Стенд для испытания тяговых генераторов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (n>983599 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

Р М К э (22) Заявлено 27.07. 81 (21) 3328176/24-07,& 01 К 31/34 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

СССР по декам изобретений и открытий, (23) Приоритет(%3)У@В 621.313 (088. 8) Опубликовано 23.1282. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 23. 12. 82.

Л.С. Писарик, В.В. Романов и В.Ф. Кучерявенко

1

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТЯГОВЫХ EHEPATOPOB

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

Известны устрсйства 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 (lj .

Недостатком указанных стендов является низкая производительность при снятии характеристик.

Известен также стенд для испытания тяговых генераторов; содержащий нагруэочную машину постоянного тока с возбудителем и суммирующим усилителем, синхронный генератор, подключенный к сети, вал генератора механически соединен с валом нагрузочной машины, выключатель, предназначенный для соединения якорных цепей нагрузочной машины испытуемого генератора, З0 датчики состояния выключателей в якорной цепи нагрузочной машины и в сети синхронного генератора, дат-чик тока, предназначенный для включения в якорную цепь испытуеэюго генератора, блок заданной частоты вращения испытуемого генератора, блок уставок тока нагрузки, автоматизированную измерительную систему, ло-. гические элементы И, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, триггеры, инверторы, реверснвный счетчик, соединенный с дешифратором, компаратор и элементы временной задержки (21.

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

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

Цель достигается тем, что первый вход блока уставок, соответствующий первой уставке тока нагрузки испытуемого генератора, соединен через ннвертор с-выходом первого элемента

И-НЕ, а остальные входы блока уставок соединены с выходами дешифрато3

983599 машины 2 выключателем 3 ° Вал нагрузоч55 ной машины 2 соединен с валом син- хронного генератора 4, подключенного через выключатель 5 к сети. Возбудитель 6 нагрузочной машины 2 соединен с выходом суммирующего усилителя 7, .

50 один вход которого соединен с выходом датчика 8 тока испытуемого генератора 1, а другой - с выходом блока 9 уставок тока 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

60 счетчика 13 соединены с выходами второго и третьего элементов И-HE 15 65 ра, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а вхо-, ды сложения и вычитания счетчика соединены с выходами второго и третьего элементов И-НЕ, первые входы ко-, торых объединены и соединены через 5 элемент временной задержки с выходом первого элемента И и с запускающим входом автоматизированной из/ мерительной системы, вторые их входы ! также объединены и соединены с вы- 1Р ходами второго триггера, первый вход которого соединен с выходом первого 1 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 2р выключателя синхронного генератора, а второй через элемент ИЛИ-HE 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 компара- . тора, первый вход которого соединен с выходом датчика тока, а второй — с выходом бл эка уставок. Третий вход первого элемента И соединей с вторым входом первого триггера и выходом второго элемента И. Первый вход второго .элемента И соединен через эле- 35 мент временной задержки с выходом датчика состояния выключателя синхронного генератора, Ы второй — с вы- . .ходом датчика частоты вращения испытуемого генератора. 40

На чертеже приведена схема стенда.

Автоматизированный стенд предназначен для-испытания тягового генератора 1, якорная цепь которого соединена с якорной цепью нагрузочной 45 и 16 соответственно. Первые входы элементов И-HE 15 и 16 объедииены 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 инверсным 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 триггера 21 соединен с выходом первого элемента

И-HE и счетным входом первого триггера 20. Установочный вход второго триггера 21,через инвертор 22 соединен с последним входом блока 9 уставок, соответствующим последней уставке тока нагрузки испытуемого генератора 1. Первый вход элемента И-НЕ 11 соединен с выходом датчика 23 состояния выключателя 5, а второй входс выходом элемента 14.

Первый вход элемента И 18 соединен с выходом датчика 24 .состояния выключателя 3, второй его вход через элемент 25 временной задержки соединен 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 суммирующего уСилителя 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 логических 0 . Поэтому на выходах элементов И .18 и 27 имеются сигналы логических 0, а на выходах элементов И-НЕ 11,15 и 16 сигналы логических 1 . Поскольку на установочном входе первого триггера 20 имеется сигнал логического 0, то на инверсном выходе первого триггера 20 имеется сигнал логической 1 . На всех выходах реверсивного счетчика 13 и всех входах блока 9 уставок имеются сигналы, логических 0 . На выходе элемента ИЛИ-НЕ 14 имеется сигнал логической 1, на установочных входах второго триггера 21 имеются сигналы логических 1 . Выходной сигнал датчика 8 от-! сутствует

983599

После замыкания выключателя: 3 пуск и синхронизация синхронного генера.тора 4 осуществляются путем плавного изменения напряжения на зажимах испытуемого генератора 1. Появление логической 1 на выходе датчика

24 не изменит . состояния схемы. Вклю-. .чение выключателя 5 приводит к появлению сигнала логической 1 на выходе датчика 23, что ведет к появлению сигнала логическо1о О на выходе первого элемента И"НЕ 11.

При этом на выходе инвертора 10 появляется сигнал логической 1 ., который поступает на первый вход блока 9 уставок и,устанавливается первая уставка тока испытуемого ге-, нератора 1, на установочном входе триггера 21 появляется сигнал логического 0, а на выходе, соединенном с третьим входом второго эле-

:мента И-НЕ 15, появляется сигнал логической 1. . Состояние триггера .20 не изменяется, так как на установочном входе триггера 20 в момент появления нулевого сигнала на счетном, :входе имеется нулевой сигнал, поступающий с выхода элемента у27.

По истечении времени задержки, обеспечиваемого элементом 2 временной задержки 28, на первом входе элемента 27 появляется сигнал логической 1 ° Если скорость испытуемого генератора соответствует за- данной, на втором входе элемента 27 также имеется сигнал логической 1 поступак ций с выхода датчика 29, и на выходе элемента 27 появляется сигнал логической 1, поступающий на установочный вход триггера

20 и третий вход элемента И 18. Состояние триггера 20 не изменяется.

При равенстве тока якорной цепи току уставки сигналы, поступающие на компаратор 26 с выхода блока уставок

9 и датчика 8, сТанут равными и на выходе компаратора 26 появится сигнал логической 1, который по истечении времени, определяемого элементом 25 времейной задержки и соответствующего времени окончания переходных процессов в якорной цепи испытуемого генератора 1, поступает на второй вход элемента И 18.

При этом на выходе элемента И 18 появляется сигнал логической 1, поскольку на остальных входах элемента И 18 также имеются сигналы ,. логических 1 . Сигнал логической 1 с выхода. элемента И 18 включает автоматизированную измерительную систему 19 которая фиксирует контро лируемые параметры.

-По истечении времени, необходимо= го для фиксации контролируемых йараметров и обеспечиваемого элементом временной задержки 17„ на первых вхо дах Элементов И-HE 15 и 16 появляется сигнал логической 1 . Таким образом, на всех входах элемента

И-HE 15 ймеются сигналы логической 1 и на выходе последнего появляется сигнал логического 0, ко5 торий поступает на вход сложения счетчика 13. На первом выходе счетчика 13 появится сигнал ло -чческой 1, поступающий на дешифратор и элемент ИЛИ-НЕ 14, на выхоДе котеро.—

3Q го появляется сигнал логического 0 . На первом выходе дешифратора 12 появляется сигнал логической 1, поступающий на второй вход блока 9 уставок, который установит следующую уставку тока. При этом на выходе элемента И-HE 11 появляется сигнал логической 1,а на выходе инвертора 10 - сигнал логического 0";который отключает первую уставку

20 тока. Состояние триггера 21 не изменя.ется.На выходе компаратора 26- устанавливается сигнал логического 0,при этом на выходе элемента И 18 и первом входе, элемента И-НЕ 15 также;ус25 танавливаются сигналы логического 0, а на выходе элемента И-НЕ 15 .сигнал логической 1 . Состояние счетчика 13 не изменяется, При установлении в якорной цепи тока, равного ходу второй уставки, на выходе компаратора 26 снова появится сигнал логической l, который через элементы 25 и И 18 поступит на вход автоматизированной измерительной системы 19 и далее через элемент 1? на

З5 вход элемента И-НЕ 15 . На выходе апследнего появится сигнал логическо-. го 0, который поступит на вход счетчика 13. Исходной сигнал счетчика 13 изменится и преобразуется де40 шифратором 12 в сигнал логической 1 на его втором выходе,,который включает третью уставку тока и так далее. Состояние элемента 14 при этом не изменяется.

45 При появлении сигнала логической I 1 на последнем выходе дешифрато ра 12 устанавливается последняя уставка тока, а на выходе инвертора 22 появляется сигнал логического 0,—

5О который переводит триггер:21 в другое устойчивое состояние так, что на его инверсном выходе, соединейном со входом элемента И-НЕ 16,:появляется сигнал логической 1 . На прямом выходе триггера 21„ соединенном с входом элемента И-НЕ 15, появляется сигнал логического 0 .

Таким образом происходит отключение от схемы входа сложения счетчика 13 и включение входа вычитания. Это обеспечивает повторение всех уставок тока в,обратном порядке. При установ- лении в якорной цепи тока равного току последней уставки выходной сиг нал компаратора 26 включит автомати6$ зированную измерительную систему 19

983599 и затем поступит на вход элемента

И-HE 16. Теперь на всех его входах имеются сигналы логических 1, а на выходе установится сигнал логического 0, поступающий на вход вычитания счетчика 13. Ча предпоследнем входе дешифратора 12 появится сигнал логической 1 и включит предыдущую уставку тока и т.д. На выходе инвертора 22 появится сигнал логической 1, который состояние триггера 21 не изменит. После отработки второй уставки, соответствующей сигналу логической 1 на первом выходе дешифратора 12, выходной сигнал комчаратора 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 2О элемента ИЛИ-HE 14 установится сигнал логической 1, на выходе элемента И-HE 11 — сигнал логического

l1,.

"0 и на выходе инвертора 10 - сиг1 нал логгческой 1, который посту- 25 пает на первый вход блока 9 уставок и включает первую уставку. Сигнал логического 0 с выхода элемента

И-НЕ 11 поступает также на счетный вход триггера 20, что вызывает изме- ЗО нение его состояния и появление на еro, выходе сигнала логического . 0, который запрещает прохождение сигналов с компаратора через элементы

И-НЕ 15 и 16 на входы счетчика 13. 35

Автоматическое изменение уставок прекращается.

Далее испытуемый генератор 1 останавливается и выключатель 3 отключается оператором. На выходе датчика

29 появляется сигнал логического 0, который через элемент 27 поступает на установочный вход триггера 20, что приводит к появлению на выхоДе триггера 20 сигнала логичес. кой 1, 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, включения БО 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 ветвей внешней характеристики испытуемого генератора, 6О что позволяет учесть влияние гистерезиса при настройке системы автоматического регулирования возбуждения тягового генератора и повысить качество настройки. 65

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 Й, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, триггеры, инверторы, реверсивный счетчик, соединенный с дешифратором, компаратор и элементы временной задержки, о т л и ч а ю шийся тем, что, с це1яью повышения производительности, первый вход блока уставок, соответствующий первой уставке тока нагрузки испытуемого генератора, 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 входы сложения и вычитания 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 сое- динен с выходом датчика состояния выключателя;синхронного генератора, а второй его вход 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 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

1О

983599

Составитель В. Никаноров

Редактор Н. Гунько Техред С..Мигунова Корректор А, Дзятко

Заказ 9913/53 Тираж 717 Подп нс ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 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

1. Литовченко В.В., Зароховнч A.Е.

Рекуперация электрической энергии при реостатных испытаниях. — Электрическая и тепловозная тяга, 1965, 9 9.

2 . Рудая К.И., Трусов Г.Г. Анализ методов рекуперации энергии при испытаниях дизель-генераторов. Труды

МИИТа. Вып. 363, M., Транспорт,, 1971, с. 88-89.