Стенд для обкатки и испытания двига-ТЕля ВНуТРЕННЕгО СгОРАНия Советский патент 1981 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к стендам для обкатки и испытаний двигателей.

Известны стенды для обкатки и испытаний двигателей внутреннего сгорания, содержащие в качестве, привода и тормоза асинхронную машину с фазным ротором, обмотки статора которой соединены через переключатель с сетью, и устройства регулирования и измерения частоты вращения и момента l .

Однако известные стенды не позволяют создавать статические нагрузки на валу испытуемого двигателя внутреннего сгорания при частоте вращения ротора асинхронной машины ниже синхронной и не могут быть использованы при отсутствии силовой электрической сети или ее ограничен ной мощности. Это ограничивает область применения стендов.

Цель изобретения - расширение диапазона частоты вргицения, в котором могут создаваться статические нагрузки на валу испытываемого двигателя и сферы его использования. Поставленная цель достигается тем, что в цепь обмотки ротора асинхронной машины включен управляемый выпрямитель, подключенный к обмоткам статора, и последние шунтированы обратным диодом и снабжены выключателем сети постоянного тока для начального подмагничивания

На чертеже представлена схема предлагаемого стенда.

Стенд содержит асинхронную машину 1 с фазным ротором, управляемый выпрямитель, состоящий из тиристоров 2 и диодов 3, нагрузочные резисторы 4 и 5, усилитель 6, сравнивающее релейное устройство 7, обратный диод 8, выключатели 9 и 10 устройства 11 и 12 для измерения крутящего момента и частоты вращени соответственно, переключатель 13 и разделительные диоды 14, испытуемый двигатель 15 внутреннего сгорания.

Стенд работает следующим образом.

Система регулирования частоты враицения и тормозного момента замкнутая, с введением обратных связей от устройств 11 и 12. Сигнал обратной связи сравнивается на входе устройства 7 с заданным. При их рассогласовании на управляющие электроды тиристооов 2 через усили5:ель 6 и разделительные диоды 14 подается отпирающий импульс. Тиристоры открываются и в цепь рото ра асинхронной машины включаются нагрузочные резисторы 4 и 5.

При холодной приработке двигателя 15 выключатель 10 включен, выключатель 9 выключен, а переключатель 13 установлен в положение, когда обратной связи на сравнивающее устройство 7 поступает с устройства 12 для измерения частоты вращения. В начальный момент времени пуска сигнал обратной связи меньше заданного, тиристоры открыты и частота вращения ротора машины увеличивается. При равенстве сигналов на входе сравнивающего устройства 7 сигнал на управляющих электродах тиристоров 2 исчезает. В момент прохождения тока через нуль тиристоры 2 закрываются и в цепь ротора вводится большое добавдчное сопротивление. Частрта вращения двигателя начинает снижаться. Одновременно уменьшается величина сигнала обратной связи, и как только величина рассогласования достигнет порогового значения, сравнивающее релейное устройство 7 возвратится а исходное состояние. В результате этого на управляклцие электроды тиристоров 2 поступит сигнал управления, тиристоры отпираются и частота вращения ротора машины увеличивается. В дальнейшем процесс переключения тиристоров повторяется, а частота вращения поддерживается на заданном уровне.

При горячей приработке двигатель внутреннего сгорания вращает ротор асинхронной машины 1. Для создания статической нагрузки на валу испытуемого двигателя внутреннего сгорания при частоте вращения ротора асинхронной машины ниже синхронной выключается выключатель 10, включается выключатель 9, на входе сравнивающего устройства 7 устанавливается заданное значение крутящего момента, переключатель 13 устанавливается в положение, соответствующее поступлению сигнала обратной связи от устройства 11 для измерения крутящего момента. Начальное подмагничивание асинхронной машины осуществляется от аккумуляторной батареи или другого источника тока, значение которого составляет 3-5% от номинального. При питании статора асинхронной машины постоянным током в проводниках обмотки вращающегося ротора, пересекающих неподвижное в пространстве по постоянного тока статора, наводитс ЭДС, вызывающая появление тока в обмотках ротора. При взаимодейстВИИ тока ротора с магнитным током

статора на валу создается тормозной момент, стремящийся снизить частоту вращения ротора. Так как обмотки статора асинхронной машины подключены к выпрямленному току ротора, то ток поддерживается автоматически за счет самовозбуждения машины. Создание статической нагрузки методом динамического торможения с самовозбуждением возможно также и при частоте вращения ротора вы синхронной. Но при наличии электричекой сети с достаточной мощностью потребителей выгоднее в этом случае использовать режим рекуперативного торможения, когда энергия торможени отдается в электрическую сеть. Для этого выключается выключатель 9 и включается выключатель 10. Заданное значение статической нагрузки на валу поддерживается постоянным за счет сигналов обратной связи от устройства 11 измерения крутящего момента. Работа элемента стенда в режиме торможения аналогична работе в двигательном режиме. Наиболее благоприятные режим и зона торможения устанавливаются с помощью нагрузочных резисторов 4 и 5. Диод 8 обеспечивает протекание тока по обмоткам статора под действием ЭДС самоиндукции в период запирания тиристоров 2 и уменьшает его пульсации.

Возможность создавать на стенде статические нагрузки на валу испытуемых объектов не только при работе асинхронной машины в режиме рекуперативного торможения, но и в режиме динамического торможения с самовозбуждением позволяет испытывать двигатели внутреннего сгорания практически во всем необходимом при испытании в обкатке диапазоне частоты вращения его вала. Возможность использования стенда при отсутствии силовой электрической сети позволяет применять стенды на передвижных средбтвах. Изобретение быть использовано также в аналогичных стендах, находящихся в эксплуатации.

Формула изобретения

Стенд для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания,

содержащий в качестве привода и тормоза асинхронную машину с фазным ротором, обмотки статора которой соединены через переключатель с сетью, и устройства регулирования

и измерения частоты вращения и момента, отличающийся тем, что, с целью создания статических нагрузок на валу .испытуемого двигателя в более широком диапазоне частот вращения, в цепь обмоток

ротора асинхронной машины включен управляемый выпрямитель, подключенный к обмоткам статора, и последние шунтированы обратным диодом и снабжены выключателем сети постоянного тока для начального подмагничивания.

Источники информации, принятые во внимание при. экспертизе

1. Погорелов И.Л. Электрические стенды ГОСНИТИ для обкатки и испытания двигателей на ремонтных предприятиях. М. , БТИ, 1969.

.

КН