Нагрузочное устройство с имитатором момента инерции
Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения - повышение производительности за счет расширения диапазона регулирования момента инерции. Сигнал с датчика 3 скорости поступает на вход переключателя 4, где сравнивается с сигналом с задатчика 9 скорости. Сигнал с вычитающего элемента 5, соединенного с выходами переключателя 4, через регулируемый усилитель 6 и сумматор 7 поступает на вход электромагнитного нагрузочного элемента 1. Коэффициент передачи задается регулируемым усилителем 6, а направление регулировки в сторону увеличения или уменьшения момента сопротивления - переключателем 3. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11)
А) (51)5 G 0) M ) j)0
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4602799/25-28 (22) 09.1).88 (46) 07,1 0.90. Бюп. Р 37 (71) Уфимский авиационный институт им, Серго Орджоникидзе (72) И.Х.Хайруллин, Ш.Г.Исмагилов, P.Н.Султангалеев и В.)Î,Хайновский (53) 620.1.05:53).382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1278651, кл. G Ol M 15/00, 1983.
Авторское свидетельство СССР
У 1280354, кл: G Ol M 1/10, 1986. (54) НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО С ИМИТАТОРОМ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ (57) Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения — повыше2 ние производительности эа с ет расширения диапазона регулирования момента инерции. Сигнал с датчика 3 скорости поступает на вход переключателя 4, где сравнивается с сигналом с эадатчика 9 скорости. Сигнал с вычитающего элемента 5, соединенного с выходами переключателя 4, через регулируемый усилитель 6 и сумматор 7 поступает на вход электромагнитного нагруэочного элемента 1. 1(оэффициент передачи задается регулируемым усилителем 6, а направление регулировки в сторону увеличения или уменьшения момента сопротивления — переключателем 4. 2 ил, 1597640
Изобретение относится к машино т строению и может быть использовано в качестве регулятора момента инерции при динамических испытаниях дви- . гателей постоянного, тока..
Цель изобретения — повышение производительности при испытании двигателей постоянного тока путем расширения диапазона регулирования момента инерции.
На фиг.1 представлена функциональная схема нагруэочного устройства; на фиг.2 — семейство механических характеристик двигателя постоянного тока.
Устройство содерхп1т электромагнитный нагрузочный элемент 1, "зханически связанный с-испытываемым двигателем
2 постоянного тока (ДПТ), последова- 2О тельно соединенные датчик 3 скорости; закрепленный на валу ДПТ 2, переключатель 4, вычитающий элемент 5, вто-рой вход которого соединен с вторым выходом переключателя 4, регулируемый 25 усилитель б и сумматор 7, выход которого соединен с входом электромагнитного нагрузочного элемента 1, за; датчик 8 момента, выход которого соединен с вторым входом сумматора 7, и задатчик 9 скорости, выход которого соединен с вторым входом переключателя 4.
Устройство работает следующим образом. .Электромагнитный нагруэочный элемент 1 закрепляют вместе с датчиком
3 скорости,.например тахометрического типа, на валу испытываемого ДПТ 2.
На фиг.2 изображено семейство механических характеристик ДПТ 2 независимого возбуждения, где R ДПТ 2, например при использовании процесса разгона двигателя, со стороны нагрузочного устройства должен действовать заданный статический момент M, при этом двигатель разго" няется до.установившейся скорости ы . Для ДПТ 2 справедлива следующая система уравнений U = IRg+ с с M Ме +, Iîà (1) M cI где U - напряжение на якоре двигателяь В; T — ток якоря двигателя, А; Rcc!c сопРотивление якорной ц пи, Ом; с — коэффициент пропорциональ- . ности, В ° с/рад; ы — скорость вращения ротора двигателя, с- ; М вЂ” вращающий момент двигателя, Н-N М вЂ” статический момент сопротивления на валу двигателя, Н м; I — суммарный момент инерции, приведенный к валу двигателя, кгм Если М не зависит от скорости cd,, то решение системы (1) относительно дает известный экспоненциальный закон разгона двигателя: = (1 — е "), (2) где t — время, с; Т=Т К„„/с — электромеханическая постоянная времени, с; Cd â установившаяся скорость вращения, с- . Если в процессе разгона двигателя величина М, будет изменяться в соответствии с законом с) сз (3) где К вЂ” коэффициент пропорциональности, Н-м.с; Мс — заданный момент сонротивления, который должен действовать на вал двигателя .по окончании разгона, Нм, то, решив систему (1) с учетом (3), получают Cd =cd<(l — Е ), (4) l Т где Т вЂ” — —— К Кця постоянная вре1 + «с1 мени разгона дви1 гателя при реализации закона (3), с. Из (4) следует, что изменение величины М в соответствии с законом (3) обеспечивает уменьшение или увеличение электромеханической постоянной времени Т в (1 f â€ вЂ ) раз КВ.ия с У что эквивалентно уменьшению или увеличению момента инерцич I в КВл я (1 «+ — - ) раз,так как l T Ха ця Io 1 — — 1 с2 — С1 с R I К. Х (5) сй с> и может регулироваться изменением величины коэффициента К в регулируемом усилителе б в сторону уменьшения. Чтобы величина U (+К(ю -tdc) + + М 1 не приняла отрицательного значения, необходимо ограничить максимальнсе значение величины К: 15 К < -МЛ. at KC с Таким образам, коэффициент К регулируется от КО, при этом Тмр,к,, до К = К „,, при этом 20 Т(Тр К минска 1 + c t В положении "2" переключателя 4 к электромагнитному нагрузочиому 25 элемейту l прикладывается напряжение .U (-K(— (dc) + Mcз 1, тогда момент инерции на валу ДПТ 2 согласно (5) ранен Io 30 1 КВ с и может регулироваться, как и в предыдущем случае, изменением величины К, но в сторону увеличения, Чтобы знаменатель этого выражения не стал отрицательным, необходимо, чтобы KR с (1 т.е. К (- — — (8) с м ккс Коэффициент К в данном случае pery40.лируется от K=0, при этом I „„ Ið до К = К „, при этом Т м<нкс КмаисР. c2 Таким образом, предлагаемое устройство позволяет регулировать момент инерции при испытаниях двигателей постоянного тока как вверх от величины Io в положении "2" ". ðåêëþ50 чателя 4 (фиг.1), так и вниз от Io — в положении "1 " переключателя 4. Возможность регулировки момента инерции в сторону как уменьшения, так и увеличения позволяет увеличить производительность испытаний, так как исключает необходимость замены нагрузачного элемента при малых моментах .инерции. Io где I = — — — — — — момент инерций К Rtttt 1 + -"-" при реализации закона (2), зависит от коэффициента K npu К, = сапяТ; с const, Таким образом, регулирование момента инерции может осуществляться регулированием величины К, если в процессе разгона двигателя момент сопротивления М, будет изменяться в соответствии с законом (3). Пусть испытывается ДПТ 2, механическая характеристика которого изображена на фиг.2 при R«< =R«t> . По окончании разгона к двигателю должен быть приложен момент сопротивления Мс-, M » при этом двигатель разгоняется до установившейся скорости ы . Перед началом испытания выходное напряжение задатчика 9 скорости должно соответствовать величине установившейся скорости и по фиг.2, пусть это напряжение будет Б Г мс1 Кроме I того, выходное напряжение задатчика 8 момента должно соответствовать величине заданного момента сопротивления Мс по фиг,2, т.е, быть равным ЦГМ„1 При вращении вала ДПТ 2 со скоростью з на выходе датчика 3 скорости появляется напряжение U(a 1 пропорциональное скорости вращения с.>: U(e I= сы, (6) где с = const; коэффициент передачи датчика 3 скорости, В с, Пусть для простоты изложения с =1, т,е. U(u3)= > о В положении "1 " переключателя 4 напряжение на выходе вычитающега элемента 5 равно U1 + (ы — ы> Ц и посту— пает на регулируемый усилитель 6, коэффициент передачи которого К регулируется в определенных пределах; таким образом, на выходе регулируемого усилителя 6 напряжение равно 0(+К(м- ю )) и прикладывается к входу сумматора 7, на выходе которого образуется напряжение U(+K(to— и -(й) + М 1. В процессе разгона сз- ДПТ 2 к э. ектромагнитному нагрузочному элементу 1 прикладывается напряжение U (+K(tt> о>с) " М с 3 т„.е. момент сопротивления на валу ДПТ 2, пропорциональный напряжению возбуждения, изменяется в соответствии с за6 коном (3). При этом момент инерции на валу ДПТ 2 определяется, согласно (5), выражением I t> Т (7) К-К с 1597640 PGO Составитель 10 Круглов Техред J1,0ëèéíûê, Корректор С.Шевкун Редактор Е.Папп Тираж 446 "-аказ 3045 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 11.3О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, уп.. Гагарина,101 Формула изобретения Нагрузочное устройство с имитатором момента инерции, содержащее электромагнитный нагрузочный элемент, 5 механически связанный с испытываемым двигателем постоянного тока, расположенный на валу последнего датчик скорости и регулируемый усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено задатчиком скорости, вы1 читающим элементом, выход которого соединен с входом регулируемого усилителя, переключателем, входы которого соединены с выходами датчика скорости и задатчика скорости, а выходы — с входами вычитающего элемента, задатчиком момента и сумматором, входы которого соединены с выходами регулируемого усилителя и эадатчика момента, а выход — с входом электромагнитного нагрузочного элемента.
