DE3005641A1

DE3005641A1 - Verfahren und vorrichtung zur simulation von schwungmassen an bremsenpruefstaenden

Info

Publication number: DE3005641A1
Application number: DE19803005641
Authority: DE
Inventors: Prodromos Dipl.-Ing. 6112 Groß-Zimmern Raptopoulos
Original assignee: Carl Schenck AG
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1980-02-15
Filing date: 1980-02-15
Publication date: 1981-08-20
Also published as: JPS6054616B2; JPS56118632A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Simulation von Schwungmassen an
Bremrüfständen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Simulation von Schwungmassen an Brem g rüfständen, bei dem die benötigte Energie von einer elektrischen Maschine geliefert wird und das Bremsdrehmoment gemessen und integriert wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der DE-OS 27 58 117 bekannt. Dabei wird die elektrische Maschine auf einen Sollwert einer Drehzahl geregelt, über das simulierte Trägheitsmoment des Prüfstandes wird keine Aussage getroffen.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Simulation der Schwungmassen zu schaffen, bei dem das gewünschte Trägheitsmoment des Prüfstandes regelbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das integrierte Bremsmoment durch die Differenz aus Ausgangsdrehzahl minus augenblicklicher Drehzahl dividiert wird und als Istwert einem Regelkreis für das Trägheitsmoment zugeführt wird. Zweckmäßigerweise läßt sich die Ausgangsdrehzahl auf einen einstellbaren Wert regeln. Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Vorrichtung, bei der das Bremsdrehmoment über eine KraftmeBeinrichtung ermittelt und in einem Meßverstärker verstärkt wird besonders geeignet, wenn das verstärkte Meßsignal einem Integrator zugeführt ist, dessen Ausgang mit einem ersten Eingang eines Dividierers verbunden ist, wenn ein mit der elektrischen Maschine gekoppelter Tachogenerator direkt und über eine zu Beginn der Messung aktivierbare Sample-and-Hold-Schaltung mit einem Addierer verbunden ist, dessen Ausgang dem zweiten Eingang des Dividierers ansteuert und wenn das Ausgangssignal des Dividierers als Istwert in einen Regelkreis für das Trägheitsmoment eingespeist wird, der den Speisestrom der elektrischen Maschinebee2nnU. Zweckmäßigerweise wird dabei das verstärkte Meßsignal einem Nullkomparator zugeführt, von dessen Ausgang ueber Schalter der Regelkreis des Trägheitsmoments ausschaltbar und ein Regelkreis für die Ausgangsdrehzahl einshaltbar ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß zu Beginn der Messung die elektrische Maschine auf die gewünschte Drehzahl eingeregelt wird.
Die Figur zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. An eine elektrische Maschine 6, beispielsweise eine Gleichstrommaschine, ist eine rotierende Bremsscheibe 1 oder eine Bremstrommel angeschlossen. Die Schwungmasse 4 symbolisiert die Grundschwungmasse des Prüfstandes, 5 stellt eine elektrisch ankoppelbare Zusatzswungmasse dar. Selbstverständlich können auch mehrere Zusatzschwungmassen an die Gleichstrommaschine 6 ankoppelbar sein. Ein feststehender Bremsenteil 2, für eine Scheibenbremse also der Bremssattel, ist pendelnd gelagert und mit einem elektrischen Aufnehmer 3 verbunden, beispielsweise einer Kraftmeßdose oder einer Drehmomentenmeßwelle. Das Bremsmoment wird dort in ein elektrisches Signal umgewandelt, das in dem Meßverstärker 3a verstärkt wird. Der Ausgang des Meßverstärkers 3a ist mit einem Integrator 18 verbunden, dessen Ausgangssignal einem Eingang des Dividierers 20 zugeführt wird. Der andere Eingang des Dividierers 20 wird von einem Subtrahierer 30 angesteuert, dessen negativer Eingang mit einem mit der Cleichstrommaschine 6 gekuppelten Tachogenerator 7 verbunden ist, während der positive Eingang mit einer Sample-and-Hold-Schaltung 19 verbunden ist, die auftrennbar ebenfalls mit dem Tachogenerator 7 in Verbindung steht. Das Ausgangssignal des Dividierers 20 wird über den Subtrahierer 31 einem Regelkreis für das Trägheitsmoment zugeführt.- Der Sollwert des Trägheitsmoments wird an dem Potentiometer 22 eingestellt und dem positiven Eingang des Subtrahierers 31 zugeführt, dessen Ausgang mit dem Regler 21 für das Trägheitsmoment verbunden ist. Dessen Ausgangssignal wiederum wird einem Stromregelkreis 9 zugeführt, der einen antiparallel geschalteten Stromrichter 8 als Stellglied ansteuert, der kreisstrombehaftet oder kreisstromfrei ausgeführt sein kann. Die Ausgänge des Stromrichters 8 sind mit den Eingängen der Gleichstrommaschine 6 verbunden.
Der Ausgang des Meßverstärkers 3a ist mit einem Nullkomparator 1 6a 17 verbunden, von dessen Ausgang Schalter 16, gesteuert werden, die den Integrator 18 und den dividierer 20 so lange kurzschließen, wie kein Meßsignal vorliegt. Außerdem steuert der Nullkomparator 17 die Kontakte 12, 13, 14 an die den Regelkreis für das Trägheitsmoment öffnen, solange der Wert des Bremsmomentes Null hat und stattdessen an den Drehzahlregler 10 einen an sich bekannten Regelkreis für die Drehzahl schalten. Weiterhin öffnet bei Abweichen des Bremsmomentes von Null der Nullkomparator einen Schalter 15, der die Sample-and-Hold-Schaltung 19 vom Tachogenerator 7 trennt.
Der an sich bekannte Regelkreis für die Ausgangsdrehzahl besteht aus einem Potentiometer 11 als Sollwertgeber, das mit dem positiven Eingang eines Subtrahierers39erbunden ist dessen negativer Eingang vom Tachogenerator 7 beaufschlagt wird und dessen Ausgang mit einem Drehzahlregler 10 verbunden ist.
Der Ausgang des Drehzahlreglers 10 wird einerseits dem Stromregelkreis 9 zugeführt und andererseits einem Regler 23, der lediglich die Aufgabe hat die Ausgangsspannung des Trägheitsmomentenreglers 21 auf die des Drehzahlregelers 10 nachzuführen. Weiterhin ist der Tachogenerator 7 mitlnl$frRmparator 33 ihaEltrSericn verbunden, derden Schalter 24 Bei Erreichen der Drehzahl Null der Gleichstrommaschine 6 öffnet und somit die Stromzufuhr für die Gleichstrommaschine 6 abschaltet.
Die Anlage funktioniert folgendermaßen: Solange die Bremsbacken 2 nicht betätigt sind, also kein Bremsmoment vorliegt, wird über den eben beschriebenen Regelkreis für die Ausgangsdrehzahl der Gleichstrommaschine 6 die Gleichstrommaschine auf den gewünschten Drehzahlwert eingeregelt. Wird nun der Bremssattel 2 über ein pneumatisches oder hydraulisches System, über das der Bremsdruck eingestellt werden kann, aktiviert so werden vom Nullkomparator 17 die Schalter 14, 15, 16 und 16 geöffnet, der Schalter 13 wird geschlossen und der Schalter 12 umgeschaltet, so daß nunmehr der Regelkreis für das Trägheitsmoment eingeschaltet ist. Das Ausgangssignal des Dividierers 20 stellt den Istwert des gesamten Trägheitsmomentes dar. Ist nun das vorhandene Trägheitsmoment kleiner als das am Potentiometer 22 eingestellte, so beschleunigt der Regler 21 die Gleichstrommaschine 6 so lange, bis exakte Übereinstimmung herrscht. Die Gleichstrommaschine arbeitet dann als Motor. Ist dagegen das vorhandene Trägheitsmoment größer als das eingestellte, so unterstützt die Gleichstrommaschine den Abbremsvorgang zusätzlich, indem sie als Generator arbeitet, bis der Regler für das Trägheitsmoment 21 keine Abweichung des Istwertes vom Sollwert mehr registrie-rt. Auf diese Weise wird eine sehr gute Regeldynamik erreicht. Wird während des Bremsvorganges der Drehzahlwert Null von der Gleichstrommashine 6 erreicht, so öffnet -wie oben ausgeführt - der Schalter 24, die Gleichstrommaschine 6 wird stromlos« Wird des des vorgesehenen Prüfprogramms für das Bremsmoment dieses wieder auf Null zurückgenommen, werden vom Nullkomparator 17 die Schalter 14, 15, und 16ogeschlossen, der Schalter 13 wird geöffnet und der Schalter 12 wieder auf den Drehzahlregelkreis umgeschaltet, so daß die Gleichstrommaschine 6 beim Unterbrechen des Bremsvorganges automatisch wieder auf die am Potentiometer 11 eingestellte Ausgangsdrehzahl eingeregelt wird.
*> und das Prüfprogramm ist beendet.

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Simulation von Schwungmassen an Bremsenprüfständen Patentansprüche: 1. Verfahren zur Simulation von Schwungmassen an BremsQprüfständen, bei dem die benötigte Energie von einer elektrischen Maschine geliefert wird und das Bremsdrehmoment gemessen und integriert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das integrierte Bremsmoment durch die Differenz aus Ausgangsdrehzahl minus augenblicklicher Drehzahl dividiert wird und als Istwert einem Regelkreis für das Trägheitsmoment zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsdrehzahl auf einen einstellbaren Wert geregelt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei das Bremsdrehmoment über eine Kraftmeßeinrichtung ermittelt und in einem Meßverstärker verstärkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das verstärkte Meßsignal einem Integrator (18) zugeführt ist, dessen Ausgang mit einem ersten Eingang eines Dividierers (20) verbunden ist, daß ein mit der elektrischen Maschine (6) gekoppelter Tachogenerator (7) direkt und über eine zu Beginn der Messung aktivierbare Sample-and-Hold-Schaltung (19) mit einem Subtrahierer (30) verbunden ist, dessen Ausgang den zweiten Eingang des Dividierers (2D) ansteuert und daß das Ausgangssignal des Dividierers (20) als Istwert in einen Regelkreis für das Trägheitsmoment eingespeist wird, der den Speisestrom der elektrischen Maschine (6) beeinflußt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das verstärkte Meßsignal einem Nullkomparator (17) zugeführt ist, von dessen Ausgang über Schalter (12, 13, 14, 15, 16, 16a) der Regelkreis des Trägheitsmoments ausschaltbar und ein Regelkreis für die Ausgangsdrehzahl einschaltbar ist.