Устройство для динамометрических исследований электродвигателей

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано преимущественно в электротехнической промышленности при динамометрических исследованиях например асинхронных двигателей. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности крутящего момента. Исследуемый электродвигатель 21 устанавливают на подъемный стол 22 и сочленяют с помощью муфты 20 с торсионным преобразователем 16 крутящего момента, который жестко соединен с ротором балансирной машины 1. Ротор исследуемого электродвигателя 21 разгоняют с помощью балансирной машины 1 постоянного тока до синхронной частоты, а затем замедляют. При этом регистрируют по сигналам преобразователя 16 крутящего момента зависимость холостого хода от ускорения, по которым находят момент инерции электродвигателя. Механическая характеристика электродвигателя 21 снимается в рабочем диапазоне частот. Пусковой момент находят в зависимости от угла положения ротора при медленном прохождении нулевого значения частоты вращения нагрузочной машины или при дефиксированном с помощью съемного рычага и упоров угловом положении ротора балансирной машины 1. Низкочастотную

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕаЪБЛИН (5i) 5 G 01 L 3/22

ОГ1ИОЛНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М AP. АЗОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:Ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О П.1РЦТИЯМ

ПР 1 ПЯТ СССР (2i) 4167690/24-10 (22) 26.!2.86 (46) 1:!.02.90. Вюл. (71) ".,пзциальное проектно-конструкторскс:-;: и технологическое бюро электродвигателей Производственного объединени» Укрэлектромаш" и Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина . (72) О.И. Литвинов, И.Л. Петерец, 10. Г. Вор ; . к, И.И. Сосницкий и P.,Ä. Кал сник (53) 53,./81(088,8) (56) Современное состояние и перспективы развития средств измерения крутящего момента. Сер. Метрология и измерительная техника. Свердловский йилиал ВНИИ11,. 1974, с. 11.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1037090, кл. G 01 L 3/22, 1983.

„„SU,» 1543260 A 1 (54) УСТРО11СТВО )Я1Я ДИНАИОИЕТРИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано преимущественно в электротехнической промышленности при динамометрических исследованиях, например асинхронных двигателей. Целью изобретения является расширение Функциональных возможностей и повышение точности крутящего момента. Исследуемый электродвигатель 21 устанавливают на подъемный стол 22 и сочленяют с помощью муфты

20 с торсионным преобразователем 16 крутящего момента, который жестко соединен с ротором балансирной машины 1. Ротор исследуемого электродвигателя 21 разгоняют с помощью балансирной машины 1 постоянного тока до синхронной частоты, а затем замед1543260 мя шины или при пефикснp ов Янном с по мощью съемного рычага и упоров угловом положении ротора балансирной

5 машины 1. Низкочастотную составляющую крутящего момента регистрируют по показаниям весового силоизмерителя, а высокочастотную — по сигналам торсионного преобразователя 16. Диапазон измерения крутяц1его момента весовым измерителем изменяют наложением грузов на грузовую подвеску. 2 ил .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано йреимущественно в электротехнической промышленности для динамометрических 20 исследований, например асинхронных двигателей, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности измерения крутяще- 25 го момента.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для динамометрических исследований электродвигателей; на фиг фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. 30

Устройство содержит балансирную машину 1 постоянного тока, корпус 2 которой с помощью подшипниковых опор

3 и 4 установлен на основании 5 и вязан с датчиком 6 угла поворота, Стятор которого установлен на опоре

7. Корпус 2 балансирной машины 1 выполнен в виде цилиндрической разъемной люльки с установленной в ней нагрузочной машиной постоянного тока 40

Со встроенным .тахогенератором, причем оси качания люльки и нагрузочной машины совмещены.

В верхней части корпуса 2 бадансирной МЯшины 1 устЯновленЯ на резь 45 бовых опорах массивная штанга 8 с проушинами на концах, с помощью которых регулируется радиальное и тангенциальное положение центра ее масс относительно оси качания. К корпусу

50 балансирной машины 1 прикреплен рычаг 9, на котором с возможностью перемещения установлен корректирующий груз 10. Рычаг 9 связан с гидравлическим демпфером 11, установленном на основании 5.

Свободный конец рычага 9 выполнен в нице кругового сектора, к цилиндрической поверхности 12 которого с ляют. При этом регистрируют по сигналам преобразователя 16 крутящего момента зависимость холостого ходя от ускорения, по которым находят момент инерпии электродвигателя. Иеханическая характеристика электродвигателя

21 снимается в рабочем диапазоне частот. Пусковой момент находят в зависимости от угла положения ротора при медленном прохождении нулевого значения частоты вращения нагрузочной помощью гибких ленточных тяг 13 присоединены грузовая подвеска 14 и крюк весового силоизмерителя 15, установленного на основании 5.

К ротору балансирной машины жестко присоединен один конец торсионного преобразователя 16 крутящего момента, на котором выполнено резьбовое гнездо 17 для установки съемного рычага l8. Второй конец торсионного преобразователя 16 крутящего момента установлен на подшипниковой опоре

19 и снабжен муфтой 20 дня присоединения исследуемого электродвигателя

21, который устанавливают на подъемном столе 22, оборудованном приводом

23 вертикального перемещения.

В плоскости перпендикулярной оси ротора балансирной машины 1 и проходящей через ось радиального резьбового гнезда 17 на основании 5 напротив друг друга установпены два резьбовых упора 24, предназначенные для фиксации съемного рычага 18 .

Подшипниковые опоры 3 и 4 выполнены в виде двухъярусных подшипников, средние кольца которых через клиноременные передачи соединены с серводвигателями 25.

Нагрузочняя машина постоянного тока получает питание от реверсивного тиристорного преобразователя по замкнутой схеме с отрицательной обратной связью по частоте вращения.

Устройство работает следующим образом.

Устройство подвергают метрологической аттестации, которую производят в статическом режиме при невращающем" ся роторе балансирной машины и при

ceo вращении с постоянной частотой в пределах рабочего диапазона. Для этого на место исследуемого двигате5 1543 ля 21 устанавливается двигатель постоянного тока с регулируемой частотой вращения. Он вращает ротор отключенной от сети нагрузочкой машины при

5 вращающихся с помощью серводвигателей 25 подшипниковых опорах 3 и 4.

В этом случае весовой моментоизмеритель укажет момент трения в подшипниках нагрузочной машины и подшипниковых опорах 3 и 4, который компенсируют корректировочным грузом 10. Затем на грузовую подвеску 14 устанавливают эталонные гири с нарастанием, а затем убыванием массы G и соответственно величины градуироввчного момента М, равного М = G L, где L— длина рычага 9 . Неуравновешенность баланснрной машины 1, проявляющаяся в пределах рабочего угла поворота ее корпуса 2 компенсируют подбором положения массивной штанги 8.

По результатам измерений определяется максимальная, приведенная к верхнему пределу измерений момента, погрешность и класс точности весового моментоизмерителя, Затем при отсоединенной от вала нагрузке нагрузочная машина разгоняется и работает на различных частотах вращения в пределах 0 — n „ . При этом весовым моментоизмерителем измеряется момент потерь в подшипниковой опоре 19 и от трения о воздух вращающихся частей торсионного преобразователя 16 крутящего момента и соединительной муфты 20. Эта величина мала, но при испытаниях двигателей в двигательном режиме этот момент потерь весовым моментоиэмерителем не измеряется и подлежит суммированию с показаниями

1 весового силоизмерителя 15.

При градуировке весового моментоизмерителя гирями производится одновременно и градуировка датчика 6 угла в комплексе с Х-Y регистратором

45 путем регистрации его выходного сигнала u „, =Й(м) в зависимости от величины момента градуировки. Затем производят настройку гидравлического демпфера 11 путем формирования максимального быстродействия весового момеитоизмерителя во времени при ступенчатом изменении момента М при минимуме колебательности. Регистратором при этом регистрируются переходная характеристика М = й() .

Градуировка преобразователя 16 момента производится .при отключенной от

260 сети нагрузочной машине и стопорении ротора съемным рычагом 18, который зажимается резьбовыми упорами 24.

При этом в резьбовые отверстия оголовка преобразователя 16 момента завинчиваются рычаги с навешиваемыми на них грузовыми подвесками, образующими уравновешенную систему. Наложением на одну из подвесок гирь и перемещением подвесок по оцифрованным кольцевым выточкам на рычагах создаются моменты тарирования М = С L. При отклонении рычагов с подвесками, нагруженных гирями от горизонтального положения, оно восстанавливается путем воздействия упорами 24 на съемный рычаг 18.

Исследование электродвигателей на предлагаемом устройстве производят следующим образом.

На валу исследуемого двигателя 21 закрепляют полумуфту и подъемный стол

22 устанавливают на отметку указателя высоты вращения оси вала. Управление сервоприводом стола автоматизировано. Вначале стол перемещается на ползучей скорости, а затем переходит на ускоренное перемещение с выдержкой времени, что позволяет осуществить точную остановку. Возможны также перемещения стола вручную с помощью маховика.

После достижения соосности валов подъемный стол 22 фиксируется, а муфта 20 свертывается винтами и ротор отключенного от сети исследуемого электродвигателя 21 нагрузочной машиной с избранным ускорением разгоняется до синхронной частоты вращения, а затем замедляется. Регистратор при этом фиксирует по сигналам преобразователя 16 момента в выбранном масштабе зависимость момента холостого хода от ускорения. Расстояние между и восходящей и нисходящей ветвями полученной характеристики соответ-. ствует удвоенной динамической ошибке в измерениях момента на валу исследуемого электродвигателя 21 квазистатическим методом, что позволяет по ней определить мЬмент инерции ротора электродвигателя 21.

Последующим элементом испытаний является регистрация механической характеристики электродвигателя 21

M = f(n), которая начинается с частоты вращения несколько выше синхроияой, где электродвигатель 21 включается на

1543260 напряжение питания. При этом определяется место начала координат и масштаб по оси частот вращения п.

Регистрация механической характеристики N f(n) производится в преде5 лах скольжений -1> $ а2. При наличии

s механической характеристике паразитных моментов участки, где они проявляются, исследуются при малых значениях ускорений, которые соответствуют минимальным погрешностям ре-. гистрации, определяемым полосой пропускания регистратора и параметрами самого испытуемого электродвигателя 21.

Без переустановки исследуемого, электродвигателя 21 производят исследования зависимости пускового момента И „ „ от углового положения рото:ра МЕ(Ы) в квазистатическом режиме путем медленного прохождения нулево: го значения,частоты вращения с регистрацией зависимости Usaix=f(t)=

08„Г(д) . Кроме того, пусковой момент исследуемого электродвигателя

21 находят при застопоренном роторе балансирной машины 1 при установке съемного рычага 18 и фиксации его упорами 24.

:Формула изобретения устройство для динамометрических исследований электродвигателей, соДержащее балансирную машину постоян- З5 ного тока, корпус которой с помощью подшипниковых опор установлен на основании и связан с датчиком угла поворота, а ротор снабжен датчиком частоты вращения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения малых, выявления любого вида паразитных моментов и повышения точности измерения крутящего момента, в него введены торсионный . преобразователь крутящего момента, один конец которого выполнен с радиальным резьбовым гнездом и жестко сочленен с ротором балансирной машины, а второй снабжен муфтой для подсоединения исследуемого электродвигателя„ массивная штанга с проушинами на концах, с помощью которых она за-. креплена в верхней части корпуса балансирной машины параллельно оси ротора, ленточные тяги, весовой силоизмеритель, установленный на основании, грузовая подвеска, рычаг, один конец которого прикреплен к корпусу балансирной машины, а другой выполнен в виде кругового сектора, к цилиндрической поверхности которого с помощью ленточных тяг присоединены грузовая подвеска и весовой силоизмеритель, и два резьбовых упора, установленных напротив друг друга на основании в плоскости, проходящей через ось радиального резьбового гнезда на втором конце торсионного преобразователя крутящего момента и перпендикулярной оси ротора балансирной машины.

1543260

Составитель А.Амаханов

Техред М.Дидык Корректор В. Гирняк

Редактор Ю.Середа

Заказ 394 Тираж 468 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101