Регулируемый привод испытательного стенда топливных насосов высокого давления Советский патент 1992 года по МПК F02M65/00 G01M15/00 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытания топлигювпрыскивэющей аппаратуры, дизелей.

Известны приводы стендов для испытания и регулирования топливовпрыскиваю- щей аппаратуры дизелей, содержащее асинхронный электродвигатель, вал которого связан с ведущим валом регулируемой передачи, задатчик передаточного отношения и датчик угловой скорости ведомого вала передачи.

Недостатком указанных стендов является сложность технологической реализации по обеспечению необходимого диапазона регулирования и стабильности частоты вращения.

Известен регулируемый привод испытательного стенда топливных насосов высокого давление, содержащий асинхронный электродвигатель с регулятором, включеню XI со

ным в цепь питания статора, и контур регулирования оборотов, выполненный в виде датчика оборотов выходного вала привода, задатчика оборотов с управляющим входом, сравнивающего устройства, один из входов которого связан с датчиком оборотов, а другой - с задатчиком оборотов,усилителя,вход которого связан с выходом сравнивающего устройства, а выход - с регулятором цепи питания статора, и дополнительного задатчика с информационным выходом, причем ротор электродвигателя кинематически связан с выходным валом привода.

Недостатком этого привода является ограниченные функциональные возможности из-за небольшого диапазона регулирования частоты вращения и низкого КПД.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей привода.

Поставленная цель достигается тем, что в известном регулируемом приводе испытательного стенда топливных насосов высокого давления, содержащем асинхронный электродвигатель с регулятором, включенным в цепь питания статора, и контур регулирования оборотов, выполненный в виде датчика оборотов выходного вала привода, задатчика оборотов с управляющим входом, сравнивающего устройства, один из входов которого связан с датчиком оборотов, а другой - с задатчиком оборотов, усилителя, вход которого связан с выходом сравнивающего устройства, а выход - с регулятором цепи питания статора, и дополнительного задатчика с информационным выходом, причем ротор электродвигателя кинематически связан с выходным валом привода, привод снабжен дополнительным контуром регулирования оборотов, выполненным в виде включенной в кинематическую цепь ротора управляемой бесступенчатой механической передачи, управляющий орган которой связан с информационным выходом дополнительного задатчика, последний выполнен в виде задатчика оборотов с управляющим выходом, регулятор цепи питания статора выполнен в виде регулятора напряжения, а управляющий выход дополнительного задатчика связан с управляющим входом задатчика оборотов контура регулирования.

На чертеже представлена функциональная схема регулируемого привода.

Регулируемый привод испытательного стенда топливных насосов высокого давления содержит асинхронный электродвигатель 1 с регулятором 2 напряжения, включенным в цепь питания статора, и два контура регулирования оборотов вала испытуемого топливного насоса 3. Один контур

регулирования состоит из датчика А оборотов выходного вала привода, задатчика 5 оборотов ротора электродвигателя 1, сравнивающего устройства 6 и усилителя 7.

Второй - дополнительный контур регулирования оборотов - состоит из включенной в кинематическую цепь ротора управляемой бесступенчатой механической передачи 8 и дополнительного задатчика 9,

0 связанного с управляющим органом механической передачи 8 и задатчиком 5,

Значение оборотов выходного вала такого привода определяется величинами передаточного отюшения управляемой

5 механической передачи 8 и напряжения на обмотках статора электродвигателя 1.

Известно, что снижение напряжения на статоре электродвигателя при его номинальной нагрузке неблагоприятно для его

0 работы из-за повышенных токов и перегрева, что ограничивает область использования и функциональные возможности этого метода регулирования оборотов,

Введение дополнительного контура ре5 гулирования, содержащего управляемую бесступенчатую механическую передачу 8, позволяет при снижении напряжения на электродвигателе 1 обеспечить его работу и снизить на его валу нагрузку за счет увели0 чения передаточного отношения бесступенчатой механической передачи 8.

В схеме показана механическая передача с гибкой связью, которая может быть с переменным диаметром ведомого шкива и

5 постоянным диаметром ведущего шкива или с симметричным изменением диаметров обоих шкивов и изменением передаточного отношения в пределах от единицы до максимального значения.

0 Изменение передаточного отношения механической передачи осуществляется осевым перемещением конических дисков, составляющих ведомый шкив или осевым перемещением конических дисков обоих

5 шкивов. Изменение оборотов ротора электродвигателя 1 осуществляется изменением напряжения на обмотках статора.

Система регулирования оборотов вала 5 замкнутая, с введением обратной связи от

0 датчика 4.

Необходимое значение оборотов устанавливается с помощью задатчика 9, связанного с управляющим органом механической передачи 8 и с задатчиком 5

5 оборотов ротора электродвигателя 1. В качестве задатчика 9 используется исполнительный механизм, перемещающий конические диски механической передачи. В качестве задатчика 5 могут быть использованы любые электрические или электромеханические устройства (потенциометры, сельсины, поворотные трансформаторы), Связь между зэдатчиками 9 и 5 электромеханическая. Сигнал от задатчика 9 через управляющий орган подается на изменение передаточного отношения механической передачи и одновременно, через задатчик 5, нз изменение напряжения на обмотках статора электродвигателя. При этом уменьшению оборотов выходного вал привода с помощью задзтчика Ј соответствуют одновременные уменьшение напряжения на статоре электродвигателя и увеличение передаточного отношения механической передачи и, наоборот, увеличению оборотов вала с помощью задатчика 9 соответствуют одновременные увеличение напряжения на статоре электродвигателя и уменьшение передаточного отношения механической передачи.

Изменение напряжения на статоре электродвигателя 1 можно осуществлять с использованием принципа фазового (изменением угла управления тиристорами) или импульсного управления.

На чертеже показано импульсное управление, основанное на изменении среднего значения напряжения путем изг енения продолжительности подключения к сети электродвигателя i (включено- выключено).

В начальный момент времени пуска привода на в оде сравнивающего устройства 6 пеличинз электрического сигнала от задатчика 5 больше, чем сигнал обратной связи от датчика 4, и на обмотках электродвигателя 1 устанавливается полное напряжение сети,

По мере увеличения оборотов увеличивается сигнал обратной связи от датчика 4. При достижении заданного числа оборотов в момент равенства сигналов на входе сравнивающего устройства подача напряжения на электродвигатель прекращается, число оборотов снижается, и электродвигатель вновь включается на полное напряжение сети. При боли юм коэффициенте усиления сравнивающего устройства б заданное значение оборотов поддерживается практически при равенстве сигналов на его входе.

Система регулирования приводом не только отрабатывает небольшие приращения управляющих сигналов, но и на заданном уровне стабилизирует частоту оборотов выходного вала при изменениях на нем нагрузки.

При увеличении (уменьшении) нагрузки

соответственно уменьшаются (увеличиваются) частота вращения и сигнал обратной связи от датчика 4. Это приводит к увеличению (уменьшению) напряжения нз статоре электродвигателя 1 и стабилизации частоты

вращения выходного вала на заданно уровне.

Таким образом, реализация изобретения позволяет расширить диапазон регулирования частоты вращения выходного ьзла

привода испытательного стенда топливных насосов высокого давления, устанавливать оптимальный режим его работы и компенсировать недостатки кинематической цепи ме- ханической регулируемой передачи

(нестабильность), что расширяет функциональные возможности привода. Формула изобретения Регулируемый привод испытательного стенда топливных насосов высокого давления, содержащий асинхронный электродвигатель с регулятором, включенным в цепь питания статора, и контур регулирования оборотов, выполненный в виде датчика оборотов выходного вала привода, задатчика

оборотов с управляющим входом, сравнивающего устройства, один из входов которого связан с датчиком оборотов, а другой с за- датчиком оборотов, усилителя, вход которого связан с выходом сравнивающего

устройства, а выход - с регулятором цепи питания статора, и дополнительного эадат- чика с информационным выходом, причем ротор злектродвигателя кинематически связан с выходным валом привода, отличающ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, привод снабжен дополнительным контуром регулирования оборотов, выполненным в виде включенной в кинематическую цепь ротора

управляемой бесступенчатой механической передачи, управляющий орган которой связан с информационным выходом дополнительного задатчика оборотов с управляющим выходом, регулятор цепи питания статора выполней в виде регулятора напряжения, а уп- равляющий выход дополнительного задатчика связан с управляющим входом задатчика оборотов контура регулирования.

Использование: стенды для испытания топливных насосов высокого давления. Сущность изобретения: регулируемый привод испытательного стенда топливных насосов высокого давления содержит асинхронный электродвигатель 1 с регулятором 2 напряжения, включенным в цепь питания статора, и два контура регулирования оборотов вала испытуемого топливного насоса 3. Один контур регулироаания состоит из датчика 4 оборотов выходного вала привода, задатчика 5 оборотов ротора электродвигателя 1, сравнивающего устройства 6 и усилителя 7. Другой - дополнительный контур регулирования оборотов - состоит из включенной в кинематическую цепь ротора управляемой бесступенчатой механической передачи 8 и дополнительного задатчика 9, связанного с управляющим органом механической передачи 8 и задатчиком 5. Значение оборотов выходного вала привода определяется величинами передаточного отношения управляемой механической передачи 8 и напряжения на обмотках статора электродвигателя 1, при этом изменение передаточного отношения механической передачи осуществляется осевым перемещением дисков ведущего шкива или ведущего и ведомого шкивов. 1 ил. сл с пик XI ел