Способ малоинерционного нагружения вала двигателя и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технике контроля механических параметров электродвигателей и может быть использовано для нагружения шаговых электродвигателей. Целью изобретения является повышение точности нагружения шагового двигателя за

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 1 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4765853/10 (22) 17.10.89 (46) 30.03.92, Бюл. М 12 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) С.И.Кирпатовский (53) 531.781(08.8) (56) Нестеренко А.Д., Орнадский П.П. Детали и узлы приборов, Киев: Гостехиздат, 1963, с. 152... Ж 1723470 А1 (54) СПОСОБ МАЛОИНЕРЦИОННОГО НАГРУЖЕНИЯ ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике контроля механических параметров злектродвигателей и может быть использовано для нагружения шаговых электродвигателей.

Целью изобретения является повышение точности нагружения шаговогодвигателя за л" аЬла7иоду ! 8v РаюасЬа&

1723470 счет поддержания заданного момента упругой силы при любых положениях входного вала в процессе его вращения. Нагрузочный момент создается предварительной деформацией момантной пружины. При выполнении испытуемого двигателем очередного шага по сигналу фотоэлектрического датчика рассогласования совершает такой же шаг следящий двигатель 8, поэтому дополнительная деформация пружины незначительна и нагрузочный момент практически постоянный, Устройство состоит из моментной пружины 1, связывающей входной 2 и выходной 3 валы. Входной вал жестко соединен с испытуемым двигателем, а выходИзобретение относится к технике контроля механических параметров электродвигателей и может быть использовано для нагружения шаговых электродвигателей при их испытании под нагрузкой.

Известен способ малоинерционного нагружения вала, заключающийся в использовании момента сил сухого трения.

Устройство для реализации этого способа показано на примере фрикционных тормозов — моментомеров. Нагрузочный момент создается фрикционными накладками на шкиве, закрепленном на валу испытуемого двигателя, Изменение нажатия фрикционных накладок и соответственно нагрузочного момента осуществляется изменением тока электромагнита, прижимающего накладки.

Недостатком фрикционного способа и устройства является непостоянство коэффициента трения тормозящих поверхностей, что проявляется в непостоянстве и скачках нагрузочного момента. Кроме того, необходимость шкива на валу испытуемого электродвигателя создает дополнительный момент инерции, что не всегда допустимо.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ ма, лоинерционного нагружения вала. двигателя, заключающийся в закручивании выходного вала относительно соосного входного вала одностороннего вращения до получения требуемого значения момента упругой силы, действующей между ними, дальнейшей фиксации выходного вала в этом положении и приложении крутящего момента ко входному валу. О нагружении двигателя судят по троганию входного вала, Устройство, реализующее способ, содержит моментную пружину, соединяющую входной и выходной соосные валы, и механой — со следящим двигателем 8. Рассогласование положения валов 2 и 3 сигнализирует фотоэлектрический датчик. Вращение двигателя управляется импульсами заданной частоты генератора 11, обрабатываемыми формирователем 9 и подсчитываемыми счетчиком 14. Вращение двигателя 8 управляется импульсами датчика рассогласования, поступающими через скользящие контакты 16 в формирователь 10 и посылаемыми к двигателю 8 и счетчику 15. Момент упругой силы задается положением фланца

17 на валу 3. О недостаточности момента двигателя и его сбоях судят по разности показаний счетчиков 14 и 15. 2 с.п. ф-лы,5ил, ниэм односторонней задержки входного вала.

Область использования такого способа и устройства ограничена статическим режи5 мом, т,е. нагружением начальным пусковым моментом двигателя.

При вращении вала закручивается пружина, возникает погрешность задания нагрузочного момента тем больше, чем

10 больше угол поворота вала.

Целью изобретения является повышение точности нагружения шагового двигате- . ля за счет поддержания заданного момента . упругой силы при любых положениях вход15 ного вала в процессе его вращения.

Способ малоинерционного нагружения вала и устройство для его осуществления обладает малым моментом инерции при заданном нагрузочном моменте по сравнению

20 с другими способами и устройствами; малой погрешностью изменения заданного момента, определяемой остаточной деформацией пружины и ее закручиванием в пределах полушага.

25 Погрешность, вызываемая второй из названных причин, оценивается следующим расчетом, Если заданный момент получен закручиванием пружины 1 на угол 340О, а шаг

30 двигателя равен аш- 1,8 {200 шагов за оборот), то относительная погрешность

P = 1,8/2 340 = 0,00265 или P = Зф>, Кроме того, четким контролем пропуска шагов испытуемого двигателя ШД1 — 20 пу35 тем сличения показаний счетчиков 14 и 15.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу малоинерцион ного нагружения вала, заключающемуся в том, .что выходной вал закручивают относительно со40 осного входного вала одностроннего враще.ния до заданного момента упругой силы, 1723470 затем фиксируют выходной вал в этом положении, после чего ко входному валу прикладывают крутящий момент двигателя, причем о нагружении двигателя заданным моментом судят по троганию и шагу входно- 5 го вала. при каждом трогании и шаге входного вала осуществляют поворот выходного вала на один такой же шаг вслед за ним, Кроме того, устройство малоинерционного нагружения вала двигателя, содержа10 щее моментную пружину. соединяющую входной и выходной соосные валы, и меха-. низм односторонней фиксации вращения входного вала, введены датчик расСогласошаговый электродвигатель, генератор шаговых импульсов, первый формирователь импульсов управления для испытуемого ша20 гового двигателя, второй формирователь импульсов управления для следящего шагового электродвигателя, первый и второй счетчики шаговых импульсов, причем первый выход генератора шаговых импульсов

25 соединен с первым счетчиком, второй выход — со входом первого формирователя, выход которого соединен с испытуемым шаговым двигателем, выход датчика рассогласова-. ния соединен со входом второго формиро30 вателя, первый выход которого соединен со вторым счетчиком, а второй — со следящим шаговым электродвигателем.

На фиг,1 представлена схема конструкции устройства и функциональная блок-схе35 ма его электрических цепей; на фиг.2— продольная проекция размещения и крепления датчика рассогласования в составе светодиода, фотодиода, диска-маски; на фиг.3 — то же, поперечная проекция; на

40 фиг,4 — зависимость тормозного момента от рабочего закручивания пружины; на фиг.5— временные диаграммы управляющих импульсов, Устройство малоинерционного нагружения вала двигателя содержит моментную пружину 1, соединяющую входной 2 и выходной 3 валы, механизм односторонней за-. держки вращения 4, датчик рассогласования, состоящий из светодиода

5, фотодиода б, дисковой маски 7 между ними, следящий шаговый электродвигатель

8, формирователи шаговых импульсов 9 и

10, регулируемый по частоте электрйческий источник периодических импульсов 11 ° счетчики 14 и 15, скользящие контакты 16; 55 фланец 17 выходного 3 вала, подшипники 12 входного 2 вала, подшипники 13 выходного

3 вала. Входной вал 2 устройства имеет полумуфту для соединения с валом испытуемого шагового электродвигателя 20, вания, состоящий из светодиода, фотодиода 15 и дисковой маски между ними, следящий

Способ малоинерционного нагружения вала двигателя осуществляют на устройстве малоинерционного нагружения вала двигателя.

Для подготовки устройства к испытанию шагового электродвигателя 20 (ШД!) выполняют уставку заданного нагрузочного момента путем предварительного закручивания пружины 1 на соответствующий угол, для чего выполняют следующее.

Возбуждением следящего шагового электродвигателя 8 (ШД2) создают на нем фиксирующий момент, больший нагрузочного;То же выполняют на испытуемом электродвигателе 20 или фиксируют положение его вала посредством механизма однострон него запрета вращения 4 (MOCB), Этими действиями обеспечена неподвижность валов 2 и 3. Затем поворотом фланца 17 относительно вала 2 закручивают на необходимый угол пружину 1 и закрепляют фланец 17 на валу 3. Подают напряжение на светодиод 5, задают требуемую частоту задающих импульсов в генераторе 1 1.

Действие устройства начинается после подачи импульсов от генератора 11 к первому 10 формирователю импульсов (ФИ1) и происходит следующим образом.

Каждый посланный из ФИ! — 9 в ШД1-20 импульс создает на валу 2.крутящий момент

М<. Если он превышает заданный момент упругой силы Му, Т0 входной 2 Вал IlOBOp8 чивается на угловой шагая, причем диск-маска 7 уже при повороте на часть шага (3,0-0,4) а о позволяет свету пройти от светодиода 5 к фотодиоду 6, вследствие чего второй 10 формирователь импульсов (ФИ2) выдает импульс на второй 15 счетчик импульсов и одновременно на электродвигатель ШД2-8, который сделает шаг вслед за шагом ШД1-20.

При этом диск-маска 7 перекроет свет к фотодиоду 6, чем прекратит действие импульса, Таким образом, один шаг испытуемого 20 двигателя сопровождается только одним шагом следящего 8 двигателя с запозданием на время полушага, т.е. обеспечивается дискретное слежение за вращением вала 2. В описанном случае счетчики 14 и 15 будут давать одинаковые отсчеты. что свидетельствует о способности испытуемого двигателя 20 преодолевать заданный момент, Если момент силы ШД1 окажется меньше заданного момента. то свет от светодиода 5 к фотодиоду 6 не пройдет, ШД2-8 останется неподвижным, счетчик 15 не изменит своего показания, тогда как счетчик 14 будет отсчитывать импульсы, посылаемые к двигателю ШД1 — 20, 1723470

Нагружение двигателя можно вести при различных частотах генератора импульсов

11 и при различных значениях заданного момента М>.

Формула изобретения

1, Способ малоинерционного нагружения вала двигателя, заключающийся в том, что выходной вал закручивают относительно соосного входного вала одностроннего вращения до заданного момента упругой силы, затем фиксируют выходной вал в атом положении, после чего к входному валу прикладывают крутящий момент двигателя, причем о нагружении двигателя заданным моментом судят по троганию и шагу входного вала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности нагружения шагового двигателя за счет поддержания заданного момента упругой силы при любых положениях входного вала в процессе его вращения, при каждом трогании и шаге входного вала осуществляют поворот выходного вала на такой же шаг.

2, Устройство для малоинерционного нагружения вала двигателя, содержащее моментную пружину, соединяющую входной и выходной соосные валы, и механизм

5 одностронней фиксации вращения входного вала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности нагружения в него введены датчик рассогласования, состоящий из светодиода, фотодиода и диско10 вой маски между ними, следящий шаговый электродвигатель, генератор шаговых импульсов, первый формирователь импульсов управления для испытуемого шагового двигателя, второй формирователь импульсов

15 управления для следящего шагового двигателя, первый и второй счетчики шаговых импульсов, причем первый выход генератора шаговых импульсов соединен с первым счетчиком, второй выход — с входом первого

20 формирователя, выход которого соединен с испытуемым шаговым двигателем, выход датчика рассогласования соединен с входом второго формирователя, первый выход которого соединен с вторым счетчиком, а

25 второй — со следящим шаговым двигателем.

1723470

1723470

Составитель С. Кирпатовский

Техред М,Моргентал Корректор Л. Бескид

Редактор Н. Горват

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

Заказ 10б0 Тираж Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-Э5, Раушская наб., 4/5

Способ малоинерционного нагружения вала двигателя и устройство для его осуществления Способ малоинерционного нагружения вала двигателя и устройство для его осуществления Способ малоинерционного нагружения вала двигателя и устройство для его осуществления Способ малоинерционного нагружения вала двигателя и устройство для его осуществления Способ малоинерционного нагружения вала двигателя и устройство для его осуществления Способ малоинерционного нагружения вала двигателя и устройство для его осуществления 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к силоизмерительной технике

Изобретение относится к смлоизмерительной технике и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для косвенного измерения внешнего нагрузочного момента электропривода постоянного тока и в целях коррекции электромеханической системы

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании и испытании электродвигателей , Цель изобретения - повышение точности измерения

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности, в частности, при проведении работ разведочного бурения скважин

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измрррния крутящего момента на а л л у Цель изобретения - пооышсниь точности изменения и упрощение констру цми При отключении ус

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на вращающемся валу

Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность измерения крутящего момента вихретоковым преобразователем

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения или регулирования крутящего момента в установках со значительными располагаемыми и потребляемыми мощностями, например, на морских судах для измерения крутящего момента на валах гребных винтов, на валах прокатных металлургических станов, на валах несущего ротора вертолета, на валу газоперекачивающего агрегата, на валу редуктора турбо-винтового авиационного двигателя и т.д

Изобретение относится к измерительной технике и может бытъ использовано для графического контроля характера неравномерности распределения в течение периода вращения крутящего момента активных и тормозящего момента пассивных вращающихся объектов

Изобретение относится к области измерений кутящих моментов на тормозном валу, а также углов рассогласования вращающихся валов и может быть использовано в следящих приводах, а также для измерений мгновенных значений крутящих моментов в фиксированных положениях вращающегося вала

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и используется для непрерывного бесконтактного измерения параметров вращающегося вала при определении эффективной мощности

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к рулевым приводам с сервомеханизмами в качестве устройства для бесконтактного измерения крутящего момента рулевого вала в системе управления электромеханическим усилителем руля

Изобретение относится к автомобилестроению и может использоваться в качестве датчика для бесконтактного измерения крутящего момента рулевого вала в системе управления электромеханическим усилителем руля

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к рулевым приводам с сервомеханизмами и может использоваться в качестве датчика для бесконтактного измерения крутящего момента рулевого вала в системе управления электромеханическим усилителем руля

Изобретение относится к технике измерения крутящих моментов между двумя соосными валами

Изобретение относится к технике контроля механических параметров электродвигателей и может быть использовано для нагружения шаговых электродвигателей

Наверх