирной машины 1 при установке съемного рычага 18 и фиксации его упорами 24.

Формула изобретения

Устройство для динамометрических исследований электродвигателей, содержащее балансирную машину постоянного тока, корпус которой с помощью

подшипниковых опор установлен на основании и связан с датчиком угла поворота, а ротор снабжен датчиком частоты вращения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения малых, выявления любого вида паразитных моментов и повышения точности измерения крутящего момента, в него введены торсионный преобразователь крутящего момента, один конец которого выполнен с радиальным резьбовым гнездом и жестко

c сочленен с ротором балансирной машины, а второй снабжен муфтой для подсоединения исследуемого электродвигателя, массивная штанга с проушинами на концах, с помощью которых она за-, креплена в верхней части корпуса балансирной машины параллельно оси ротора, ленточные тяги, весовой сило- измеритель, установленный на основании, грузовая подвеска, рычаг, один

5 конец которого прикреплен к корпусу балансирной машины, а другой выполнен в виде кругового сектора, к цилиндрической поверхности которого с помощью ленточных тяг присоединены грузовая подвеска и весовой силоиэмеритель, и два резьбовых упора, установленных напротив друг друга на основании в плоскости, проходящей через ось радиального резьбового гнезда на втором конце торсионного преобразовате5 ля крутящего момента и перпендикулярной оси ротора балансирной машины.

0

0

А-А

в

Фаг 2