Стенд для испытания механических передач

 

Изобретение относится к машиностроению , а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытании реверсивных механических передач, например трансмиссий транспортных средств. Целью .изобретения является расширение технологичес .ких возможностей путем увеличения номенклатуры испытуемых передач и уменьшения металлоемкости стенда. Свя-- занные через первое 7 и второе 8 ком- . мутационные устройстза статорные обмотки синхронных дополнительного двигателя 9 и тормозного генератора 6 выполнены с изменяемым числом пар полюсов , максимальные и минимальные числа которых с учетом передаточного отношения импульсной передачи 4 выбраны по установленной зависимости. При запуске стенда асинхронный-двигатель 1 вращает валы импульсной передачи 4 и синхронных генератора 6 и двигателя 9. Б зависимости от знака и j величины задающего сигнала и сигнала рассогласования будет определяться величина и „знак момента скручивания валов испытуемой передачи 4, создаваемого синхронными генератором 6 и двигателем 9. 5 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„BU„„14 0784 (51)4 6 01 М 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4222745/25-28 (22) 06.04.87 (46) 15.10.88.Бюл. 11 38 (71) Челябинский политехнический институт им.Ленинского комсомола (72) А.И.Школьников, И.А.Школьников и А.Я.Эргард (53) 621.833(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 316962, кл. 6 01 M 13/02, 1969.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1326934, кл. 6 01 М 13/02, 1985. (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытании реверсивных механических передач, например трансмиссий транспортных средств. Целью,изобретения является расширение технологичес,ких возможностей путем увеличения номенклатуры испытуемых передач и уменьшения металлоемкости стенда. Свя-занные через первое 7 и второе 8 ком- . мутационные устройства статорные обмотки синхронных дополнительного двигателя 9 и тормозного генератора 6 выполнены с изменяемым числом пар полюсов, максимальные и минимальные числа которых с учетом передаточного отношения импульсной передачи 4 выбраны по установленной зависимости.

При запуске стенда асинхронный двигатель 1 вращает валы импульсной передачи 4 и синхронных генератора 6 и двигателя 9. В зависимости от знака и ж величины задающего сигнала и сигнала рассогласования будет определяться +j величина и знак момента скручивания валов испытуемой передачи 4, создаваемого синхронными генератором 6 и двигателем 9. 5 ил.

1430784

Изобретение относится к машиностро. ению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано для испытания реверсинных механических передач, например трансмиссий транспортных средств.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем увеличения номенклатуры испыту- 1ð емых передач и уменьшения металлоемкости стенда.

На фиг. t изображена общая схема стенда; на фиг.2 и 3 — статические характеристики дополнительного усиля- 15 теля мощности, усилителя мощности и пороговых устройств на фиг,4 и 5 соответственно механические характеристики синхронных тормозного генератора и дополнительного двигателя, работающих в режиме асинхронной машины с короткозамкнутым ротором.

Стенд содержит асинхронный двигатель 1, подключенный к сети переменного тока через преобразователь 2 частоты, вход которого подключен к блоку 3 задания скорости. Один нал испытываемой передачи 4 соединяют кинематически через датчик 5 момента с синхронньм тормозным генератором 6, статорные обмотки которого связаны через первое 7 и второе 8 коммутационные устройства со статорными обмотками синхронного дополнительного двигателя 9. Выход датчика 5 момента под- . ключен к входу суммирующего устройства 10, второй вход которого связан с блоком 11 задания момента. Выход суммирующего устройства 10 подключен к входам усилителя 12 мощности дополнительного усилителя 13 мощности, а также к входам первого 14 и второго 15 пороговых устройств. Выход усилите.пя 12 мощности подключен к обмотке 16 возбуждения синхронного дополнитель45 ного двигателя 9, а выход дополнитель. ного усилителя 13 подключен к обмотке 17 возбуждения тормозного генератора 6, Статорные обмотки синхронного тормозного генератора 6 и дополнительно-50 го двигателя 9 выполнены с изменяемым числом пар полюсов, максимальные и минимальные числа пар полюсов которых с учетом передаточного числа испытуемой передачи выбраны по следующим эа-5> нисимостям:

P 1 макс 1,, 1 ° P> мии

С.

Р ин Р2 маис где Р„„ „,,P, „„ — соответственно максимальное и минимальное число пар полюсов статорной обмотки синхронного дополнительного двигателя 9;

Р í. Р м „, — соответственно минимальное и максимальное число пар полюсов статорной обмотки синхронного тормозного генератора 6;

К вЂ” передаточное отношение испытуемой передачи 4.

Стенд работает следующим образом.

Асинхронный двигатель 1 вращает жестко связанные валы испытываемой передачи 4, синхронный тормозной re" нератор 6 со скоростью п2 и синхронный дополнительный двигатель 9 со скоростью п„. При появлении положительного сигнала (задающего) в обмотке 16 возбуждения дополнительного двигателя 9 (фиг.3) протекает ток, а второе коммутационное устройство 8 под действием сигнала с второго лорогового устройства 15 (фиг.3) переключает статорные обмотки дополнительного двигателя 9 на максимальное число пар полюсов Р„„„„ . При этом в статорных обмотках дополнительного двигателя 9 наводится ЭДС Е, с частотой

Е„, равной

1 м4KC

f = — — — — (1)

60 где Р, „ — максимальное число пар полюсон статорной обмотки дополнительного двигате-, ля 9.

При этом в статоре синхронного тормозного генератора 6 возникает вращающее магнитное поле с частотой вращения по, совпадающее по направлению с направлением вращения выходного вала испытуемой передачи 4:

60 (2)

2 мин где Р „„ — минимальное число пар полюсов синхронного тормозного генератора 6, которое обеспечивается перным комму-.

14307

7 при отсутстна первом поС учетом вы(2) принимает

5 (3) где P

Р2 мин

10 (4) .n«= К Р„° п2.

При КР 71, и ц

Так как в соответствии с фиг.2 при

+ Е в обмотке 17 возбуждения синхронного тормозного генератора 6 нет тока, то она работает в режиме асинхронной машины с короткозамкнутым ротором 25 (обмотка 17 возбуждения замкнута небольшим по величине внутренним .сопротивлением дополнительного усилителя 13 мощности). При этом, как видно на фиг.4, к выходному валу испытуемой передачи 4 в направлении его вращения прикладывается вращающий момент, равный

35 где при n,= const

Ммакс — Е 7 — I 8 7

40, Е

45 8ô

noi =

Р! ллн н

7 (11 ) где P7 «- минимальное число пар полю55 7 Нн сов статорной обмотки дополнительного двигателя 9.

С учетом выражения (10) выражение (11) можно представить в виде

S = 1 — "- — — (8) К P тационным устройством вии выходного сигнала роговом устройстве 14 ражения (1) выражение следующий вид:

О2 7 7

Обозначив через К = п„ /п передаточное отношение испытуемой передачи 4, где п4, п — частоты вращения, соответственно входного и выходного вала испытуемой передачи 4, выражение (3) примет вид:

2 М,мо кс

В (5)

ЬР S S„, + S, (S

ЭДС в статорных обмотках синхронного дополнительного двигателя 9, ток возбуждения синхронного дополнительного двигателя 9, скольжение синхронного дополнительного двигателя 9 в асинхронном режиме.

ng2- и 2 (7 )

n0 2

С учетом (4) выражение (7) запишем в виде

84

Из выражений (5) и (8) видно, что при К . Р, 1 М О, т.е. тормозной генератор 6 стремйтся увеличить частоту вращения выходного вала испытуемой передачи 4. Так как скорость синхронного дополнительного двигателя 9 остается постоянной, то вращающий момент тормозного генератора 6 уравно-. вешивается генераторным моментом синхронного дополнительного двигате9, который npH n,= const пропорционален квадрату тока возбуждения

I>4 и синусу угла В: °

М I>

Под действием моментов синхронных машин 6 и 9 испытуемая передача 4 между ними скручивается. При изменении знака задающего сигнала появляется ток в обмотке 17 возбуди;пения тормозного генератора 6.

При этом под действием выходного сигнала первого порогового устройства 14 первое коммутационное устройство 7 переключает статорные обмотки тормозного генератора 6 на максимальное числЬ пар полюсов Р2 „„, а вто- рое коммутационное устройство 8 переключает статорные обмотки дополнительного двигателя 9 на минимальное число пар полюсов Р,м„„ .

В обмотке 16 возбуждения дополнительного двигателя 9 ток исчезает.При этом в статорных обмотках тормозного ген *ратора 6 наводится ЭДС Е с частотой о

f. = — — — -- 7 (10) п 2 Ра. макс

60 где n2 — скорость тормозного генератора 6

P — максимальное число пар

2 мокс полюсов статорной обмотки тормозного генератора 6, а в статоре дополнительного двигателя 9 возникает вращающееся магнит.ное поле с частотой вращения

1 430784

С учетом (13) из условия (14 ) получаем где п,,К вЂ” соответственно скорость вращения входного вала и 5 передаточное отношение испытуемой передачи 4, Р1 иихф

P z

g макс

30 (13) P1макс — — — К ) 1

Påмин

Р1мик

К (1

2 макС (14)

При появлении скачком задающего сигнала +П11 (-U«) при 1П11 1 > Ю 1 (фиг.2 и 3) ток в обмотке 16 возбуждения T z> (I g л „) начинает увеличиваться. При этом появляется момент 40 скручивания +М(-М). Момент скручивания увеличивается до тех пор, пока сигнал с датчика 5 момента не уравновесит с заданной точностью задающий сигнал. 45 Так как минимальное значение числа пар полюсов Р„„„, Р „и передаточное отношение К не могут быть мень1 мин Р ìèí = 1

50 и K = 1, из условия (13) получим

Р1 макс

Так как число пар полюсов — целая величина, то при,.

55 (16) 1макс

Так как синхронный дополнительный двигатель 9 перешел в асинхронный режим, то при Р1 К (1 получаем

n „, w n, и она будет развивать вращающий момент (фиг.5) определяемый выражением (5). Направление этого момента совпадает с направлением вращения п входного вала испытуемой передачи 4. Так как скорость вращения п тормозного генератора 6 оста20 ется постоянной, то испытуемая передача 4 между тормозным генератором 6 и двигателем 9 скручивается. При этом знак момента скручивания изменяется

25 на противоположный.

Таким образом, величина и знак момента скручивания определяется величиной и знаком задающего сигнала, если будут соблюдаться соотношения:

1 — — — К (1

2 мо кс откуда Р „кс K . (17)

Таким образом, при выполнении условий (13), (16) и (1) в предлагаемом стенде можно испытывать любую механическую передачу 4, передаточное отношение которой лежит в диапазоне что обеспечивает увеличение номенклатуры испытуемых передач без применения вспомогательной передачи, тем самым снижая металлоемкость стенда.

Формула изобретения

Стенд для испытания механических передач, содержащий асинхронный двигатель, связывающий его с сетью переменного тока преобразователь частоты, подключенный к входу последнего блок задания скорости, кинематически соединенные с валами испытуемой передачи синхронные дополнительный двигатель и тормозной генератор, связанный с валом последнего датчик момента, подключенное к последнему входом суммирующее устройство и соединенные с его другим входом и выходом соответственно блок задания момента и усилитель мощности, подключенный к обмотке возбуждения дополнительно,го двигателя, кинематически связанноI

ro с асинхронным двигателем, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, он снабжен связанным с обмоткой возбуждения тормозного генератора дополнительным усилителем мощности, подключенными к последнему и выходу суммирующего устройства пороговыми устройствами и соединенными соответственно с выходом каждого из них коммутационными устройствами, размещенными в цепи, связывающей статорные обмотки синхронных дополнительного двигателя и тормозного генератора.

1430784

1 430784 м, му риа4

Ин (РОГ 8

Составитель Ю.Красненко

Техред М,Дидык Корректор О Кравцова

Редактор Е.Копча

Заказ 5333/42

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4