JP3604478B2 - Deceleration type three-phase AC induction motor dynamometer - Google Patents

Description

この際もし周波数インバータ１９を欠く場合には、電源ライン１８の基底周波数（５０／６０ＨＺ）に対応する三相交流誘導電動機１１の基底回転数（２極の場合は３０００／３６００ＲＰＭ）における摩擦トルク及び摩擦パワーのみしか求められないが、図４に示す如く三相交流誘導電動機１１の入力側に周波数インバータ１９を設ける場合には、図５に示す如く電源ライン１８の基底周波数に対応する回転数以下又は以上のかなり広い範囲に亘り、各回転数における最大許容トルク曲線以下の任意トルクであれば、三相交流誘導電動機１１により原動機１０を駆動してそのモータリング特性をとることができる。この場合は三相交流誘導電動機１１の出力パワーはすべて原動機１０の摩擦パワーに吸収されるので周波数コンバータ２０の有無に関らず電力ライン１８にフィードバックされる電力はない。
【０００７】
次に、原動機１０がモータリングより着火運転に移り、有効動力を発生する場合、すなわち任意のエンジン回転数ｎ_Ｅ において発生する有効トルクＴ_Ｅ を計測し、原動機１０の出力パワーＰ_Ｅ を式（１），（２）によって求める場合、所謂着火出力性能試験運転を行う場合について示す。
【０００８】
図４に示す如く、周波数インバータ１９が三相交流誘導電動機１１の入力ライン１７に設けてあるので、図５で示されるように、三相交流誘導電動機１１の基底回転数は電源ライン１８の基底周波数（５０／６０ＨＺ）に対応する基底回転数（２極では３０００／３６００ｒｐｍ）をはさみ上下のかなり広い範囲に亘って変化させることができる。原動機１０の出力を揺動ケーシング１２を介して三相交流誘導電動機１１に供給し且つ三相交流誘導電動機１１の入力側に周波数インバータ１９を設けてその回転数を基底回転数の上下に亘る希望する回転数に設定する。原動機１０の発生パワーによって、三相交流誘導電動機１１がこの設定回転数を僅かに越えたマイナス・スリップ状態になれば、三相交流誘導電動機１１はそのまま三相交流誘導発電機となって原動機出力は電力に転換される。但しその発生電力の周波数は原動機及び発電機の回転数に相当する周波数であるから、そのまま電力ライン１８にフィードバックすることはできない。
【０００９】
そこで、三相交流誘導電動機１１の出力側のフィードバックライン２１に周波数コンバータ２０を設けることにより、一度直流に変換した後、再び電力ラインの一定周波数（５０／６０ＨＺ）の交流電流に変換後に電力ライン１８にフィードバックしてやればよい。原動機１０の機械損失並に三相交流誘導電動機１１としての機械的及び電気的損失及び周波数インバータ２０の電気的損失があり、それらはすべて熱となって失われるが、原動機に供給された燃料エネルギーの７５〜８５％は電力としてフィードバックして回収できるので経済的利益は極めて大きい。特に、耐久テストのように連続運転を行う場合には、その経済的効果は著しい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような三相交流誘導電動機動力計に用いられる周波数インバータおよび周波数コンバータとしては、現在のところ許容最大回転数が基底回転数の２倍以下のものが容易に入手可能である。このことは、２極交流電動機を使用した場合に、原動機性能の試験回転数の範囲が最大でもせいぜい６０００／７２００ＲＰＭ程度に抑えられることを意味する。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、この問題点を解消し、前述した三相交流誘導電動機動力計の改良を図り、低価格な市販のモータ、周波数インバータおよび周波数コンバータをそのまま利用でき、且つ原動機出力の許容回転数の範囲を拡大できるようにした安価な減速型三相交流誘導電動機動力計を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、交流電源回路に周波数インバータおよび周波数コンバータを介して接続される三相交流誘導電動機と、前記三相誘導電動機のロータ軸に直結される主軸を同軸上に有するとともに架台上に水平にかつ揺動自在に支持されるトルク計測用の揺動ケーシングと、前記主軸と供試原動機の出力軸とを連結し前記トルク計測用の揺動ケーシング内部に一体的に組み込まれた減速装置と、を備え、主軸に直結する前記減速装置の大歯車の外周を覆い、大歯車の回転によって攪拌されて飛散する潤滑油の油沫を受け止める歯車損失トルク回収覆を前記揺動ケーシングと一体に設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
前記減速装置は、減速歯車が潤滑油を攪拌することにより生じる損失トルクを回収する手段を備える。この回収手段としては、主軸に直結する大歯車の外周を覆う短円筒形の歯車損失トルク回収覆を設け、大歯車の回転により飛散する油沫を受け止めるとともに、そのトルク回収覆を揺動ケーシングと一体とするようにして損失トルクの大部分を回収し、計測トルクに組入れすることができる。
【００１４】
本発明によれば、原動機の出力状態においては、その出力は、周波数インバータにより変化される各回転数においてマイナススリップ状態を保った三相交流誘導発電機に吸収されるとともに、その際に発電された電力は周波数コンバータを介して常に電源回路の周波数に合わせてフィードバックされる。
【００１５】
原動機の出力の計測は、原動機又は主軸の回転数と、揺動自由に支持された揺動ケーシングに作用するトルクを測定することにより行なわれ、主軸には、原動機の出力軸の回転が減速されて伝達されることから、電動機の基底回転数と周波数インバータの性能により制限される原動機の最大許容回転数を減速比の逆数倍だけ拡大することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による減速型三相誘導電動機動力計の一実施形態について添付の図面を参照して説明する。
本発明による減速型三相誘導電動機動力計は、図４に示したように、周波数を電源回路１８より周波数インバータ１９によって任意サイクルに変換後、三相交流誘導電動機１１に投入し、任意回転数における原動機１０のモータリングを可能ならしめ原動機の損失馬力の計測を可能にすると共に、原動機１０の着火運転時には任意回転数において三相交流誘導電動機１１をマイナススリップ状態に保つことにより三相交流誘導発電機として回すことによって、原動機１０の出力を吸収するとともに、発生した電力を電源ライン１８にフィードバックするため、電源ライン１８と三相交流誘導電動機１１との間に設けた周波数コンバータ２０によって三相交流誘導電動機１１の回転数に相当する周波数から常に、電源ライン１８の周波数に変換した後に電源ライン１８に投入する。
【００１７】
図１は、動力計の本体部を構成する揺動ケーシング１２の内部構造を示す縦断面図である。架台２４上には、揺動ケーシング１２を水平に支持する支持台２５ａ、２５ｂが垂直に設けられており、揺動ケーシング１２は、この支持台２５ａ、２５ｂによってボールベアリング２６ａ、２６ｂを介して揺動自在に支持されている。
【００１８】
動力計の動力吸収部として使用する三相交流誘導電動機１１としては、市販のフランジ型モータをそのまま利用することができ、揺動ケーシング１２の一端側のフランジ部２７にモータハウジング１１ａのフランジ面を固定するようにして取り付けられる。この取付姿勢では、主軸２９と、ロータ軸３０とは、揺動ケーシング１２の内部を貫通するようにその中心軸上でカップリング３１を介して連結される。主軸２９は、円筒状の揺動中間体３３の内周面に固定されたボールベアリング３２によって回転自在に支持されており、この揺動中間体３３は、揺動ケーシング１２と一体構造となるように複数本のボルト３４によって締め付けられている。
【００１９】
以上のような動力計本体部の入力側には、減速装置が一体的に設けられて、この減速装置により原動機の回転数を低下させて主軸２９に回転が伝達される。この実施形態の場合、主軸２９の入力側には、歯車減速装置の大歯車３６が軸着されており、この大歯車３６には、小歯車３７が噛み合い、この小歯車３７は供試エンジン１０（図示せず）の出力軸にカップリング４１を介して連結される入力軸１４に固定されている。この減速装置では、入力軸１４の回転は、減速比１／２〜１／３程度に減速されて主軸２９に伝達されるようになっている。
【００２０】
歯車減速装置の歯車ケーシング３８の内部は、小歯車３７、大歯車３８、入力軸１４の支持用のボールベアリング４０及び主軸２９の支持用ボールベアリング３２等を潤滑するために、一定量の潤滑油の封入された油溜３９になっていて、歯車ケーシング３８の天井部、底部には、それぞれ給油、排油用の油栓４２、４３が設けられている。
【００２１】
また、揺動中間体３３には、油溜３９に面する側の端部から大歯車３６の外周を取り囲むようにして、歯車損失トルク回収覆４４が突出するように設けられている。この歯車損失トルク回収覆４４は、図３に示すように、大歯車３６の全周を小歯車３７の噛み合い部分を残して約５／６程度を覆うような短円筒状の構造のもので、大歯車３６の回転によって撹拌されて飛散する潤滑油の油沫が歯車損失トルク回収覆４４の内面にあたって歯車損失トルクの大部分を揺動ケーシング１２に伝えることができるように構成されている。
【００２２】
図２は、本実施形態による動力計の外観全体を示す平面図である。モータケーシング１１ａにかかるトルクは直接揺動ケーシング１２に伝達されるので、トルク計測に際してトルク計の検定のために、揺動ケーシング１２には、その軸線と直交する方向に延びるトルク検定レバー５０ａ、５０ｂが取り付けられ、このトルク検定レバー５０ａ、５０ｂが当接するように、所定位置に検定用のトルク計５２が配置されている。
【００２３】
トルク検定レバー５０ｂの先端近くに、揺動ケーシング１２の中心線から距離Ｌにある位置に重量Ｗｋｇ・ｆなる重錘（図示せず）を吊したときのトルク計の読みを、
Ｔ_Ｍ ＝ＷＬ （ｋｇｆ・ｍ） （３）
としてトルク計（図示せず）を検定することができる。
【００２４】
一方、トルク検定レバー５０ａ、５０ｂの反対側には、同軸上にこれとおなじバランスレバー５１ａ、５１ｂが設けられ、このうち、バランスレバー５１ａの途中に油タンパー５４が配置されている。
【００２５】
本動力計による原動機１０のモータリング時における摩擦パワーを計測するには原動機１０を無着火状態に保ったまま電力ライン１８より電力を供給し、周波数インバータ１９によって任意回転数で三相交流誘導電動機１１を廻し、その時の動力計の駆動トルクＴ_Ｍ と原動機の回転数ｎ_Ｅ を計測すれば摩擦パワー及びトルクは（１）式および（２）式で求められる。この場合には電力ライン１８にフィードバックされる電力はない。
【００２６】
次に、本動力計による原動機の出力パワーの計測について説明する。
【００２７】
図４において、原動機１０を着火し、周波数インバータ１９によって任意回転数の下で回せば、三相交流誘導電動機１１はマイナススリップ状態となり、そのまま三相交流誘導発電機となり、各回転数で原動機１０の出力は三相交流誘導発電機となった三相交流誘導電動機１１によって電力に変換される。このようにして、任意回転数において発電された任意周波数の電力を周波数コンバータ２０を介して電力ライン１８の周波数に変換した後、電力ライン１８にフィードバックする。原動機出力が吸収されることによって、支持台２５ａ、２５ｂ上に揺動自在に支持される揺動ケーシング１２には、三相交流誘導発電機となった三相交流誘導電動機１１から直接に吸収トルクが伝達されるので、そのトルクの大きさをＴ_Ｍ として計測する。
【００２８】
また、原動機出力軸と等しい回転数で回転する入力軸１４の回転数をｎ_Ｅ （ＲＰＭ）、トルクをＴ_Ｅ （ｋｇｆ ・ｍ ）、減速比Ｒ（Ｒ＝１／２〜１／３）で減速した後の主軸２９の回転数をｎ_Ｍ 、そのトルクをＴ_Ｍ とすれば、原動機の発生するパワーＰ及び原動機のトルクＴ_Ｅ は、実際にトルクＴ_Ｍ 、及び原動機回転数ｎ_Ｅ を計測することによって、式（１）及び式（２）によって計測することができる。
【００２９】
しかも、本動力計では、減速装置を備えており、主軸２９を入力軸１４に対して減速比Ｒで減速しているので、主軸２９の回転数ｎ_Ｍ については、三相交流誘導電動機１１の基底回転数の２倍程度が許容最大回転数になる制限を受けるが、それに対応する入力軸１４の許容最大回転数は、減速比Ｒの逆数を乗じた範囲に拡大される。このため、原動機側の回転数の範囲が拡大されるので、高速エンジンのモータリング性能、出力性能の試験にも十分対応することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、市販の三相交流誘導電動機、周波数インバータ、周波数コンバータをそのまま用いながらも、周波数インバータにより制限される原動機の最大許容回転数が減速比の逆数倍だけ拡大される結果、高速原動機の任意回転数におけるモータリング性能試験並に出力性能試験が可能であり、且つ原動機の出力を電力として回収することが可能であり、経済的な且つ安価な電気動力計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による三相交流誘導電動機動力計の一実施形態を示す一部断面側面図。
【図２】前記実施形態の動力計の平面図。
【図３】減速装置内部の歯車損失トルク回収覆の示す断面図。
【図４】電力供給ラインの周波数以下又は以上の任意の回転数でのモータリング及び出力性能の測定と発生電力のフィードバックが可能な三相交流誘導電動機動力計の基本構成の説明図（本発明はこの回路による）。
【図５】三相交流誘導電動機に周波数インバータ及び周波数コンバータを付設した場合の減速歯車を有しない動力計としての周波数に対する、駆動又は吸収トルク比の変化を表わした図。
【符号の説明】
１０ 原動機
１１ 三相交流誘導電動機
１２ トルク計測用揺動ケーシング
１４ 入力軸
１５ 回転数ピックアップ
１６ 計測装置
１７ 周波数インバータ１９への入力ライン
１８ 電源ライン
１９ 周波数インバータ
２０ 周波数コンバータ
２１ 周波数コンバータより電力ラインへのフィードバックライン
２４ 架台
２５ａ，２５ｂ 支持台
２６ａ，２６ｂ 揺動ケーシング支持ベアリング
２７ モータ取付用フランジ
２８ モータフランジ
２９ 主軸
３０ ロータ軸
３１ カップリング
３２ 主軸用ベアリング
３３ 揺動中間体
３６ 大歯車
３７ 小歯車
３８ 歯車ケーシング
３９ 油溜
４４ トルク回収覆（歯車損失トルク回収手段）
５０ａ，５０ｂ トルク検定レバー
５１ａ，５１ｂ バランスレバー
５２ トルク計
５４ 油ダンパー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a dynamometer used for performance testing of a prime mover such as a gasoline engine, and more particularly, to a motoring of a prime mover at an arbitrary rotation speed using a three-phase AC induction motor directly connected to a power supply line via a frequency inverter and a frequency converter as a motor. Used as a power source for testing, and rotated by a prime mover as a generator to measure the power generated by the prime mover and feed back the power generated at that time to a power line to convert it to power, enabling economical testing. The present invention relates to a technology for expanding the range of the number of rotations of a three-phase AC induction motor dynamometer.
[0002]
[Prior art]
Dynamometers capable of measuring both the output performance of the prime mover and the motoring performance include a DC electric dynamometer and a commutator electric dynamometer. In such various conventional electric dynamometers, a casing is floated by a bearing so as to be swingable coaxially with a rotor shaft thereof, and a torque T acting on the casing during operation of the motor and a rotor T. The output of the prime mover can be measured by measuring the number of rotations n of the shaft, but both are extremely expensive.
[0003]
The electric dynamometer, which is the basis of the present invention, uses an inexpensive commercially available flange-type three-phase AC induction motor that is mass-produced as a power source for motoring the motor and absorbs the generated power of the motor, and has an arbitrary rotation speed. In order to enable the motoring and load performance test of the prime mover, a three-phase AC induction motor is equipped with a frequency inverter on the input side, and the three-phase AC induction motor is kept in a minus slip state at an arbitrary rotation speed by three-phase AC induction motor. FIG. 4 shows a three-phase generator shown in FIG. 4 which is used as an induction generator, converts the output of a prime mover at an arbitrary rotation speed into electric power, and constantly adjusts an electric power of an arbitrary frequency as a generator to a base cycle of a power line via a frequency converter. It is based on a phase alternating current induction motor.
[0004]
4, reference numeral 10 denotes a prime mover, and reference numeral 11 denotes a three-phase AC induction motor. The swing casing 12 for torque measurement, which is a dynamometer measuring unit main body, is integrally attached to the casing of the three-phase AC induction motor 11 and is swingably supported by a stand (not shown). An output shaft 13 of the prime mover 10 is connected to an input shaft 14 directly connected to a rotor shaft of the three-phase AC induction motor 11. The rotation speed of the prime mover 10 is detected by a pickup 15 and input to a measuring device 16. Is done.
[0005]
Electric power supplied from the power supply line 18 is a three-phase AC induction motor 11 via a frequency inverter 19 is driven at an arbitrary rotational speed n _M, it is possible to perform motoring of the engine 10 to be connected thereto. Friction power P at the time of no ignition of the prime mover 10 by measuring the torque T _M according to this time torque measurement rocking casing 12 is obtained by the equation (1).
[0006]
(Equation 1)

In this case, if the frequency inverter 19 is not provided, the friction torque at the base rotation speed (3000/3600 RPM in the case of two poles) of the three-phase AC induction motor 11 corresponding to the base frequency (50 / 60HZ) of the power supply line 18 and Although only the frictional power can be obtained, when the frequency inverter 19 is provided on the input side of the three-phase AC induction motor 11 as shown in FIG. 4, the rotation speed corresponding to the base frequency of the power supply line 18 or lower as shown in FIG. Or, if the torque is equal to or less than the maximum allowable torque curve at each rotational speed over a considerably wide range as described above, the motor 10 can be driven by the three-phase AC induction motor 11 to obtain its motoring characteristics. In this case, since all the output power of the three-phase AC induction motor 11 is absorbed by the friction power of the prime mover 10, there is no power fed back to the power line 18 regardless of the presence or absence of the frequency converter 20.
[0007]
Next, the prime mover 10 is transferred to ignition operation than motoring, to generate effective power, that measures the effective torque T _E that occurs in any engine speed n _E, wherein the output power P _E of the engine 10 ( The case where the so-called ignition output performance test operation is performed when obtained by 1) and (2) will be described.
[0008]
Since the frequency inverter 19 is provided on the input line 17 of the three-phase AC induction motor 11 as shown in FIG. 4, the base rotation speed of the three-phase AC induction motor 11 is The base rotation speed (3000/3600 rpm for two poles) corresponding to the frequency (50/60 HZ) can be varied over a fairly wide range up and down. The output of the prime mover 10 is supplied to the three-phase AC induction motor 11 through the oscillating casing 12 and a frequency inverter 19 is provided on the input side of the three-phase AC induction motor 11 so that the rotation speed of the three-phase AC induction motor 11 can be set to be higher or lower than the base rotation speed. Set the number of rotations. If the three-phase AC induction motor 11 enters a minus slip state slightly exceeding this set rotation speed due to the power generated by the prime mover 10, the three-phase AC induction motor 11 becomes a three-phase AC induction generator as it is and outputs the prime mover output. Is converted to electricity. However, since the frequency of the generated power is a frequency corresponding to the rotation speed of the prime mover and the generator, it cannot be fed back to the power line 18 as it is.
[0009]
Therefore, by providing the frequency converter 20 on the feedback line 21 on the output side of the three-phase AC induction motor 11, the DC power is once converted into DC, and then converted again into AC power of a constant frequency (50 / 60HZ) of the power line. Feedback to 18 is sufficient. There is a mechanical loss of the prime mover 10, a mechanical and electrical loss as the three-phase AC induction motor 11, and an electrical loss of the frequency inverter 20, all of which are lost as heat, but the fuel energy supplied to the prime mover 75 to 85% can be recovered as electric power by feedback, so that the economic benefit is extremely large. In particular, when a continuous operation is performed as in a durability test, the economic effect is remarkable.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As the frequency inverter and the frequency converter used in the three-phase AC induction motor dynamometer described above, those having an allowable maximum rotational speed of twice or less the base rotational speed at present can be easily obtained. This means that, when a two-pole AC motor is used, the range of the test rotation speed of the motor performance can be suppressed at most to about 6000/7200 RPM.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to solve this problem, improve the above-described three-phase AC induction motor dynamometer, use a low-cost commercially available motor, frequency inverter and frequency converter as they are, and output the motor output. It is an object of the present invention to provide an inexpensive deceleration type three-phase AC induction motor dynamometer capable of expanding the range of allowable rotation speed.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a three-phase AC induction motor connected to an AC power supply circuit via a frequency inverter and a frequency converter, and a main shaft directly connected to a rotor shaft of the three-phase induction motor. A torque measurement swing casing, which is mounted on the mount and supported horizontally and swingably on a gantry, is connected to the main shaft and the output shaft of the prime mover, and is integrated inside the torque measurement swing casing. A gear loss torque recovery cover that covers an outer periphery of the large gear of the speed reduction device directly connected to the main shaft and receives oil droplets of lubricating oil that is agitated and scattered by the rotation of the large gear. The swing casing is provided integrally with the swing casing .
[0013]
The reduction gear is provided with means for recovering a torque loss caused by the reduction gear stirring the lubricating oil. As this recovery means, a short cylindrical gear loss torque recovery cover that covers the outer periphery of the large gear directly connected to the main shaft is provided to receive oil droplets scattered by the rotation of the large gear, and the torque recovery cover is connected to the swing casing. Most of the loss torque can be collected and integrated into the measured torque in an integrated manner.
[0014]
According to the present invention, in the output state of the prime mover, the output is absorbed by the three-phase AC induction generator that maintains the minus slip state at each rotation speed changed by the frequency inverter, and the power is generated at that time. The power is always fed back through the frequency converter in accordance with the frequency of the power supply circuit.
[0015]
The output of the prime mover is measured by measuring the number of revolutions of the prime mover or the main shaft and the torque acting on the swing casing that is swingably supported.On the main shaft, the rotation of the output shaft of the prime mover is reduced. Therefore, the maximum allowable rotation speed of the motor, which is limited by the base rotation speed of the electric motor and the performance of the frequency inverter, can be increased by the reciprocal times the reduction ratio.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a reduction type three-phase induction motor dynamometer according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 4, the reduced-speed three-phase induction motor dynamometer according to the present invention converts the frequency into an arbitrary cycle by the frequency inverter 19 from the power supply circuit 18 and then feeds the frequency into the three-phase AC induction motor 11 to change the rotation speed. The motoring of the prime mover 10 is possible, and the loss horsepower of the prime mover can be measured. At the time of the ignition operation of the prime mover 10, the three-phase AC induction motor 11 is maintained in a minus slip state at an arbitrary rotation speed to thereby achieve the three-phase AC induction. By turning the generator as a generator, the output of the prime mover 10 is absorbed and the generated power is fed back to the power supply line 18. Therefore, the three-phase converter 20 is provided between the power supply line 18 and the three-phase AC induction motor 11. The frequency corresponding to the rotation speed of the AC induction motor 11 is always converted to the frequency of the power supply line 18. To put the power supply line 18 to after.
[0017]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the swing casing 12 constituting the main body of the dynamometer. Supports 25a and 25b that support the swing casing 12 horizontally are provided vertically on the gantry 24. The swing casing 12 swings via the ball bearings 26a and 26b by the supports 25a and 25b. It is movably supported.
[0018]
As the three-phase AC induction motor 11 used as the power absorption part of the dynamometer, a commercially available flange type motor can be used as it is, and the flange surface of the motor housing 11a is attached to the flange portion 27 on one end side of the swing casing 12. It is attached so as to be fixed. In this mounting posture, the main shaft 29 and the rotor shaft 30 are connected via the coupling 31 on the center axis thereof so as to penetrate the inside of the swing casing 12. The main shaft 29 is rotatably supported by a ball bearing 32 fixed to the inner peripheral surface of a cylindrical swing intermediate body 33, and the swing intermediate body 33 is formed integrally with the swing casing 12. Are fastened by a plurality of bolts 34.
[0019]
On the input side of the dynamometer body as described above, a reduction gear is integrally provided, and the rotation of the prime mover is reduced by this reduction gear to transmit the rotation to the main shaft 29. In the case of this embodiment, a large gear 36 of a gear reduction device is axially mounted on the input side of the main shaft 29, and a small gear 37 meshes with the large gear 36, and the small gear 37 is It is fixed to an input shaft 14 connected to an output shaft (not shown) via a coupling 41. In this reduction gear transmission, the rotation of the input shaft 14 is reduced to a reduction ratio of about 1/2 to 1/3 and transmitted to the main shaft 29.
[0020]
In order to lubricate the small gear 37, the large gear 38, the ball bearing 40 for supporting the input shaft 14 and the ball bearing 32 for supporting the main shaft 29, a certain amount of lubricating oil is provided inside the gear casing 38 of the gear reduction device. The oil reservoir 39 is filled with oil plugs 42 and 43 for oil supply and oil discharge at the ceiling and bottom of the gear casing 38, respectively.
[0021]
Further, a gear loss torque recovery cover 44 is provided on the swing intermediate body 33 so as to surround the outer periphery of the large gear 36 from the end facing the oil reservoir 39. As shown in FIG. 3, the gear loss torque recovery cover 44 has a short cylindrical structure such that the entire circumference of the large gear 36 covers about 5/6 except for the meshing portion of the small gear 37. The lubricating oil droplets agitated and scattered by the rotation of the large gear 36 hit the inner surface of the gear loss torque collecting cover 44 so that most of the gear loss torque can be transmitted to the swing casing 12.
[0022]
FIG. 2 is a plan view showing the entire appearance of the dynamometer according to the present embodiment. Since the torque applied to the motor casing 11a is directly transmitted to the swing casing 12, the swing casing 12 is provided with torque verification levers 50a, 50b extending in a direction perpendicular to the axis of the swing casing 12 in order to verify the torque meter when measuring the torque. A torque meter 52 for verification is arranged at a predetermined position such that the torque verification levers 50a and 50b are in contact with each other.
[0023]
A torque meter reading when a weight (not shown) having a weight of Wkg · f is suspended at a position at a distance L from the center line of the swing casing 12 near the tip of the torque verification lever 50b,
T _M = WL (kgf · m) (3)
As a torque meter (not shown).
[0024]
On the other hand, on the opposite side of the torque verification levers 50a and 50b, the same balance levers 51a and 51b are provided coaxially, and the oil tamper 54 is arranged in the middle of the balance lever 51a.
[0025]
In order to measure the friction power of the prime mover 10 during motoring by the dynamometer, power is supplied from the power line 18 while the prime mover 10 is kept in a non-ignited state, and the three-phase AC induction motor is driven at an arbitrary speed by the frequency inverter 19. 11 and measuring the driving torque T _{M of the} dynamometer and the rotation speed n _{E of the} prime mover at that time, the friction power and torque can be obtained by the equations (1) and (2). In this case, no power is fed back to the power line 18.
[0026]
Next, measurement of the output power of the prime mover by the present dynamometer will be described.
[0027]
In FIG. 4, when the prime mover 10 is ignited and rotated at an arbitrary rotation speed by the frequency inverter 19, the three-phase AC induction motor 11 enters a minus slip state, and becomes the three-phase AC induction generator as it is. Is converted into electric power by a three-phase AC induction motor 11 which has become a three-phase AC induction generator. In this way, the power of the arbitrary frequency generated at the arbitrary rotation speed is converted into the frequency of the power line 18 via the frequency converter 20 and then fed back to the power line 18. As the output of the prime mover is absorbed, the swinging casing 12, which is swingably supported on the support bases 25a and 25b, absorbs the absorbing torque directly from the three-phase AC induction motor 11 serving as the three-phase AC induction generator. since but is transmitted, for measuring the magnitude of the torque as T _M.
[0028]
Further, the rotation speed of the input shaft 14 that rotates at the same rotation speed as the output shaft of the prime mover is n _E (RPM), the torque is T _E (kgf · m), and the reduction ratio R is (R = 1/2 to 1/3). if the rotational speed of the spindle 29 after the deceleration n _M, the torque and T _M, the power P and torque T _E of the engine generated by the prime mover, indeed torque T _M, and measures the engine rotational speed n _E By doing so, it is possible to measure by the equations (1) and (2).
[0029]
Moreover, in this dynamometer, equipped with a reduction gear, since the reduced at reduction gear ratio R of the main shaft 29 to the input shaft 14, the rotational speed n _M of the main shaft 29, the three-phase AC induction motor 11 Although the allowable maximum rotation speed is limited to about twice the base rotation speed, the allowable maximum rotation speed of the input shaft 14 corresponding thereto is expanded to a range multiplied by the reciprocal of the reduction ratio R. For this reason, the range of the number of revolutions on the prime mover side is expanded, so that it is possible to sufficiently cope with a test of motoring performance and output performance of a high-speed engine.
[0030]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the present invention, a commercially available three-phase AC induction motor, the frequency inverter, while using as a frequency converter, the maximum allowable speed of the prime mover is restricted by the frequency inverter reduction ratio As a result of being magnified by the reciprocal times, it is possible to perform an output performance test as well as a motoring performance test at an arbitrary rotation speed of the high-speed prime mover, and it is possible to recover the output of the prime mover as electric power, which is economical and inexpensive. A simple electric dynamometer can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially sectional side view showing an embodiment of a three-phase AC induction motor dynamometer according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the dynamometer of the embodiment.
FIG. 3 is a sectional view showing a gear loss torque recovery cover inside the reduction gear transmission.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a basic configuration of a three-phase AC induction motor dynamometer capable of measuring motoring and output performance at an arbitrary rotation speed equal to or higher than the frequency of a power supply line and feedback of generated power (the present invention) Is based on this circuit).
FIG. 5 is a diagram showing a change in a driving or absorption torque ratio with respect to a frequency as a dynamometer without a reduction gear when a three-phase AC induction motor is provided with a frequency inverter and a frequency converter.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 motor 11 three-phase AC induction motor 12 swing casing 14 for torque measurement input shaft 15 rotation speed pickup 16 measuring device 17 input line 18 to frequency inverter 19 power supply line 19 frequency inverter 20 frequency converter 21 from frequency converter to power line Feedback line 24 Mounts 25a, 25b Supports 26a, 26b Swing casing support bearing 27 Motor mounting flange 28 Motor flange 29 Main shaft 30 Rotor shaft 31 Coupling 32 Main shaft bearing 33 Swing intermediate 36 Large gear 37 Small gear 38 Gear Casing 39 Oil reservoir 44 Torque recovery cover (gear loss torque recovery means)
50a, 50b Torque verification lever 51a, 51b Balance lever 52 Torque meter 54 Oil damper

Claims (1)

A three-phase AC induction motor connected to the AC power supply circuit via a frequency inverter and a frequency converter,
A swing casing for torque measurement having a main shaft directly connected to a rotor shaft of the three-phase induction motor coaxially and horizontally and swingably supported on a gantry,
A speed reducer that connects the main shaft and the output shaft of the test prime mover and is integrally incorporated inside the swing casing for torque measurement ,
A gear loss torque recovery cover that covers an outer periphery of the large gear of the reduction gear directly connected to the main shaft and receives oil droplets of lubricating oil that is agitated and scattered by the rotation of the large gear is provided integrally with the swing casing. And three-phase AC induction motor dynamometer.

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