Стенд для испытания электрических исполнительных механизмов

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытании по разомкнутой схеме нагружения электрических исполнительных механизмов, в том числе допускающих полное затормаживание выходного вала под нагрузкой. Целью изобретения является расширение технологических возможностей стенда путем обеспечения испытаний механизмов в импульсном и стопорном режимах, а также повышения стабильности нагружающего момента и увеличения номенклатуры испытываемых механизмов. Нагружение испытуемого механизма 4 осуществляется нагрузочным электродвигателем 7 с преобразователем 9. Режимы работы стенда задаются контроллером 1, управляющим ключевым каскадом с учетом показаний датчика 11 угла поворота, датчика 10 тока и тахогенератора 8 регулировкой величины тока, поступающего с регулятора 24 тока на преобразователь 9. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) (S1) 4 G Ol М 13/02

ВСЕСОЩ ) .

ПАТЕНТ; - i - ....1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4295367/25-28 (22) 10,08.87 (46) 07.08,89.Бюл. Р 29 (71) Проектно-конструкторское бюро

Производственного объединения

"Электроприбор" (72) А.Н.Авельев, Г.К.Смычков, Ю.В.Бударин, В.А.Бородулин и В,О.Федоров (53) 621.333 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1280374, кл. G О1 М 13/02, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1280375, кл. G 01 М 15/00, 1985.

2 (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЬП(МЕХАНИЗМОВ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и мохет быть использовано при испытании по разомкнутой схеме нагружения электрических исполнительных механизмов, в том числе допускающих полное эатормаживание выходного вала под нагрузкой, Пелью изобретения является расширение технологических воэможностей стенда путем обеспечения испытаний механизмов в импульсном и стопорном ре)кимах, 1499141 а также повышения стабильности нагружающего момента и увеличения номенклатуры испытываемых механизмов.

Нагружение испытуемого механизма 4 осуществляется нагрузочным электродвигателем 7 с преобразователем 9.

Режимы работы стенда задаются контролером 1, управляющим ключевым каскадом с учетом показаний датчика 11 угла поворота, датчика 10 тока и тахогенератора 8 регулировкой величины тока, поступающего с регулятора 24 тока на преобразователь 9. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытании по разомкнутой схеме нагружения электрических исполнительных механизмов, в том числе допускающих полное затормаживание выходного вала под. нагрузкой.

Целью изобретения является расширение технологических воэможностей стенда путем повышения стабильности создаваемого нагружающего момента и 25 увеличения номенклатуры испытуемых механизмов.

На чертеже изображена общая схема стенда.

Стенд для испытаний электрических 3р исполнительных механизмов содержит контроллер 1, упраляемые ключи 2 и

3, связывающие сети переменного тока с испытуемым механизмом 4, кннематически связанным, например, через муфту 5 и редуктор 6 с нагруэочным электродвигателем 7, с валом которого кинематически связан тахогенератор 8. К сети переменного тока также подключен управляемый преобра- 4р эователь 9, выход которого связан с питающей обмоткой электродвигателя

7 с подключенным датчиком 10 тока.

С выходным валом испытуемого механизма 4 кинематически связан датчик 11 4 угла поворота, выход которого подключен к первому входу контроллера

l. К входу основного управляемого переключателя 12 подключен выход регулируемого источника 13 напряжения.

Блок регулирования нагрузки состоит иэ сумматора 14, дифференциатора 15, представляющего собой неинвертирующий дифференциатор, построенный рационном усилителе peyx Hc 55 точников 16 и 17 задающего напряжения, дополнительного управляемого переключателя 18, делителя 19 напряжения, двух источников 20 и 21 напряжесия смещения, например, в виде стабилизаторов, двух нуль-органов 22 и

23, представляющих собой неинвертирующие усилители с переменным коэффициентом усиления минимальным н области небольших (близких к нулю) сигналов и максимальным (близким к наибольшему коэффициенту усиления беэ обратной связи) в области больших сигналов, при этом второй нуль-орган

23 контролирует отклонение от нуля значения скорости, первый нуль-орган

22 — ее производной, регулятора 24 тока, например, пропорционально-интегрального, регулятора 25 скорости, например, пропорционального и ключевого каскада в виде управляемых ключей 26 — 33.

К управляющему входу преобразователя 9 подключен выход регулятора 24 тока, к входам которого подключены выходы датчика 10 тока и регулятора

25 скорости, на входы которого подключены выходы сумматора !4, через ключ 26 тахогенератора 8 и через ключ 27 днфференциатора 15, входом подключенного к выходу тахогенератора 8. Источники 20 и 21 напряжения смещения через ключи 28 и 29 подключены к вхедам сумматора 14. Источники 16 и 17 задающего напряжения,соединены с переключателем 18, подключенным к делителю 19, выходы которого через ключи 30 — 33 подключены к входам сумматора 14. Первый нуль-орган 22 входом подключен к выходу дифференциатора 15, а выходом — к второму входу контроллера 1. Второй нульорган 23 связан входом с выходом тахогенератора 8, а выходом — с третьим входом контроллера 1. С соответствующими выходами последнего связаны управляющими входами ключи 2 и 3 и. ключи 26 — 33 ключевого каскада,основной 12 и дополнительный 18 переключатели, а также автоматическое

1О

20

30

35 вен

5 149914 цифровое печататощее устройство 34 (Л((ПУ). Регулируемый источник !3 напряжения псдклн;чен через переключатель 12 к делителю 19 последоптттельно с источниками 16 и 17 задаю5 щего напряжения.

Стенд работает следующим образом, При изменении люфта подключаются источники 17, 21 и 13 напрлжештй через переключатели 18, ключ 29 и переключатель 12, Через ключ 26 к входу регулятора 25 скорости подключается тахогенератор 8. Электродвигатель 7 с малым моментом и на пони>кенной скорости выбирает л|офты до тех пор, пока под действием упругих связей не начнется торможение (момент времени t, ). В этот момент при положительном значении скорости (положительный сигнал с второго нульоргана 23) появляется отрицательный сигнал с первого нуль-органа 22, а контроллер 1 отключает ключ 26 и включает ключ 27, вводя поправку к току электродвигателя 7 на его динамический момент. После полной остановки электродвигателя 7 по нулевым сигналам нуль-органов 22 и 23 контроллером 1 фиксируется угол положения выходного вала испытуемого механизма 4 по датчику 11 угла поворота, Отключаются ключи 27 и 29, включаются ключи 26 и 28, реверсируется переключателем 12 регулируемый источник 13, а дсполнительным переключателем 18 отключается источник 17 задающего напряжения и подключается источник 16. Электродвигатель 7 начинает вращение в обратном направ- 40 лении и, выбрав люфт, тормозится.При отрицательной полярности сигнала с второго нуль-органа ?3 возникает положительная полярность с первого нуль-органа 22, контроллер 1 снова 45 отключает ключ 26 и включает ключ

27, компенсируя динамическую составляющую момента электродвигателя 7, Контроллер 1 фиксирует при остановившемся электродвигателе 7 угол поворо- 50 та выходного вала по датчику 11 угла поворота, определяет разность углов (люфт) и сравнивает с допустимым значением. Результат выводится на АЦПУ

34.

Контроллер 1 отключает ключи 28 и 33, включает ключ 31, реверсирует переклточателем 12 источник 13,включая его встречно источнику 16, и вкпюча1 6 ет клточ .". 9, уч итыпа я ли;тк момента колос тс гт хода. Затем кс тттро.ттер нкттючает к.тн1ч ?, разгонял 1I(пытуf л л механ .Iýì 4 при ттротиволейтствчтоттет моменте электродвигателя 7, причем с диффереттцттсттора 15 через клн ч 27 и одае тс л поправка к зала ттттн>, компенсирутоща>т динамический момент лектродвттгателя 7, определяемый его моментом инерции, По приращению угла а с! поворота за промежут >к времени от, z ло опредепян>тел минимальное зттачетттте и время ттоттттого поворота выходного вала испытуемогcl мсхаштзма 4, Отключаютсл ключ 31 и источник 16, включается ключ 32 и подключается источник 1 7, "Момент электродвигателл 7 при этом становится движущим (полярность поправок сохраняется).

Измеряется угол с! ск за время от до, и определяется максимальная скорость при сопутствующем моменте, Значение разности скоростей и время полного поворота вала также выводятсл тга Л1(ПУ 34, Отклю таетсл ключ 2 и >три сепyтствующем мс менте с начала оттслючеттия до полной остановки определяется сто — выбег испытуемого механизма 4. а

Результат также выводитсл на Л1(ПУ 34.

Далее отключается ключ 32 и вклточ тетсл кттюч 30. Ва время, равное

1 мин, фиксируется измс.пение угла тт Ч - (проверлетсл фиксация выходно5 го вала испытуемого механизма 4).

Результат также выводится на ЛИПУ 34.

При том же значении момента,равном !,7 М, где (! я — номинальный н момент, проверяетсл пусковой момент, но при этом отключается ключ 29, твклнтчаетсл ключ 28 и переключатель

12 включает источник 13 встречно источнику 17, после чего вклточаетсл ключ 3, и испытуемый механизм 4 разгоняется при противодействующем моменте 1,7М„, Ком;тенсация динамических составляющих производится с помощью поправки к заданию тока, пропорциональной ускорению, так как момет т создаваемый нагруэочным электродвигателем 7 на валу испытуемого механизма 4,рас(с,)

- 1(= (Кфт —,Т -----, i с - 9

1499141

35 где -М вЂ” момент сопротивления на с валу испытуемого механизма 4;

К вЂ” конструктивный коэффициент электродвигателя 7;

Т вЂ” ток якоря; ф — поток двигателя; — момент инерции якоря и редуктора 6, приведенного к якорю; дг угловое ус,.орение электроdt двигателя 7; — передаточное гтношение редуктора 6. 15

Таким образом, для поддержания постоянства Мс необходимо в зависимости от знака ускорения уменьшать или увеличивать ток якоря пропорционально ускорению, 20

Наличие упругих связей между электродвигателем 7 и испытуемым механизмом 4 делает ускорения (при работе на упор) конечными, что позволяет полностью компенсировать дина- 25 мические составляющие.

Время любого переходного процес" са при оптимизации в соответствии с -.åîðèåé автоматического регулирования не будет превышать (3 — 4) Т где Т вЂ” малая (некомпенсируемая)

1м постоянн. я времени преобраз-raarens 9.

Даже при тирпсторном г реобрззователе, работающем гга промышленной частоте, это время не будет превышать 30 — 40 мс, а при питании преобразователя 9 от источника повьшгенной частоты или при применении импульсного транзисторного преобразователя это время может быть сниже- 40 но до 3-10 мс, что полностью удовлетворяет условиям испытаний исполнительны>- механизмов 4.

При правильной настройке дифференциатора 15 моменты на валу испы- 45 туемого механизма 4 остаются постоянными даже в переходных режимах, При увеличении ступеней делителя

19 стенд может использоваться беэ переналадки для испытаний нескольких типоразмеров исполнительных механизмов 4, а также благодаря использованию контроллера 1 и АЦПУ 34 позволяет автоматизировать проверку и заполнение паспортных характеристик испытуемого механизма 4 по всем параметрам. В отличие от пневматических и грузовых стендов стенд может быть использован для проверки не только однооборотных, но и многооборотных исполнительных механизмов 4.

Формула изобретения

Стенд доя испытания электрических исполнительных механиэмов, содержащий связанный с сетью переменного тс:ка преобразователь, подключенный к его выходу нагруэочный электродвигатель, кинематически соединяемый с выходным валом испытуемого механизма, кинематически связываемый с последним датчик угла поворота„ установленный в цепи питания нагрузочного электродвигателя датчик тока и блок регулирования нагрузки, включающий сумматор, дифференциатор и ключевой каскад, отличающийся тем, что, с целью расширения техноЛогических возможностей, он снабжен контроллером, первый вход которого связан с выходом датчика угла поворота, подключенным к выходу контроллера управляющим входом переключателем, связанным с входом последнего регулируемым источником напряжения,кинематически связанным с валом нагруэочного электродвигателя тахогенератором, выход которого связан с входом дифференциатора, и предназначенными для связи испытуемого механизма с сетью переменного тока управляемыми ключами, управляющий вход каждого из которых подключен к соответствующему выходу контроллера, а блок регулирования нагрузки включает также два источника задающего напряжения, подключенный к их выходам входами дополнительный переключатель, управляющий вход которого связан с выходом контроллера, выход последовательно соединен с выходом основного переключателя, подключенный к последнему делитель напряжения, выходы которого связаны с входами сумматора,подключенные к другим входам последнего два источника напряжения смещения, два нуль-органа, первый иэ которых связан входом с выходом дифференциатора, выходом — с вторым входом контроллера, второй .нуль-орган входом связан с выходом тахогенератора, вьгходом — с третьим входом контроллера, регулятор тока, вход которого подключен к выходу датчика тока, выход— к управляющему входу преобразовате149914) I0

Составитель 6.Красненко

Техред М.яндык Корректор С.Черни

Редактор О.Юрковецкая

Заказ 4679/37

Тираж 789

Подписное

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 ля, и подключенный входом к выходам сумматора, дифференциатора и тахогенератора регулятор скорости, выход которого связан с входом регулятора тока, а ключи ключевого каскада выполнены также управляемыми, управляющий вход каждого из которых подключен к соответствующему выходу контроллера, и установлены соответственно в цепях, связывающих выходы делителя с одними входами сумматора, другие входы последнего связаны с выходами источников напряжения смещения, и вход регулятора скорости— с выходами дифференциатора и тахогенератора.