Устройство для испытания дизель-генератора постоянного тока
Владельцы патента RU 2244280:
ГУП "Нижегородское отделение" - дочернее предприятие ВНИИЖТ МПС РФ (RU)
Устройство содержит электрическую машину постоянного тока, кинематически соединенную с двигателем внутреннего сгорания, одноякорный преобразователь, регулируемый источник постоянного напряжения и регулируемый преобразователь постоянного напряжения. Вход регулируемого преобразователя постоянного напряжения подключен к выходу электрической машины постоянного тока, а выход - через диод к одноякорному преобразователю. Напряжение регулируемого преобразователя постоянного напряжения в сумме с напряжением электрической машины постоянного тока превышает напряжение одноякорного преобразователя. Регулирование нагрузки испытуемого дизель-генератора обеспечивается изменением напряжения регулируемого преобразователя постоянного напряжения. Регулируемый преобразователь постоянного напряжения позволяет скомпенсировать влияние изменения скорости испытуемого дизель-генератора на заданный нагрузочный режим. Это позволяет регулировать скорость дизель-генератора в широком диапазоне, характерном для дизель-генераторов энергоустановок транспортных средств. 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для испытания дизель-генераторов постоянного тока.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для испытания двигателя внутреннего сгорания (см. патент РФ №2044294 “Стенд для испытания двигателя внутреннего сгорания”. Мкл. 6 G 01 M 15/00, опубл. 20.09.95. Бюл. №26), которое содержит электрическую машину постоянного тока, кинематически соединенную с двигателем внутреннего сгорания, одноякорный преобразователь, регулируемый источник постоянного напряжения, трехпозиционный переключатель, средний зажим которого соединен с первым зажимом регулируемого источника постоянного напряжения, один из крайних зажимов указанного переключателя соединен с катодом диода и первым выводом коллектора одноякорного преобразователя, контактные кольца которого непосредственно подключены через контактор к промышленной сети, а второй вывод коллектора одноякорного преобразователя соединен с первым выводом коллектора электрической машины постоянного тока и вторым зажимом регулируемого источника постоянного напряжения.
Недостаток устройства заключается в невозможности его использования для испытания дизель-генераторов энергоустановок транспортных средств, поскольку регулирование нагрузки дизель-генератора связано с изменением напряжения на зажимах машины постоянного тока, тогда как по технологическим требованиям напряжение дизель-генераторов энергоустановок большинства транспортных средств должно быть неизменным. Другим недостатком устройства является малый диапазон регулирования скорости, поскольку ее изменение также приводит к изменению напряжения на зажимах машины постоянного тока, что не позволяет испытывать дизель-генераторы энергоустановок транспортных средств, скорость которых изменяется в широком диапазоне, и ограничивает возможности устройства.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытания дизель-генератора постоянного тока, включающее электрическую машину постоянного тока, кинематически соединенную с двигателем внутреннего сгорания, одноякорный преобразователь, регулируемый источник постоянного напряжения, трехпозиционный переключатель, средний зажим которого соединен с первым зажимом регулируемого источника постоянного напряжения, один из крайних зажимов указанного переключателя соединен с катодом диода и первым выводом коллектора одноякорного преобразователя, контактные кольца которого непосредственно подключены через контактор к промышленной сети, а второй вывод коллектора одноякорного преобразователя соединен с первым выводом коллектора электрической машины постоянного тока и вторым зажимом регулируемого источника постоянного напряжения, снабжено регулируемым преобразователем постоянного напряжения и двумя выключателями, через которые соответственно первые входной и выходной зажимы регулируемого преобразователя постоянного напряжения подключены ко второму выводу коллектора электрической машины постоянного тока и другому крайнему выводу трехпозиционного переключателя, второй выходной зажим регулируемого преобразователя постоянного напряжения подключен к аноду диода, а второй входной зажим регулируемого преобразователя постоянного напряжения подключен к первому выводу коллектора электрической машины постоянного тока, второму выводу одноякорного преобразователя и второму зажиму регулируемого источника постоянного напряжения.
Такое выполнение устройства, при котором оно снабжено регулируемым преобразователем постоянного напряжения и двумя выключателями, через которые соответственно первые входной и выходной зажимы регулируемого преобразователя постоянного напряжения подключены к другому выводу коллектора электрической машины постоянного тока и другому крайнему выводу трехпозиционного переключателя, второй выходной зажим регулируемого преобразователя постоянного напряжения подключен к аноду диода, а второй входной зажим регулируемого преобразователя постоянного напряжения подключен к первому выводу коллектора электрической машины постоянного тока, второму выводу одноякорного преобразователя и второму зажиму регулируемого источника постоянного напряжения, позволяет регулировать нагрузку испытуемого дизель-генератора без изменения напряжения электрической машины постоянного тока за счет суммирования ее неизменного напряжения с регулируемым напряжением на выходе регулируемого преобразователя постоянного напряжения, что обеспечивает испытания дизель-генераторов энергоустановок транспортных средств, и, кроме того, применение регулируемого преобразователя постоянного напряжения позволяет скомпенсировать изменение напряжения на зажимах электрической машины постоянного тока, вызванное изменением ее скорости, что обеспечивает проведение испытаний при изменяющейся в широком диапазоне скорости испытуемого дизель-генератора, что приводит к расширению функциональных возможностей устройства.
На чертеже представлена общая электрическая схема устройства для испытания дизель-генератора постоянного тока.
Устройство для испытания дизель-генератора постоянного тока содержит электрическую машину 1 постоянного тока, кинематически соединенную с двигателем 2 внутреннего сгорания, одноякорный преобразователь 3, регулируемый источник 4 постоянного напряжения, трехпозиционный переключатель 5, средний зажим которого соединен с первым зажимом регулируемого источника 4 постоянного напряжения.
Один из крайних зажимов указанного переключателя 5 соединен с катодом диода 6 и первым выводом коллектора одноякорного преобразователя 3, контактные кольца которого непосредственно подключены через контактор 7 к промышленной сети 8. Второй вывод коллектора одноякорного преобразователя 3 соединен с первым выводом коллектора электрической машины 1 постоянного тока и вторым зажимом регулируемого источника 4 постоянного напряжения. Устройство снабжено регулируемым преобразователем 9 постоянного напряжения и двумя выключателями 10, 11, через которые соответственно первые входной и выходной зажимы регулируемого преобразователя 9 постоянного напряжения подключены ко второму выводу коллектора электрической машины 1 постоянного тока и другому крайнему выводу трехпозиционного переключателя 5. Второй выходной зажим регулируемого преобразователя 9 постоянного напряжения подключен к аноду диода 6, а второй входной зажим регулируемого преобразователя 9 постоянного напряжения подключен к первому выводу коллектора электрической машины 1 постоянного тока, второму выводу одноякорного преобразователя 3 и второму зажиму регулируемого источника 4 постоянного напряжения.
Устройство работает следующим образом.
В режиме холодной обкатки испытуемого дизель-генератора электрическая машина 1 постоянного тока работает в двигательном режиме, для чего на выходе регулируемого источника 4 постоянного напряжения устанавливают минимальное напряжение и замыкают якорную цепь электрической машины 1 постоянного тока с помощью переключателя 5 (на чертеже левое положение). Увеличивая напряжение на регулируемом источнике 4 постоянного напряжения, осуществляют разгон электрической машины 1 постоянного тока. Частота вращения двигателя 2 внутреннего сгорания и электрической машины 1 постоянного тока в режиме холодной обкатки регулируется за счет величины напряжения регулируемого источника 4 постоянного напряжения.
При завершении холодной обкатки в двигатель 2 внутреннего сгорания подают топливо и осуществляют его запуск. Переключатель 5 переводят в нейтральное положение.
Во время горячей обкатки без нагрузки производят подключение одноякорного преобразователя 3 к промышленной сети 8. Для этого на регулируемом источнике 4 постоянного напряжения устанавливают минимальное напряжение и переводят переключатель 5 в крайнее правое (на чертеже) положение, подключив регулируемый источник 4 постоянного напряжения к коллектору одноякорного преобразователя 3. Увеличивая напряжение на регулируемом источнике 4 постоянного напряжения, разгоняют одноякорный преобразователь 3, затем выставляют переключатель 5 в нейтральное положение и замыкают контактор 7, который подключает одноякорный преобразователь 3 к сети 8.
Для нагружения испытуемого дизель-генератора замыкают выключатель 10 и устанавливают на выходе регулируемого преобразователя 9 постоянного напряжения напряжение, которое в сумме с напряжением электрической машины 1 постоянного тока будет равно напряжению на коллекторе одноякорного преобразователя 3, и замыкают выключатель 11. Регулирование нагрузки испытуемого дизель-генератора обеспечивается изменением напряжения регулируемого преобразователя 9 постоянного напряжения, которое в сумме с неизменным напряжением электрической машины 1 постоянного тока будет больше напряжения одноякорного преобразователя 3, причем разница этой суммы и напряжения одноякорного преобразователя 3 определяет количество энергии, отдаваемой дизель-генератором в сеть 8 и, соответственно, нагрузку дизель-генератора. Регулируемый преобразователь 9 постоянного напряжения позволяет скомпенсировать влияние на заданный нагрузочный режим изменения скорости испытуемого дизель-генератора, что позволяет регулировать ее в широком диапазоне, характерном для дизель-генераторов энергоустановок транспортных средств.
Применение регулируемого преобразователя 9 постоянного напряжения, рассчитываемого лишь на часть мощности испытуемого дизель-генератора, снижает стоимость и повышает КПД всего устройства.
Устройство для испытания дизель-генератора постоянного тока, включающее электрическую машину постоянного тока, кинематически соединенную с двигателем внутреннего сгорания, одноякорный преобразователь, регулируемый источник постоянного напряжения, трехпозиционный переключатель, средний зажим которого соединен с первым зажимом регулируемого источника постоянного напряжения, один из крайних зажимов указанного переключателя соединен с катодом диода и первым выводом коллектора одноякорного преобразователя, контактные кольца которого непосредственно соединены через контактор с промышленной сетью, второй вывод коллектора одноякорного преобразователя соединен с первым выводом коллектора электрической машины постоянного тока и вторым зажимом регулируемого источника постоянного напряжения, отличающееся тем, что устройство снабжено регулируемым преобразователем постоянного напряжения и двумя выключателями, через которые соответственно первые входной и выходной зажимы регулируемого преобразователя постоянного напряжения подключены ко второму выводу коллектора электрической машины постоянного тока и другому крайнему выводу трехпозиционного переключателя, второй выходной зажим регулируемого преобразователя постоянного напряжения подключен к аноду диода, а второй входной зажим регулируемого преобразователя постоянного напряжения подключен к первому выводу коллектора электрической машины постоянного тока, второму выводу одноякорного преобразователя и второму зажиму регулируемого источника постоянного напряжения.
