CS225075B1

CS225075B1 - Soustava pro dlouhodobé zkoušení převodových zařízeni

Info

Publication number: CS225075B1
Application number: CS43281A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Ing Krejci; Petr Ing Hampl; Miroslav Ing Schejbal
Original assignee: Vaclav Ing Krejci; Petr Ing Hampl; Miroslav Ing Schejbal
Priority date: 1981-01-21
Filing date: 1981-01-21
Publication date: 1984-02-13

Description

Vynález se týká soustavy pro dlouhodobé zkoušení jednoho nebo několika prvků převodových zařízení pod požadovaným zatížením při známé jejich účinnosti ve spojení se dvěma elektromotory, přičemž elektromotor na vstupu soustavy pracuje jako motor a elektromotor na výstupu soustavy jako generátor*

Jeden nebo několik převodových zařízení se na zkušebnách dlouhodobě zkouši například pomoci uzavřeného silového okruhu, v němž je na požadované zatížení vyvozeno mecnanicky torsním předpětím a spojením hřídelů na vstupu a výstupu soustavy. Toto řešení je energeticky nenáročné, poněvadž hnací elektromotor kryje jen ztráty zkoušené soustavy, hodí se však zejména pro zkoušení čelních převodovek a jen se shodným převodovým poměrem. Prvek vyvozující torsní předpětí a spojení je technicky náročný, nákladný a univerzálně nepoužitelný, což je z ekonomického hlediska nevýhodné. Zkoušení zatěžováním komutátorovým dynamometrem je energeticky nejvýhodnější pro jeho vysokou účinnost, nevýhodné potřebou velké plochy pro ovládací a regulační zařízení dynamometru a vysoké investiční náklady. Více převodových zařízení nelze soudobě zkoušet zpravidla jinak, než znásobením počtu dynamometrů a tím i investičních a prostorových nároků. Jeden nebo několik prvků převodových zařízení lze známým způsobem zatěžovat tak, že elektromotory na vstupu a výstupu soustavy jsou napájeny elektrickým napětím s rozdílnou frekvencí. Nevýhodou tohoto způsobu jsou nutné investiční náklady na pořízení frekvenčních měničů·

Podle vynálezu se dosáhne značných úspor na investičních

- 2 225 075 nákladech, sníží se nároky ne plochu a umožní se soudobé zkoušení několika převodových zařízení při minimálních energetických ztrátách a s možností zkoušet i zeřízení samosvorná a s nízkou účinností. Toho se dosáhne tím, že celkový převodový poměr i váech redukovaných prvků převodových zařízení mezi vstupním elektromotorem a výstupním elektromotorem je stanoven s ohledem na celkovou účinnost všech redukovaných prvků tak, že vstupní elektromotor pracující v motorické oblasti jsou zatíženy v rozmezí SOS? až 120k jejich jmenovitého výkonu. Otáčky výstupního elektromotoru pracujícího v generátorické oblasti iig měřené od zá ladný 2n_gg a jim příslušející pokles otáček Δ ng ^se stanoví jako kořeny kvadratic ké rovnice tg ₂ . n^² - tg Z ₂ í n_s2 . n^ + Μ_χ . η_χ . η - 0

Výpočtový točivý moment výstupního elektromotoru se stanoví ze vztahu

Mg = Δ ng . tg t>C 2

Skutečný točivý moment výstupního elektromotoru se stanoví z podmínky rovnosti výkonů Mgng = Mg . n^ vztahem

M? = MX. ⁿŽ_ ⁿ2

Vynález je zřejmý z výkresů, na nichž obr.l znázorňuje schematicky soustavu pro dlouhodobé zkoušení převodových zařízení, obr.2 rovněž schematicky tuto soustavu, kde řetězec zkoušených prvků je redukován na jeden prvek, obr.3 pak znázorňuje momentové charakteristiky hnacího a hnaného elektromotoru s vyznačením charakteristických točivých momentů a otáček.

Soustavu pro dlouhodobé zkoušení převodových zeřízení (obr.l) tvoří např. vstupní elektromotor 1, spojený hřídelovou spojkou 2, s převodovkou dopomala 3.» pohánějící řetězovým převodem tvořeným řetězkami £ θ Σ ⁹ řetězem 6. převodovku dorychla 2, která je spojena řemenovým převodem tvořeným řemenicemi b a 2 ^a ozubeným řemenem 10 s výstupním elektromotorem 11. Vstupní elektromotor 1 na počátku soustavy pracuje jako motor a výstupní elektromotor 11 na konci soustavy pracuje jako generátor. Kterýkoli z prvků této soustavy může být předmětem dlouhodobého zkoušení bucf sám nebo s jinými prvky, ostatní prvky v nezbytném počtu a druzích jsou doplňující k dosažení potřebného převodu. Každý ze zkoušených i po mocných prvků soustavy má známou účinnost. 225 075

Na obr. 2 je taktéž soustava pro dlouhodobé zkoušení zjednodušená tak, že všechny prvky soustavy jsou redukovány na náhradní jediný prvek se shodným celkovým převodem i, a celkovou účinností η jako mají všechny prvky nahrazované soustavy.

Vstupní elektromotor 1 s točivým momentem a otáčkami n^ je připojen na redukovaný prvek 12 s výstupními otáčkami n₂ výstupního elektromotoru 11 s točivým momentem Mg· Celkový převodový poměr i, všech redukovaných prvků 12 převodových zařízení mezi vstupním elektromotorem 2 a výstupním elektromotorem 11 je stanoven s ohledem na celkovou účinnost xp všech redukovaných prvků 12; tak, že vstupní elektromotor 1 pracující v motorické oblasti i výstupní elektromotor 11 pracující v generétorické oblasti jsou zatíženy v rozmezí 80% až 120% jejich jmenovitého výkonu.

Soustava pro dlouhodobé zkoušení převodových zařízení je provozně ekonomická tehdy, jestliže oba elektromotory i, 11 pracují v oblasti charakteristik blízké jmenovitým hodnotám točivých momentů a otáček. Pro známý vstupní točivý moment Μχ, otáčky n^, celkovou účinnost >p a charakteristiku výstupního motoru 11 v generátorickém běhu stanoví se otáčky n2(obr.3) z kvadratické rovnice . n^² - tg«é₂ · n_g2 . n₂ + Μ_χ . η_χ = 0 (1) kde je •é 2 - úhel sklonu momentové charakteristiky výstupního elektromotoru pracujícího v generétorické oblasti, n₂- otáčky elektromotoru pracujícího v generátorické oblasti měřené od základny 2n_gg , n_s2~ synchronní otáčky motoru pracujícího v generátorické oblasti, ^l’ⁿl točivý moment a otáčky vstupního elektromotoru, celková mechanická účinnost souboru prvků převodových zařízení mezi oběma elektromotory.

Řešením rovnice (1) jsou dva kořeny, z nichž jeden je roven otáčkám n₂a druhý jim příslušejícímu poklesu otáček n₂. Skutečné otáčky n₂ výstupního elektromotoru 11 jsou * n_s2 + Jn₂ = 2n_s2 -n _g (2)

- 4 225 075

Točivý moment výstupního elektromotoru 11 je dán vztahem

M₂' = . tg/₂ (J) a celkový převod (3)

ⁿl (4) ⁿs2 ⁺ ^ⁿ2

Celkový převod musí mít právě tuto velikost a je nutno ji dodržet úpravou některého převodového Čísla dílčích prvků.

Skutečný točivý moment na hřídeli elektromotoru 11 pracujícího v generátorické oblasti se stanoví z rovnosti výkonů ze vztahu

(5)

Přesnost dosažení žádaného zatížení soustavy je úměrné zavedeným zjednodušením (přímkové charakteristiky elektromotorů v oblasti jmenovitého zatížení), přesnosti odhadu celkové účinnosti a přesnosti celkového převodu (při Δ = - 2,5 % A Δ i = - 0,003 bude = - 5 %).

Navrhované řešení dle vynálezu dosahuje proti známým řešením tyto vyšší účinky :

V řetězci lze odzkoušet různé prvky převodových zařízení (např. hřídelové spojky, řetězky, řetězy, variátory, řemeny, řemenice, převodovky aj.) při zvoleném zatížení. Dále lze pro zkoušení použit běžně dostupných převážně typizovaných prvků, což umožňuje i dlouhodobé zkoušení bez budování investičně nákladné zkušebny, nehledě k tomu, že je možno současně postavit více zkušebních stavů při úspoře zejména investičních nákladů. Vedle toho umožňuje vynález dosáhnout přibližně stejných energetických náldadů na zkoušky i bez dynamome/tru, přičemž celkové náklady na zkoušky jsou výrazně nižší.

Výhoda popsaného řešení dále vyniká při zkoušení prvků s nízkou účinností, napr. šnekové prvky o vysokém převodovém čísle kdy některými známými metodami nelze zkoušet a jinými jen za vysokých nákladů. V řetězci převodových zařízení lze odzkoušet i sataosvorné prvky, které jinak vyžadují zatěžování pomocí regulačního komutátorového dynamometru, přičemž dále lze dosáhnout stejných výsledků i bez užití frekvenčního měníce.

Claims

1. Soustava pro dlouhodobé zkoušení převodových zařízení pod* požadovaným zatížením sestávající ze vstupního elektromotoru, jednoho nebo několika prvků převodových zařízení a výstupního elektromotoru, kdy vstupní elektromotor pj?acuje jako motor a výstupní elektromotor pracuje jako generátory vyznačující se tím, že celkový převodový poměr(i)všech redukovaných prvků (12) převodových zařízení mezi vstupním elektromotorem (1) a výstupním elektromotorem (11) je stanoven s ohledem na celkovou účinnost y všech redukovaných prvků (12) tak, Se vstupní elektromotor (1) pracující v motorické oblasti i výstupní elektromotor (11) pracující v generátorické oblasti jsou zatíženy v rozmezí 80% až 120% jejich jmenovitého výkonu·

2· Soustava podle bodu 1, vyznačující se tím, že otáčky výstupního elektromotoru (11) pracujícího v generátorické oblasti měřené od základny a jim příslušející pokles otáček

4-S2 se stanoví jako kořeny kvadratické rovnice tgZ₂ · ⁿg² “ tg -ó₂ · n_s2 . n^ + . _Πι . = 0 “ úhel sklonu momentové charakteristiky výstupního elektromotoru pracujícího v generátorické oblasti, n₂ - otáčky elektromotoru pracujícího v generátorické oblasti měřené od základny 2n

S2 ns₂ - synchronní otáčky motoru pracujícího v generátorické oblasti,

M^,n^ - točivý moment a otáčky vstupního elektromotoru,

4» - celková mechanické účinnost souboru prvků převodo‘ vých zařízení mezi oběma elektromotory.

3. Soustava podle bodů 1 a 2^ vyznačující se tím, že výpočtový točivý moment Mg výstupního elektromotoru (11) se stanoví ze vztahu Mg = Jn₂ . tg

Δϊϊ2 - příslušející pokles otáček, tg z úhel sklonu momentové charakteristiky výstupního elektromotoru pracujícího v generátorické oblasti.

- 6 225 075

4· Soustava podle bodů 1 až 3_?vyznačující se tím, že skutečný točivý moment výstupního elektromotoru (11) ae stanoví z pod ⁿ2 minky rovnosti výkonů M₂n₂ = · n^ vztahem _M _ _M'