Стенд для испытания тяговых генераторов Советский патент 1982 года по МПК G01R31/34 

(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТЯГОВЫХ-ГЕНЕРАТОРОВ

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено для нагрузочных испытаний тяговых генераторов постоянного токами тяговых синхронных генераторов с выпрямителем с рекуперацией электрической энергии в сеть переменного тока.

Известны устройства для нагрузочных испытаний генераторов с рекуперацией электрической энергии в сеть переменного тока, в которых преобразование электрической энергии, полученной при испытаниях, происходит при помощи электрических машин: нагрузочных двигателей постоянного тока и синхронных, либо асинхронных гецерйторов 1.

Недостатком указанных стендов является низкая производительность при снятии Характеристик.

Известен также стенд для испытания тяговых генераторов содержащий нагруз-очную машину постоянного тока с возбудителем и суммирующим усилителем, синхронный генератор, подключенный к сети, вал генератора механически соединен с нагрузочной машины, выключатель, предназначенный для соединения якорных цепей нагрузочной машины испытуемого генератора,

ч

датчики состояния выключателей в якорной цепи нагрузочной машины и в сети синхронного генератора, датчик тока, предназначенный для включения в якорную цепь испытуемого генератора, блок заданной частоты вращения испытуемого генерат.ора, блок уставок тока нагрузки, автоматизированную измеритегьн5 ю систему, ло10гические элементы И,И-НЕ, ИЛИ-НЕ, триггеры, инверторы, реверсивный счетчик, соединенный с дешифратором, компаратори элементы временной задержки 12 .

15

Недостатком такого стенда является малая производительность труда при снятии характеристик испытуемого генератора.

Цель изобретения - повышение про20изводительности труда при испытаниях путем автоматизации процессов задания нагрузки и измерения характеристик.

Цель достигается тем, что первый

25 вход блока уставок, соответствующий первой уставке тока нагрузки испытуемого генератора, соединен через инвертор с выходом первого элемента И-НЕ, а остальные входа блока уста30вок соединены с выходами дешифратоpa, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а вхо ды сложения и вычитания счетчика соединены с выходами второго и треть его элементов И-НЕ, первые входы которых объединены и соединены через элемент временной задержки с выходом первого элемента И и с запускающим входом автоматизированной измерительной системы, вторые их входы (также объединены и соединены с выходами второго триггера, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ и с первым входом первого, триггера. Второй вход второго триггера через инвертор соединен с последним входом блока уставок, соответствующим последней уставке тока нагрузки испытуемого генератора. Первый вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом датчика состояния выключателя синхронного генератора, а. второй через элемент ИЛИ-НЕ соединен с выходами реверсивного счетчика Первый вход первого элемента И соединен с выходом датчика состояния выключателя якорной цепи испытуемого генератора. Второй, вход первого элемента И через элемент временной задержки соединен с выходом компаратора, первый вход которого соединен выходом датчика тока, а второй - с выходом бл5ка уставок. Третий вход первого элемента И соединен с вторым входом первого триггера и выходом второго элемента И. Первый вход второго .элемента И соединен через элемент временной задержки с выходом датчика состояния выключателя синхронного генератора, at второй с вы.ходом датчика частоты вращения испытуемого генератора. На чертеже приведена схема стенда Автоматизированный сте.нд предназначен для испытания тягового генератора 1, якорная цепь которого соединена с якорной цепью нагрузочной машины 2 выключателем 3. Вал нагрузо ной м.ашины 2 соединен с валом синхронного генератора 4, подключенного через выключатель 5 к сети. Возбудитель 6 нагрузочной машины 2 соединен с выходом суммирующего усилителя 7, один вход которого соединен с выходо датчика 8 тока испытуемого генератора 1., а другой - с выходом блока 9 уставоктока нагрузки испытуемого генератора 1. Первый вход блока 9 уставок 9 через инвертор 10 соединен с выходом первого элемента И-НЕ 11. Остальные входы блока 9 уставок соединены с своими выходами дешифратора 12, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика 13 и выходами элемента ИЛИ-НЕ 14. Входы . сложения и вычитания реверсивного счетчика 13 соединены с выхода.ми вто рого и третьего элементов И-НЕ 15 и 16 соответственно. Первые входы элементов И-НЕ 15 и 16 объединены и соединены через элемент 17 временной задержки с выходом первого элемента И 18 и запускающим входом автоматизированной измерительной системы 19. Вторые входы элементов И-НЕ 15 и 16 также объединены и соединены с и 1версным выходом первого триггера 20, третий вход элемента И-НЕ 15 соединен с прямым, а третий вход элемента И-НЕ 16 - с инверсным |Выходом второго триггера 21. Устано-. вочный вход второго три.ггера 21 соединен с выходом первого элемента И-НЕ и счетным входом первого триггера 20. Установочный вход второго триггера 21.через инвертор 22 соединен с последним входом блока 9 уставок, сортветствующим последней уставке тока нагрузки испытуемого генератора 1. Первый вход элемента И-НЕ 11 соединен с выходом датчика 23 состояния выключателя 5, а второй, вход с выходом элемента 14. Первый вход элемента И 18 соединен с выходом датчика 24 .состояния выключателя 3, второй его вход через элемент 25 временной задержки соеди- нен с выходом компаратора 26, а третий вход элемента И 18 соединен с установочным входом первого триггера 20 и выходом второго элемента И 27,первый вход элемента И 27. соединен через элемент 28 временной задержки с выходом датчика 23, а второй его вход соединен с выходом датчика 29 заданной частоты вращения испытуемого генератора 1. Первый вход компаратора 26 соединен с выходом датчика 8 одним из входов сунюлирующеро-у :илителя 7. Второй вход компаратора 26. соединен с выходом блока 9 уставок и вторым входом суммирующего усилителя 7. Схема работает следующим образом. В исходном состоянии испытуемый генератор 1 не работает, включатели 3 и 5 отключены. На выходах датчиков 23,24 и 29 имеются сигналы лоПоэтому на выходах гических элементов И .18 и 27 имеются сигналы логических О, а на выходах элементов И-НЕ 11,15 и 16 сигналы логических; 1 . Поскольку на установочном входе первого триггера 20 имеется сигнал логического О, то на инверсном выходе первого триггера 20 имеется сигнал логической . На всех выходах реверсивного счетчика 13 и всех входах блока 9 уставок имеются сигналы,логических О. На выходе элемента ИЛИ-НЕ 14 имеется сигнал логической , на установочных входах второго триггера 21 имеются сигналы логических . йзахрдной сигнал дйтчика 8 отсутствует . После замыкания выключателя 3 пус и синхронизация синхронного генератора 4 осуществляются путем плавного изменения напряжения на. зажимах испытуемого генератора 1. Появление логической на выходе датчика 24 не изменит состояния схемы. Вклю ченйе выключателя 5 приводит к появ лению сигнала логической ц на выходе датчика 23, что ведет к появ лению сигнала логическо1:о выходэ первого элемента И-НЕ 11. При этом на выходе инвертора 10 появляется сигнал логической , который поступает на первый вход блока 9 уставок и .устанавливается первая уставка тока испытуемого генератора 1, на установочном входе триггера 21 появляется сигнал логического О, а на выходе, соединенном с третьим входом второго эле мента И-НЕ 15, появляется сигнал логической , . Состояние триггер 20 не изменяется, так как на устано вочном входе триггера 20 в момент появления нулевого сигнала на счетномО-входе имеется нулевой сигнал, поступанлций е выхода элемента )27. По -истечении времени задержки, обеспечиваемого элементом 2 временной задержки 28,. на первом входе элемента 27 появляется сигнал логической Ч. Если скорость испытуемого генератора соответствует заданной, на втором входе элемента 27 также имеется сигнал логической Ч поступакиций с выхода датчика 29, и на выходе элемента 27 появляется сигнал логической , поступающий на установочный вход триггера 20 и третий вход элемента И 18. Состояние триггера 20 не изменяется. При равенстве тока якорной цепи ток уставки сигналы, поступакицие на ком паратор 26 с выхода блока уставок 9 и датчика 8, с±анут равными и на выходе компаратора 26 появится сигнал логической , который по ис течении времени, определяемого элементом 25 временной задержки и соответствующего времени окончания пе реходных процессов в якорной цепи испытуёмбго генератора 1, поступает на второй вход элемента И 18. При этом яа выходе элемента И 18 появляется сигнал логической 1 , поскольку на осташьных входах элемента И 18 также имеются сигналы Сигнал логической логических с выхода- элемента И 18 включа ет автоматизированную измерительную систему 19, которая фиксирует контр лируемые параметры. По истечении времени, необходима го для фиксации контролируемых параметров и обеспечиваемого элементо временной задержки 17, на первых вх дах элементов И-НЕ 15 и 16 появляется сигнал логической Vl. Таким образом, на всех входах элемента И-НЕ 15 имеются сигналы логической Ч и на выходе последнего появляется сигнал логического О, крторый поступает на вход сложения, счетчика 13. На первом гь1ходе счетчика 13 появится сигнал логической . , поступающий на дешифратор и элемент ИЛИ-НЕ 14, на выхоДе которого появляется сигнал логического О , На первом выходе дешифратора 12 появляется сигнал логической , поступакиций на второй вход блока 9 уставок, который установит следующую уставку тока. При этом на выходе элемента И-НЕ 11 появля ется сигнал логической ,а на выходе инвертора 10 - сигнал логического 0 который отключает первую уставку тока.Состояние триггера 21 не изменяется. На выходе компаратора 26устанавливается сигнал логического О ,при этом на выходе элемента И 18 и первом входе, элемента И-НЕ 15 также,устанавливаются сигналы логического О , а на выходе элемента И-НЕ 15 сигнал логической 1 . Состряаиё счетчика 13 не изгоняется. При установлений в якорной цепи тока, равного ходу второй уставки, на выходе компаратора 26 снова появится сигнал логической 1 , который элементы 25 и И 18 поступит на вход: автоматизированной измерительной системы 19 и далее через элемент 17 на вход элемента И-НЕ 15. На.выходе последнего появится сигнал логическо-. го О , который поступит на вход счетчика 13. Выходной сигнал счетчика 13 измен1 тсд и преобразуется дешифратором 12 в сигнал логической Ч на его втором выходе, oтopый включает третью уставку тока и так далее. Состояние элемента 14 при этом не изменяется.. При появлении сигнала логической Ч на последнем выходе дешифратора 12 устанавливается последняя уставка тока, а на выходе инвертора 22 появляется сигнал логического О , который переводит триггер 21 в другое устойчивое состояние так, что на его инверсном выходе, соединенном со входом элемента И-НЕ 16, появляется сигнал логической Ч . На прямом выходе триггера 21, соёдциненном с входом элемента И-НЕ 15, появляется сигнал логического; . Таким образом происходит отключение от схемы входа сл ожения счетчика 13 и включение входа вычитаний. Это обеспечивает повторение всех уставок тока в рбратном порядке. При установлении в якорной цепи тока равного току последней уставки выходной сиг- нал компаратора 26 включит автоматизированную измерительную систему 19 и затем поступит на вход элемента И-НЕ 16, Теперь на всех его входах имеются сигналы логических I, а на выходе установится сигнал логического О , поступающий на вход вычитания счетчика 13. На предпоследнем входе дешифратора 12 появитс сигнал логической включит предьщущую уставку тока и т.д. На выхоДе инвертора 22 появится сигнал логической , который состояние триггера 21 не изменит. После отработки второй уставки, соответству ющей сигналу логической i на первом выходе дешифратора 12, выход ной сигнал компаратора 26 поступит, через элементы 25,18,17 и 16 на вход вычитания счетчика 13, что приведет к установлению сигналов логических 0 на всех его выходах.и на выходах дешифратора 12„ На выходе элемента ИЛИ-НЕ 14 установится сигнал логической , на выходе эле мента И-НБ 11 - сигнал логического и на выходе инвертора 10 - си .нал логической , который посту пает на первый вход блока 9 уставок и включает Аервую уставку. Сигнал логического О с выхода элемента И-НЕ 11 поступает также на счетный вход триггера 20, что вызывает изменение его состояния и появление на ето выходе сигнала логического 0 который запрещает прохождение сигна 1ов с комларатора через элементы И-НЕ 15 и 16 на входы счетчика 13, Автоматическое изменение уставок прекращается. Далее, испытуемый генератор 1 оста навливается и выключатель 3 отключается оператором. На выходе датчика 29 появляется сигнал логического О, который через элемент 27 поступает на установочный вход триггера 20, что приводит к появлению на выход е триггера 20 сигнала логической , разрешающего прохождение сигналов компаратора 26 через элементы И-НЕ 15 и 16. Таким образом схема подготовлена к повторной автоматической работе -после замены испытуемого генератора 1 новым, включени выключателя 3 и установления заданной частоты вращения. Устройство обеспечивает повышение производительности и надежности испытаний, так как схема работает без участия оператора, исключая тем самым его неправильные действия. Кроме того, схема обеспечивает снятие прямой и обратной ве.твей внешней характеристики испытуемого генератора, что позволяет учесть влияние гистерезиса при настройке системы автоматического регулирования возбуждения тягового генератора и повысить качество настройки. Формула изобретения Стенд для испытания тяговых генераторов, содержащий нагрузочную машину постоянного тока с возбудителем и суммирующим усилителем, синхронный генератор, подключенный к сети, вал которого механически соединен с валом нагрузочной машины, выключатель, предназначенный для соединения якорных цепей нагрузочной машины испытуемого генератора, датчики состояния выключателей в якорной цепи нагрузочной машины и в сети синхронного генератора, датчик тока, предназначенный для включения в якорную цепь испытуемого генератора, блок заданной частоты вращения испытуемого генератора, блок уставок тока нагрузки, автоматизированную измерительную систему, логические элементы И, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, триггеры, инверторы, реверсивный счетчик, соединенный с дешифратором, компаратор и элементы временной задержки, отличающийся тем, что, с це) повышения производительности, первый вход блока уставок, соответствующий первой уставке тока на грузки испытуемогогенератора, соединен через инвертор с выходом первого элемента И-НЕ, а остальные входы блока уставок.соединены с выходами дешифратора, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а входа сложения и вьгчитания счетчика соединены с выходами второго и третьего элементов И-НЕ, первые входы которых объединены и соединены через элемент временной задержки с выходом первого элемента И и с запускающим входом автоматизированной измерительной системы, вторые их входы также объединены и соединены с выходами второго триггера, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ и с первым входом первого триггера, а. второй вход второго триггера через инвертор соединен с последним входом блока уставок, соответствующим последней уставке тока нагрузки испытуемого генератора; первый вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом датчика состояния выключателя синхронного генератора, а второй его вход через элемент ИЛИ-НЕ соединен с выходами реверсивного счетчика; первый вход первого элеме.нта И соединен с выходом датчика состояния выключателя якорной цепи испытуемого генератора, второй его вход через элемент временной задержки соединен с выходом компаратора, первый вход которого соединен с выходом датчика тока, а второй - с выходом блока уставок, третий вход первого элемента И соединен с вторым

входом первого триггера и выходом второго элемента И, первый вход которого соединен через элемент временной задержки с выходом датчика состояния выключателя синхронного генератора, а второй - с выходом датчика заданной частоты вращения испытуемого генератора .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1971, с. 88-89.