Устройство для испытания механической трансмиссии Советский патент 1980 года по МПК H02P5/00 

машины по .сравнению с-маигинами постоянного гока обладают большими предельными мощносгш-ли и имеют более высокие частоты вращения. Цель изобретения - расширение функциональных Еюзможностей известного усг ройства. Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для испытания механической трансмиссии электрические машины выполнены синхроннь ми, а на их общий вал установлеиа дополнительная электрическая машина с регулируемым источником напряжения и системой регулирования частоты вращения, включающей датчики частоты вращения и тока двигателя , оадатчик интенсив ностии регуляторы частоты вращения и тока, причем задатчик интенсивности системы регулирования частоты вращения подключен к одному из выходов прог раммного устройства, а также тем, что вводится узел демпфирования колебаний, включающий последовательно соединенные блок полосового фильтра, блок диффернцирования, блок регулируемого запаздывания и блок регулируемой амплитуды, причем вход узла коррекции подключен к датчику упругого момента, а выход узла коррекции - ко входу регуля тора тока дополнительной электрической машины, а еще и том, что выход узла коррекции подключен ко входу регуля - тора тока возбуждения синхронной ма,шины. На чертеже изображена функциональна схема предлагаемого устройства. Синхронный генератор I и синхронный двигатель 2 соединены мемаду собой ме.ханически через испытуемую механическ передачу v3 с дагчиком 4 упругого момента, при этом двигатель 2 жестко механически связан с электрической мащи- ной 5; например, -постоянного тока. Кроме того, обмотки статоров генератора 1 и двигателя 2 соединены электрически через контактное устройство 6 разрыва цепи. Статический возбудитель 7 синхронных мащин подключен своим выходом к цепи из двух последовательно соединенных обмоток возбуждения синхронных мащин. Нерегулируемый статический воз будитель 8 двигателя 5 постоянного ток Подключен к обмотке возбуждения двигателя 5 постоянного тока. Источник 9 регу.шфуемог6 напряжения подключен к якорю двигателя 5. Выход датчика Ю угловой ско хх:ти двигателя 5 связан с входом регулятора 11 )й скорое ти двигателя Л. Д;1тч)1к- 12 тока двигателя 5 связан срюим вглходом со входом регулятора 13 тока двигателя 5. Причем вход регулятора 11. тловой скорости связан с выходом задатчика 14 интенсивности, а - со входом регулятора 13 тока двигателя 5. Выход регулятора 13 тока двигателя 5 связан со входом источника 9 регулируемого напряжения. Датчик 15 тока гюзбуждения синхронной машины связан со входом регулятора 16 тока возбуждения синхронных машин, а датчик 17 тока синхронных машин 1 и 2 соединен со входом регуляторй18 тока синхронных маишн, причем выход регулятора 18 тока связан со входом регулятора 16 тока возбуждения машин 1 и 2. Вход регулятора 19 момента нагрузки испытуемой механической передачи подключен к датчика 4 упругого момента и к выходу задатчика 20 интенсивности, который своим входом связан с выходом программного устройства 21, которое связано со входом задатчика 14 интенсивности. Выход датчика 4 упругого момента через последовательно соединенные блоки полосового фильтра 22, дифференцирования 23, peryJUipyeMoro запаздывания 24 и регулируемой амплитуды 25 связан со входами регулятора 13 тока двигателя 5 и регулятора II угловой скорости. До начала работы стенда синхронный генератор и синхронный двигатель расфазируются между собой таким образом, что угол составляет примерно 9О электрических градусов. Для этого с помощью контактного устройства разрыва цепи предварительно разрывается электрическая цепь статоров, механически связанных через передачу синхронных машин. Затем с помощью двухлучевого осшшлографа, подключаемого одновременно к обмоткам статора каждой машины, при поданном возбуждении маишн и при постоянной частоте вращения их роторов определяется их угол расфазировки. Затем машины останавливаются и их роторы смещаются друг относительно друга на необходимый угол, и в этом положении закрепляются. Затем опять проверяется полученный угол расфазировки. Если угол соответствует 90 эл.град., то мащины оставляются в таком положенш для работы стенда. Если угол отличается от требуемого, го расфазировка продолжается по вышеизложенному методу. Устройство работает следующим образом. Сигнал от программного устройства 21 поступает через залатчик 14 интенсивности на вход регулятора 11 скорости двигателя 5 постоянного тока, далее сигнал проходит через регулятор 13 ток и на выходе регулируемого источника 9 начинает возрастать напряжение, вследствие чего двигатель 5 постоянного тока начинает разгоняться, пока не -достигает заданного значения угловой скорост Разгон проходит под контролем величины тока двигателя 5. При этом приводят ся во вращение роторы синхро1шых маши 2 и I и связывающая их механически передача 3. После достижения заданной угловой скорости механической передачи в соответствии с , заданной программой начинают загружаться машины I и 2. Для этого сигнал от программного устройства 21 через задатчик 2О интенсивности поступает на регулятор 19 момента нагрузю механической передачи 3, регулятор 18 и регулятор 16 тока возбуждения синхронных машин I и 2. На выходе статического возбудителя 7 появляется напряжение, а в цепи обмоток возбуждения синхронных машин появляется ток. Вследствие этого синхронный генератор I начинает вырабатывать электрическую энергию, которая по электрической цепи с датчиком 17 тока и контактным устройством 6 поступает в статор синхронного двигателя 2, а затем в виде механической энергии через передачу 3 снова перадается генератору I. Так работают машины I и 2 в схеме взаимной нагрузки. Двигатель 5 постоянного тока со своей системой регулирования обеспечивает стабилизацию заданной скорости, а также компенсирует электрические и механические потери синхронных машин. Мощность двигателя 5 обычно не превышает 10% мощности синхронного генератора I или двигателя 2. Стабилизация тока и тока возбуждения синхронных машин, а также момента нагрузки обеспечиваются с помощью введения соответствующих отрицательных обратных связей от датчиков тока 17, тока возбуждения 15 и упругого момента 4. При резких изменениях задания угло. вой скорости двигателя 5 или момента нагрузки и Б передаче 3 в системе воз никают колебания. При возникновении ко колебанийв работающем стенде наличие жесткой отрицательной обратной связи по ynpyroNty NfoMeHTy создает сигнал, ко торый демпфирует колебания. Одновременно с этим по цепи датчик 4 упр того момента, блоки полосового фильтра 22, дифференцирования 23, регулируемого запаздывания 24 и регулируемой амплитуды 22, входы регулятора 13 тока двигателя постоянного тока и регулятора 16 тока возбуждения синхронцых машин проходит сигнал коррекции, создающий в машинах I и 2 и в двигателе 5 составляющие моментов в противофазе с переменной составляющей упругого момента, способствующий демпфирюванию колебаний в электроприводе. Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает устойчивую работу синхронных машин при их взаимной нагрузке во всем диапазоне требуемого нагружения механической передачи без снижения заданного быстродействия, .системы, что позволяет провести весь цикл испытаний механической передачи с требуемым быстродействием изменения частоты вращения ее и момента нагрузки. Формула изобретения I. Устройство для испытания механической трансмиссии, содержащее две электрические машины, связанные между собой электрически, а механичкски - через указанную трансмиссию, возбудитель подключенный к последовательно соединенным обмоткам возбуждения указанных электрических машин, и систему регулирования момента нагрузки, включаю«г щую датчик упругого момента, датчик тока, вштюченный между электрическими машинами, и датчик тока возбуждения электрических машин, и последовательно соединенные : программное устройство задатчик интенсивности, регуляторы момента, тока и токавозбуждения электрических машин, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расш}фения функциональных возможностей, электрические машины вь;полНены синхронными, а на их общий вал установлена дополнительная электрическая машина с регулируемым источником напряжения и системой регулирования частоты вращения, включающей датчики частоты вращения и тока двигателя, задатчик интенсивности и регуляторы частоты вращения и тока,причем задатчик интенсивности систек1Ы регулирования частоты вращения

подключен к одному из выходов программного устройства.

2. Устройство по п. 1,отлича ющ е е с я тем, что в него дополнительно введен узел демпфирования колебаний, включающий последовательно соединенные блок полосового фильтра, блок дифференцирования, блок регулируемого запаздывания и блок регулир; емой амплитуды, причем вход узла коррекции подключен к датчику утфугого момента, а выход узла коррекции - хо входу регулятора тока дополнительной электрической машины.

3. Устройство по пп. 1 н 2, о т личающееся том, что выход узла коррекции подключен ко входу регулятора тока возбуждения слнхронн.гх маишн.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Борцов Ю. А. и др. Система управления нагрузкой испытатель юго стенда трансмиссией вертолетов. - В сб. Электропривод, М., 1976, № 2 (-46), с 1820.