Способ испытания механических передач в электрическом стенде

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытании механических передач, например трансмиссий транспортных средств, при электрическом нагружении с рекуперацией энергии торможения. Целью изобретения является сокращение продолжительности испытаний путем повышения точности воспроизведения нагружающего момента за счет улучшения динамических свойств при регулировании момента. Создание и регулирование нагружающего момента осуществляется изменением частоты напряжения питания обмоток статора синхронной машины 1 с короткозамкнутым ротором при неизменной частоте вращения ее ротора, которая обеспечивается асинхронной машиной 3 с фазным ротором, работающей в режиме синхронного генератора параллельно с сетью 4 переменного тока. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (Н) (5Р 4 G 01 М 13 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4277066/25-28 (22) 06.07.87 (46) 30.11,89. Бюл. У 44 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) А.И. Икольников и В.П. Кормухов (53) 629,113 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1153251, кл. G 01 М 13/02, 1983.

Авторское свидетельство СССР

1(1295255, кл. г 01 М 13/02, 1985. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

ПЕРЕДАЧ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ СТЕНДЕ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быгь использовано при испытании механических передач, например трансмиссий транспортных

2 средств, при электрическом нагружении с рекуперацией энергии торможения. Цель изобретения — сокращение продолжительности испытаний путем повышения точности воспроизведения загружающего момента sa счет улучшения динамических свойств при регулировании момента. Создание и регулирование нагружающего момента осуществляется изменением частоты напряжения питания обмоток статора синхронной машины 1 с короткозамкнутым ротором при неизменной частоте вращения ее ротора, которая обеспечивается асинхронной машиной 3 с разным ротором, работающей в режиме синхронного генератора параллельно с сетью 4 переменного тока. 1 э.п. ф-лы, I ил.

1525 )5

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано ,при испытании механических передач, например, трансмиссии транспортных средств, при электрическом нагружении с рекуперацией энергии торможения, Пелью изобретения является сокращение продолжительности испытаний пу- 10 тем повышения точности воспроизведения нагружающего момента за счет улучшения динамических свойств при регу6084, n40

Р (3) 6Of, и вр l

3 лировании момента, На чертеже изображена общая схема 15 стенда, реализующего предлагаемый способ испытаний.

Стенд содержит асинхронную машину

1 с ковоткозамкнутым ротором, вал которого кинематически соединен с ве- 20 душим валом испытуемой передачи 2, ведомый вал которой кинематически соединен с валом асинхронной машины 3 с фазным ротором. Обмотки статоров обеих машин 1 и 3 подключены к сети 4 трехфазного переменного тока, причем машина 1 подключена к ней через преобразователь 5 частоты. Обмотки ротора машины 3 подключены к сети и через преобразователь 6 частоты.

Способ реализуется в следующей, последовательности.

Характеристики машины 1 и преобразователя 5 частоты выбирают иэ условия 35 (4) где f таты регулирова— ния преобразователя 5; число пар полюсов машины 1; номинальная часп4Р—

С учетом формул (1) — (4) число. пар полюсов Р и Р, машин 1 и 3 и рабочих частот f u f преобразователей 5 и б выбирают по следующей

Z Влн (2) п»р neo где Г и Г „„щ — минимальная и максимальная частата вращения ведущего вала испытуемой передачи 2.

Параметры машины З,преобразователя

6 частоты, порядок подключения фаз последнего выбирают так, чтобы диапазон частот вращения ротора машины

3 укладывался в диапазон рабочих частот и< ц„ вращения ведомого вала испытуемой передачи 2 и па следующей зависимости где и. -- частота вращения ротора машины 3; п4р — частота вращения поля статора машины 3: п р — частота вращения поля ротора машины 3 атнасительпо ее ротора, При этом имеют место следующие завис»»мости частота питающей сети 4 переменного тока; число пар полюсов машины 3; частота выходного напряжения преобразователя 6.

При испытании высокоскоростных передач, когда частота nãâ, вращения г выл ведомого вала испытуемой передачи 2 больше частоты п»р вращения поля статора машины 3, порядок подключения фаз преобразователя 6 к обмотке ро-

1 тора машины 3 устанавливают таким, чтобы поле ротора вращалась против ! ега направления вращения, при этом частота вращения ротора машины 3 будет равна согласно (2) .

В случае, когда частота и ь,„меньme частоты п4р, фазиравку изменяют так, чтобы поля ротора и статора вращались в одну сторону, Тогда согласно (2) частота вращения ротора машины 3 будет равна — (s)

+»ь Рз пт выл

Пуск стенда осуществляют при отключенной машине 3 подъемом частоты преобразователя 5 до достижения машиной 1 частоты вращения передачи

2 в соответствии с программой испытания.

1525525

55 где г

Далее включают преобразоватсль

6, регулируя который устанавливают частоту и величину напряжения на зажимах обмотки статора машины 3 равными частоте и величине напряжения сети 4, после чего устройство синхронизации (не показано) подключает машину 3 к сети 4, Таким образом обеспечивается работа машины 3 в режиме синхронного генератора параллельно с сетью. Частота вращения ее ротора, а следовательно, и испытуемой передачи 2 жестко задается в конвчном итоге частотами ff4 и напряжений сети 4 и преобразователя

6 в соответствии с выражениями (2) (4).

Нагружение испытуемой передачи 2 осуществляют увеличением частоты преобразователя 5, так как частота п вращения ротора машины I жестко задана частотой вращения машины 3, а частота вращения поля статора машины 1 возрастает, появляется скольжение ротора машины I по отношению к полю ее статсра, величина которого определяется Ilo зависимости (6) п01 где п — частота вращения ротора маf шины 1; п — частота вращения поля стато 1 ра машины.

При этом частоты и1, и и„, п7 име7 8ьп ют постоянное по величине значение при фиксированной частоте 1 напряжения сети, питающей обмотку статора асинхронной машины 3 с фазным ротором. Кроме того, частота п1 вращения ротора машины 1 равна частоте п7 вращения ведущего вала ис7фк пытуемой передачи 2, а величина п„ определена по зависимости (7)

f частота выходного напряжения преобразователя 5 число пар полюсов машины .

Вращающий момент (М), развиваемый асинхронной машиной, связан со скольжением (Б) следующей зависимостью, где Х вЂ” критический (максимальный )

К1 момент машины 1;

I5

30 35

Б„, — скольжение, соответствующее м

Под действием этого момента вся жестко связанная между собой система ротор машины 1 — испытуемая передача 2 — ротор машины 3 начинает ускорять-.ÿ, что приводит к повороту поля ротора машины 3 по отношению к полю его статора, вращающегося с постоянной скоростью, на угол 8 . Появляется сдвиг по Лазе на угол 9 между напряжением сети 4 и ЭДС, наводимой полем ротора машины 3 в ее обмотке статора, вследствие чего возрастают токи в обмотке статора и тормозной момент машины 3, отдающей электрическую энергию в сеть. Так как машина 3 работает параллельно с сетью. в новом установившемся режиме восстанавливается прежнее значение частоты вращения ротора, задаваемое соотношением частот f< сети 4 и f< преобразователя 6 (2-4), Для короткозамкнутых асинхронных машин 1 общепромьппленной серии номинальное скольжение не превьппает

3-5Х, поэтому необходимый диапазон изменения частоты при регулировании нагрузки в предлагаемом способе лежит также в пределах 3-57,.

Использование предлагаемого способа обеспечивает более высокие динамические свойства при регулировании момента по сравнению с известными, у которых регулирование момента осуществляется путем изменения величины полей возбуждения машин, так как скорость измерения момента в этом случае ограничивается постоянными времени цепей возбуждения, Фо р мул а и з о бр е т ения

1. Способ испытания механических передач в электрическом стенде, содержащем кинематически связываемые с ведущим и ведомым валами испытуеМоН передачи асинхронные машины соответственно с короткозамкнутым и фазным роторами, заключающийся в том, что обеспечивают работу асинхронной машины с фазным ротором в режиме синхронного генератора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения продолжительности испытаний, нагружение осуществляют изменением частоты вращения магнитного поля асинхронной машины с ко1525525

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что отношение частоты вращения магнитного поля фазного ротора относительно самого фазного ротора выбирают равным абсолютному значению разности частот вращения

Составитель Ю, Красненко

Техред М.Дидык

Редактор Е. Копча

Корректор О. Кравцова

Заказ 7213/36 Тираж 789 Подписное

BHHHIIH 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 роткозамкнутым ротором путем изменения частоты напряжения питающего обмотки ее статора, поддерживая постоянную частоту вращения ведомого вала испытуемой передачи регулировкой частоты напряжения,.питающего обмотку ротора асинхронной машины с фазным ротором, при неизменной частоте напряжения, питающего обмотки статора последней. магнитного поля статора асинхронной машины с фазным ротором н ведомого вала испытуемой передачи, а порядок следования фаз напряжения, питающего обмотку фазного ротора, устанавливают так, чтобы направление вращения поля, создаваемого обмоткой разного ротора, было противоположно направлению вращения последнего при испытании передач с частотой вращения ведомого вала, большей частоты вращения магнитного поля статора асинхронной машины с фазным ротором, и направле15 но в ту же сторону при испытании передач с частотой вращения ведомого вала, меньшей частоты вращения магнитного поля статора.