Устройство для испытания моментных электродвигателей Советский патент 1992 года по МПК G01R31/34 

00

о о

ON СЛ

Изобретение относится к электромеханике, в частности к испытательной аппаратуре, и может быть использовано для автоматизированной проверки моментных электродвигателей.

1/1звестио устройство для испытаний электродвигателей, содержащее основание для установки испытуемого двигателя и ведомый диск поводковой муфты с пазом, предназначенные для установки на вал двигателя, ведущий диск поводковой муфты с цилиндрическим поводком, размещеннь м о пазу ведомого диска.

Это устройство обладает недостаточной точностью, так как не выявляет со всей определенностью величину пульсации момента испытуемого монентного электродвигателя из-за влияния накппливземой двигателем при вращении ротора кинетической энергии и преобразования ее в работу инерционных сил, сглаживающих пульсацию момента, которая гложет о коллекторных двигателях иметь форму пиков и впадин. Кроме того, устройство имеет большие габариты м не позволяет определить взаимное положение ротора и статора дз ;гателя, соответствующее дефекту.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является устройство для испытания моментных электродвигателей, содержащее основание для установки на нем испытуемого электродвигателя и двигателя замедленузя с редуктором, поводковую муфту с ведомым и ведущим дисками, причем ве,домый диск, имеющий сектор ый паз с контактными пластинами, установлен на валу испытуемого двигателя, а ведущЛй диск с кольцевым поводком, на котором имеется KOHTKTJIOO кольцо, на валу двигателя замс;ц1елтя, задатчик момента, контактную систему с тремя ламельными дисками, связанными соответственно с контактными элементами ведомого диска и поводка, и щеточный узел, соединенный с регистрирующим устройством.

Недостатком указанного устройства является его знзчительные габариты. Это обьясняется тем, что по своему принципу действия конструктивно устройство предполагает последовательное расположение вдоль основания всех перечисле -1ных узлов. Поскольку испытания осуидествляются не только п нормальных условиях, но и в целом ряде камер (климатических, влажности, давления и т.д.), то установка нескольких устройств одновременно затруднена, что увеличиеаетсроки испытаний даже R мелкосерийном производстве. Этот же недостаток сказывается при механических

испытаниях (вибрации, удары, центрифуга), поскольку там имеют значение не только габаритные, но и весовые показатели. Кроме того, недостатком известного устройства

является невозможность идентификации причин дефекта, поскольку при испытаниях и лабораторных исследованиях, особенно в закрытых от наблюдателя ситуациях (о камере, на центрифуге и т.д.), при наличии провала момента ниже заданного, происходит лишь регистрация этого дефекта и, например, выключение питания с обоих двигателей, но не полная их остановка, что дало бы возможность определить взаимное положение ротора и статора испытуемого двигателя, соответствующее провалу моме)та ниже допустимого.

Цель изобретения - уменьшение габаритных размеров и повышение достоверности определения: дефекта D испытуемом электродвигателе.

Указанная цель достигается тем. что в устройстве для испытания могчюнтных электродвигателей, содержащем основание, установленные на вал испытуемого злектро.цвигателя задатчик момента и ведомый диск поводковой муфты с пазом, на боковых поверхностях которого имеются контакты, двигатель замедления со схемой

0 управления и.редуктцром, на валу которого установлен ведущий диск поводковой муфты с поводком, на которого укреплено гальванмчески изолированное контактное кольцо, три ламельных кольца, установленных на обоих дисках муфты и гальванически связанных соответственно с контактами паи контактным кольцом поводка, регистрирующее устройство, связанное с контактными щетками, прилегающими к ла0 мелям, задатчик момента совмещен с ведомым диском, ведущий диск установлен в кольцевом отверстии ведомого диска, поводок установлен радиально, паз имеет цилиндрическую форму, стенки паза,

5 имеющие контакты, параллельны радиальной оси симметрии паза, на валу испытуемого электродвигателя устакоолан быстродействующий торгиоз, один из выходов регистрирующегр устройства подклю0 чей к быстродействующему тормозу, а второй выход регистрирующего устройства, подключен к схемам управления двигателя замедления и испытуемого электродвигателя.

5 Сущность изобретения состоит в том, что совмещением функции элементов, а именно ведомого диска и задатчика момента, а также компактным размещением ведомого диска в отверстии ведущего достигается существенное уменьшение габаритных размеров устройства. Кроме того, введение быстродействующего тормоза и дополнительных связей регистрирующего устройства со схемами управления обоих двигателей позволяет точно идентифицировать дефект и. следовательно, определить его причины.

На фиг.1 показан общий вид конструктивной схемы устройства; на фиг.2 - вид на поводковую муфту с контактной системой.

Устройство содержит основание 1, на котором установлены испытуемый двигатель 2 со схемой 3 управления и двигатель 4 замедления с редуктором 5 и схемой 6 управления. На валу двигателя2 укреплен ведомый диск 8 поводковой муфты 9 с цилиндрическим пазом 10, на боковых стенках которого установлены контактные пластины 11 и 12, гальванически изолированные от диска 8 и имеющие форму кольцевых секторов. На торцовых поверхностях диска 8 имеются ламели 13 и 14, гальванически связанные соответственно с контактами 11 и 12. Образующая поверхность диска 8 выполнена в форме шкива, на котором намоната нить 15 задатчика 16 момента, образованного в данном случае с помощью гири. В центральном отверстии диска 8 расположен ведущий диск 17 поводковой муфты 9. В радиальном отверстии диска 17 жестко укреплен цилиндрический поводок 18, на конце которого имеется гальванически изолированное контактное кольцо 19, входящее в паз 10 и взаимодействующее с контактами 11 и 12, при этом зазор между кольцом 19 и контактами 11 и 12 выполнен минимальным. На торцевой поверхности диска 17 имеется ламельное кольцо 20, гальванически связанное с кольцом 19. Диск 17 жестко установлен на валу 21 редуктора 5, при этом длина вала 21. определяющая крутильную жесткость устройства и связанные с ней погрешности, выбирается минимально возможной. К ламельным кольцам 13, 14 и 20 прилегают контактные поверхности щеток 22-24, электрически связанных с регистрирующим устройством 25. На валу между двигателем 2 и ведомым диском 8 установлен быстродействующий тормоз 26, состоящий, например, из подвижных плюсов 27 и 2Й, катушки 29 и пружины 30 сжатия. Регистрирующее устрргйство 25 имеет два выхода, один из которых 31 подключен к катушке 29 тормоза 26, а другой выход 32 регистрирующего устройства 25 подключен к схемам 3 и 6 управления обоих двигателей 2,4.

Устройство работает следующим образбм.

Напряжение питания подается одновременно на испытуемый двигатель 2 и двигатель 4 замедления, обеспечивая их однонаправленное движение. Если момент,

5 развиваемый двигателем 2, больше, чем требуемый и определяемый задатчиком 16 момента, то укрепленный на валу 7 ведомый диск 8 муфты 9 обгонит ведущий диск 17 и кольцо 19 поводка 18 всегда будет взаимодействовать с одним из контактов 11 и 12. Это соединение формирует цепь, состоящую из ламели 20. одной из ламелей 13 и 14, которая вырабатывает в регистрирующем устройстве 25 команду на непрерывную

5 подачу питания на оба двигателя 2 и 4, а это говорит о пригодности двигателя 2, т.е. его пусковой момент не менее заданного. Момент, развиваемый двигателем 2, уравновешивается реакцией одной из пластин

0 11 и 12 на воздействие кольца 19 поводка 18. При испытаниях высокомоментных (свыше 10000 Гсм) двигателей взаимодействие указанных элементов целесообразно обеспечить по поверхности, в крайнем случае по

5 линии, а не в точке, ак это происходит в известном устройстве. Кроме того, при увеличении площади взаимодействия обеспечивается надежный контакт. Поэтому паз 10 имеет цилиндрическую форму и его

0 стенки, имеющие контактные пластины 11 и 12, параллельны радиальной оси симметрии паза 10, т.е. среднему радиусу диска 8 в зоне паза 10. Учитывая достаточно малый зазор между кольцом 19 и пластинами 11 и 12

5 (0,2-0,3 мм) и радиальные габариты диска 8, указанное условие прилегания кольца 19 к пластинам 11 и 12 полностью обеспечивается. А установка ведущего диска 17 во внутреннее отверстие диска 8 при сборке

0 устройства ни конструктивно, ни методически трудностей не представляет.

Это существенно уменьшает габариты устройства и позволяет проводить, как было указано выше, испытания нескольких дви5 гателей 2 в климатических камерах малого обьема, а также имеет значение при механических испытаниях. Очевидно, что при такой конструкции поводок «18 должен быть укреплен в диске 17 радиально.

0 С помощью двигателя 4 замедления обеспечивается медленное движение вала 7. Это дает возможность, во-первых, проверять именно пусковой момент двигателя 2, поскольку с увеличением скорости развиваемый момент падает. Во-вторых, характеристика момента, особенно у коллекторных электродвигателей, может иметь провалы пикового характера. При быстром движении вала 7 подвижная система имеет большую

кинетическую энергию, за счет которой без

двигателя А замедления, подвижная система на валу 7 пройдет этот провал момента и двигатель 2 будет признан годным. Это особенно недопустимо для моментных двигателей, работающих в заторможенном режиме, где момент должен обеспечиваться в каждой точке.

Если в устройстве двигатель 2 имеет провал момента ниже определяемого задатчиком 16, ведомый диск 8 отстранен от диска 17 и кольцо 19 коснется другой из пластин 11 и 12, Это сформирует цепь, по которой регистрирурощее устройство 25 выработает сигнал на пульт о непригодности двигателя 2 к эксплуатации. Однако этого /-1ЛЯ исследования и разработчика недостаточно, поскольку необходимо определить причины дефекта у двигателя 2, Эта задача облегчается, если зафиксировать взаимные положения ротора и статора двигателя 2 в момент дефекта. Для чего в устройство введен тормоз 26, Теперь при наличии дефекта регистрирующее устройство 25, кроме сигналао дефекте, сформирует еше одну команду, в соответствии с которой по выходу 32 подается сигнал на схемы 3 и 6 управления двигателей 2 и 4, обесточивая последние, а по выходу 31 подается питание на катушку 29 укрепленного на основании 1 тормоза 26, создающую возбуждение в подвижных полюсах 27 и 28, которые, преодолевая усилие пружины 30, охватят вал 7 и зафиксируют взаимные положения ротора и статора двигателя 2, Это особенно важно при испытаниях в камера или на других установках, где испытуемый двигатель скрыт от оператора. Теперь исследователь имеет возможность наблюдать состояние коллектора или взаимные положения магнитов ротора относительно полюсов статора именно а состоянии дефекта, если не обесточивать катушку 29, Зазоры между полюсами 27 и 28 и валом 7 выполняются минимальными и в течение нескольких миллисекунд тормоз 26

зафиксирует вал 7, что при малой скорости вращения обеспечить указанную фиксацию в дефектном положении машины.

Таким образом заявляемое устройство обеспечивает уменьшение массогабаритных показателей и повышение достоверности определения дефекта, при этом остальные показатели не ухудшаются,

Формула изобретения

Устройство для испытания моментных электродвигателей, содержащее основание, установленные на вал испытуемого электродвигателя задатчик момента и ведомый диск поводковой муфты с пазом, на боковых поверхностях которого имеются контакты, двигатель замедления со схемой управления и редуктором, на валу которого установлен ведущий диск поводковой муфты с поводком, на котором укреплено гальванически изолированное контактное кольцо, три ламельных кольца, установленных на обеих дисках муфты и гальванически

связанных соответственно с контактными

пазами и контактным кольцом поводка, регистрирующее устройство, связанное с контактными щетками, прилегающими к ламелям, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритных размеров и

повышения достоверности определения дефекта в испытуемом электродвигателе, задатчик момента совмещен с ведомым диском, ведущий диск установлен в кольцевом отверстии ведом9го диска, поводок установлен радиально, паз имеет цилиндрическую форму, стенки паза, имеющие контакты, параллельны радиальной оси симметрии паза, на валу испытуемого электродвигателя установлен тормоз, один из

выходов регистрирующего устройства подключен к тормозу, а другой выход регистрирующего ycTpovliOTBa подключен к схемам управления двигателя замедления и испытуемого электродвигателя.

/

2

Изобретение предназначено для автоматизированной проверки моментных характеристик электродвигателей и исследования причин возможных проваловразвиваемого момента. Цель изобретения - уменьшение габаритных размеров и повышение достоверности определения дефекта в испытуемом электродвигателе. Задатчик 16 момента совмещен с ведомым диском 8, ведущий диск 17 установлен в кольцевом отверстии ведомого диска 8. поводок 18 установлен радиально, паз 10 имеет цилиндрическую форму. Стенки паза 10. имеющие контакты 11 и 12. параллельны радиальной оси симметрии паза 10. на валу 7 испытуемого электродвигателя 2 установлен тормоз 16. Один из выходов 31 регистрирующего устройства 25 подключен к тормозу 16, а второй выход 32 регистрирующего устройства 25 подключен к схемам 3 и 6 управления двигателя 4 замедления и испытуемого электродвигателя 2. 2 ил.