нагружающее устройство стенда для испытания двигателей внутреннего сгорания
Классы МПК: | G01M15/00 Испытание машин и двигателей |
Патентообладатель(и): | Грибов Игорь Наумович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-07-01 публикация патента:
10.04.1995 |
Сущность изобретения: нагружающее устройство содержит асинхронную машину, фазный ротор которой подключен к неуправляемому блоку вентилей 2, ведомый сетью инвертор 3, дроссель 4, токоограничивающие реакторы 5, микроэлектронный преобразователь Холла 6, источник выпрямленного тока 7, понижающий трансформатор 8, коммутационный аппарат 9, переключающее устройство 10, блок 11 выбора режима, датчик 12 скорости, блок управления 13, устройство согласования 14, датчик тока 15, регуляторы 16 и 17 момента и скорости, датчик момента 18, блок ключей 19, регулятор тока 20 и систему 21 импульсно-фазового управления инвертором. 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
НАГРУЖАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО СТЕНДА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее асинхронную машину с трехфазным статором и фазным ротором и неуправляемым роторным блоком вентилей, ведомый сетью инвертор, сглаживающий дроссель в цепи выпрямленного тока ротора, токоограничивающие реакторы, подключенные к цепи переменного тока инвертора, блок выбора режима обкатки, датчики момента, скорости и тока, систему импульсно-фазового управления инвертором, блок ключей, регуляторы скорости, момента и тока и логическое переключающее устройство, отличающееся тем, что оно снабжено источником выпрямленного тока, состоящим из регулятора, управляющего органа, системы импульсно-фазового управления и силового блока для стабилизации индукции магнитного поля в воздушном зазоре асинхронной машины и подключенным через понижающий трансформатор к трехфазной сети переменного тока, причем выход выпрямленного тока источника через коммутационный аппарат перехода на режим динамического торможения подключен к статорной обмотке асинхронной машины, микроэлектронным преобразователем Холла, состоящим из датчика Холла, усилителя и выходного каскада для измерения индукции магнитного поля в воздушном зазоре асинхронной машины, выход которого подключен к одному входу управления источника выпрямленного тока, к другому управляющему входу которого подключен блок выбора режима, при этом статор асинхронной машины подключен к трехфазной сети через коммутационный аппарат, к управляющему входу которого подключен блок устройства управления логической, к одному входу которого подключен блок логического переключающего устройства, а к другому входу блок устройства согласования, подключенный к датчику тока.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к испытанию двигателей внутреннего сгорания. Известны нагружающие устройства для испытания двигателей внутреннего сгорания [1] по схеме асинхронного вентильного каскада типа КИ 5662, которые содержат асинхронную машину с фазным ротором, вентильный преобразователь, токоограничивающие реакторы, системы управления, регулирования и защиты. Работа асинхронно-вентильного нагружающего устройства основана на введении в цепь ротора асинхронной машины с фазным ротором добавочной ЭДС. Такие нагружающие устройства обеспечивают: двигательный режим (холодной обкатки) при![нагружающее устройство стенда для испытания двигателей внутреннего сгорания, патент № 2032889](/images/patents/441/2032081/969.gif)
![нагружающее устройство стенда для испытания двигателей внутреннего сгорания, патент № 2032889](/images/patents/441/2032081/969.gif)
![нагружающее устройство стенда для испытания двигателей внутреннего сгорания, патент № 2032889](/images/patents/441/2032081/969.gif)
![нагружающее устройство стенда для испытания двигателей внутреннего сгорания, патент № 2032889](/images/patents/441/2032081/969.gif)
![нагружающее устройство стенда для испытания двигателей внутреннего сгорания, патент № 2032889](/images/patents/441/2032081/969.gif)
![нагружающее устройство стенда для испытания двигателей внутреннего сгорания, патент № 2032889](/images/patents/441/2032081/969.gif)
![нагружающее устройство стенда для испытания двигателей внутреннего сгорания, патент № 2032889](/images/patents/441/2032081/969.gif)
![нагружающее устройство стенда для испытания двигателей внутреннего сгорания, патент № 2032889](/images/patents/441/2032081/969.gif)
М
![нагружающее устройство стенда для испытания двигателей внутреннего сгорания, патент № 2032889](/images/patents/441/2032007/8776.gif)
В индукция магнитного поля. Для двигателей малой мощности, имеющих сравнительно малые Тэм, Тм электромагнитную и электромеханическую постоянные времени, пульсации М могут достигать значительной величины и вызывать пульсации частоты вращения. Кроме того, из-за реакции якоря при нагрузке существенно уменьшается магнитный поток электрической машины, что оказывает влияние на механические характеристики нагружающего устройства в целом. Целью изобретения является повышение эффективности устройства путем уменьшения пульсации момента нагрузки и частоты вращения для двигателей малой мощности. Поставленная цель достигается тем, что в нагружающее устройство стенда для испытания двигателей внутреннего сгорания, содержащее асинхронную машину с трехфазным статором и фазным ротором, неуправляемым роторным блоком вентилей, ведомый сетью инвертор, сглаживающий дроссель в цепи выпрямленного тока ротора, токоограничивающие реакторы, подключенные к цепи переменного тока инвертора, блок выбора режима обкатки, датчики момента, скорости, тока и систему импульсно-фазового управления инвертором, дополнительно введены источник выпрямленного тока, состоящий из регулятора, управляющего органа, системы импульсно-фазового управления и силового блока для стабилизации индукции магнитного поля в воздушном зазоре асинхронной машины, подключенный через понижающий трансформатор к трехфазной сети перемененного тока, выход выпрямленного тока которого через коммутационный аппарат перехода на режим динамического торможения подключен к статорной обмотке асинхронной машины, микроэлектронный преобразователь Холла, состоящий из датчика Холла, усилителя и выходного каскада, предназначенный для измерения индукции магнитного поля в воздушном зазоре асинхронной машины, выход которого подключен к входу управления источником выпрямленного тока, к другому управляющему входу которого подключен блок выбора режима, при этом статор асинхронной машины подключен через коммутационный аппарат к трехфазной сети, к управляющему входу которого подключен блок устройства управления логический, к одному входу которого подключен блок логического переключающего устройства, а к другому входу подключен блок устройства согласования, подключенный к датчику тока для стабилизации индукции в воздушном зазоре асинхронной машины с фазным ротором. Эффективность испытаний при использовании предлагаемого решения достигается повышением точности воспроизведения эксплуатационных и других нагрузочных режимов, так как устраняются пульсации момента и частоты вращения для двигателей малой мощности, имеющих малые постоянные времени, позволяет повысить качество и ускорить процесс доводки при разработке и изготовлении двигателей. Оно также позволяет поддерживать заданное электромагнитное состояние асинхронной машины, уменьшить воздействие вибрационных электродинамических сил, действующих на обмотку электрической машины, равномерно распределить магнитное поле в воздушном зазоре асинхронной машины, полнее использовать объем электрической машины, получить жесткую механическую характеристику электрической машины в режиме динамического торможения, устранить перенапряжения в обмотках машины, возникающие при пульсациях тока, т.е. повысить надежность изоляции. Таким образом, увеличивается надежность и ресурс нагружающего устройства в целом. Других решений со сходными признаками не обнаружено. На фиг. 1 представлена функциональная схема нагружающего устройства; на фиг. 2 схема подключения электрической машины; на фиг. 3 функциональная схема микроэлектронного преобразователя Холла; на фиг. 4 функциональная схема источника выпрямленного тока. Нагружающее устройство содержит асинхронную балансирную машину, соединенную с испытуемым двигателем внутреннего сгорания (например, типа 4АПК2Б) 1, фазный ротор которой подключен к неуправляемому роторному блоку вентилей 2, ведомый сетью инвертор 3 (типа ПТДЕ), сглаживающий дроссель 4 в цепи выпрямленного тока инвертора, токоограничивающие реакторы 5 в цепи переменного тока инвертора, микроэлектронный преобразователь Холла 6 (например типа ИПХ-45) в зазоре асинхронной машины, состоящий из датчика Холла 22, усилителя 23 и выходного каскада 24, источника выпрямленного тока 7 (например ТЕ4), состоящего из регулятора 25, управляющего органа 26, системы импульсно-фазового управления 27 (СИФУ) и силового блока 28, включенный через понижающий трансформатор 8 (например ТТ) к трехфазной сети, выход постоянного тока которого подключен к коммутационному аппарату 9 (например ПМЛ), который подключен к трехфазной сети и выводам статорной обмотки асинхронной машины 1, логическое переключающее устройство 10, вход которого подключен к блоку 11 выбора режима и датчику скорости 12, а выход подключен к входу блока устройства управления логическому 13 (например типа УЛ-2АИ), к другому входу которого подключен блок устройства согласования 14 (например ИН-ЗАИ), вход которого подключен к датчику тока 15, а выход блока устройства управления логического 13 подключен к входу управления коммутационного аппарата 9, регуляторы 16 и 17 момента и скорости, соединенные с блоком выбора режима 11 и соответственно с датчиком момента 18 и скорости 12, выход регуляторов 16 и 17 подключен к блоку ключей 19, вход которого соединен также с логическим переключающим устройством 10, регулятор тока 20 подключен со стороны входа к блоку ключей 19 и датчику тока 15, а со стороны выхода к системе импульсно-фазового управления инвертором 21. Устройство работает следующим образом. Логический сигнал задания режима горячей или холодной обкатки и сигнал задания величины скорости или нагружающего момента V3 подаются на вход блока 11 выбора режима с внешнего устройства управления. Блок выбора режима осуществляет управление логическим переключающим устройством 10 и в зависимости от режима обкатки подает сигнал задания величины скорости на вход регулятора скорости 17 или сигнал задания величины нагружающего момента на вход регулятора 16 момента. При режиме холодной окатки сигнал, поступающий с блока 11 выбора режима, переводит логическое переключающее устройство 10 в положение, при котором коммутационный аппарат 9 по сигналу от блока 13 устройства управления логического подключает статор асинхронной машины 1 к трехфазной сети, а блок 19 ключей обеспечивает подключение регулятора 17 скорости к регулятору тока. К статору асинхронной машины 1 подводится трехфазное переменное напряжение сети и нагружающее устройство работает в двигательном режиме, прокручивая вал ДВС. Состояние логического переключающего устройства 10 и блока ключей неизменно при регулировании скорости от 0 до
![нагружающее устройство стенда для испытания двигателей внутреннего сгорания, патент № 2032889](/images/patents/441/2032081/969.gif)
![нагружающее устройство стенда для испытания двигателей внутреннего сгорания, патент № 2032889](/images/patents/441/2032081/969.gif)
Класс G01M15/00 Испытание машин и двигателей