RU191054U1

RU191054U1 - Motor test bench

Info

Publication number: RU191054U1
Application number: RU2019101788U
Authority: RU
Inventors: Виктор Николаевич Новоселов; Георгий Константинович Рябов; Илья Седлярский
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Партнер НКТ"
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2019-07-22

Abstract

Стенд для испытания электродвигателя относится к области электротехники, а именно к испытательной технике и электрооборудованию, в частности может быть использован для испытания электродвигателей на постоянных магнитах. Технический результат: упрощение конструкции стенда для оценки динамических характеристик электродвигателя. Предложен стенд для испытания электродвигателя, содержащий раму, снабженную стойками, на одной из которых установлен испытуемый электродвигатель с датчиками частоты вращения, а сам электродвигатель соединен механически с нагрузочным модулем и диском. Между нагрузочный модулем и диском установлены передающие усилие ролики, а сам нагрузочный модуль через шарниры соединен с распределительной шайбой, которая соединена с тензометрическим датчиком, а тот в свою очередь - с нагружающим механизмом, состоящим из пружины, винтовой пары и маховика. Кроме того, диск оснащен кольцом с винтовыми канавками, в которых закреплен тяговый пояс, соединенный через тензометрический датчик со шкивом мотор-редуктора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The stand for testing an electric motor relates to the field of electrical engineering, namely to testing equipment and electrical equipment, in particular, it can be used to test permanent magnet motors. Effect: simplifying the design of the stand to assess the dynamic characteristics of the electric motor. A test bench for an electric motor is proposed, comprising a frame equipped with racks, on one of which a test motor with speed sensors is mounted, and the electric motor itself is mechanically connected to the load module and the disk. Force transmitting rollers are installed between the load module and the disk, and the load module itself is connected through a hinge to a distribution washer, which is connected to a strain gauge sensor, which in turn is connected to a loading mechanism consisting of a spring, a screw pair and a flywheel. In addition, the disk is equipped with a ring with helical grooves in which a traction belt is fixed, connected via a strain gauge sensor to the gear motor pulley. 1 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к испытательной технике и электрооборудованию, в частности может быть использовано для испытания электродвигателей на постоянных магнитах.The utility model relates to the field of electrical engineering, namely to testing equipment and electrical equipment, in particular, can be used to test permanent magnet motors.

Известен стенд для исследования и испытания электропривода (см. патент РФ №2521788, МПК G01R 31/34, опубл. 27.12.2013 г), содержащий испытуемый электродвигатель с датчиками частоты вращения и температуры, соединенный механически с электромагнитным нагрузочным модулем, состоящим из тормозящего диска с электромагнитами, датчика угла поворота электромагнитного нагрузочного модуля и установленный совместно с системой нагрузки на одной раме, пускозащитной и измерительной аппаратурой, имеет программируемый контроллер с пропорционально-интегрально-дифференциальным регулятором, преобразователь частоты.A known stand for research and testing of an electric drive (see RF patent No. 2521788, IPC G01R 31/34, publ. 12/27/2013), containing the test motor with speed and temperature sensors, mechanically connected to an electromagnetic load module, consisting of a brake disc with electromagnets, a rotation angle sensor of the electromagnetic load module and installed together with the load system on one frame, start-up protection and measuring equipment, has a programmable controller with proportional-integral-differential ferencialny regulator, frequency converter.

Стенд обеспечивает плавную регулировку и создает импульсно-переменную нагрузку на валу испытываемого асинхронного электродвигателя, оценку действия и выбор защиты электродвигателей от аварийных режимов и условий пуска, снижение потерь мощности, затрачиваемой при испытаниях, а также обеспечивает возможность фиксации и записи измеряемых параметров и характеристик, упрощение установки на раме электродвигателей с различной высотой оси вращения.The bench provides smooth adjustment and creates a pulse-variable load on the shaft of the tested asynchronous electric motor, evaluates the action and choice of protection of the electric motors from emergency conditions and start-up conditions, reduces the power loss spent during the tests, and also provides the ability to fix and record the measured parameters and characteristics, simplification installation on the frame of electric motors with different heights of the axis of rotation.

Известен испытательный стенд (см. полезную модель РФ №182115, МПК G01R 31/34, опубл. 03.08.2018 г), содержащий раму, снабженную стойками, в передней части которой на опоре установлен асинхронный электродвигатель, к входу которого подключен внешний генератор частоты, а в задней части - трехфазный синхронный генератор. Вал ротора электродвигателя посредством противоударной муфты с резиновым амортизатором соединен с валом трехфазного синхронного генератора, выход которого через трехфазный мостовой выпрямитель подключен к активной нагрузке, представляющей собой переменное нагрузочное сопротивление, снабженное амперметром и вольтметром. Дополнительно на корпусе асинхронного электродвигателя установлен датчик температуры, к валу электродвигателя подключен энкодер, а выходы амперметра, вольтметра, датчика температуры и энкодера подключены к первому, второму, третьему и четвертому измерительным входам измерительного модуля, закрепленного на раме стенда.A known test bench (see utility model of the Russian Federation No. 182115, IPC G01R 31/34, published 03.08.2018), containing a frame equipped with racks, in front of which an asynchronous electric motor is mounted on a support, to the input of which an external frequency generator is connected, and at the back is a three-phase synchronous generator. The rotor shaft of the electric motor through a shockproof coupling with a rubber shock absorber is connected to the shaft of a three-phase synchronous generator, the output of which through a three-phase bridge rectifier is connected to an active load, which is a variable load resistance, equipped with an ammeter and a voltmeter. In addition, a temperature sensor is installed on the casing of the induction motor, an encoder is connected to the motor shaft, and the outputs of the ammeter, voltmeter, temperature sensor and encoder are connected to the first, second, third and fourth measuring inputs of the measuring module mounted on the stand frame.

Стенд обеспечивает возможность проведения управляемых экспериментов по изучению статических и динамических характеристик асинхронных электродвигателей.The stand provides the possibility of conducting controlled experiments to study the static and dynamic characteristics of asynchronous motors.

Недостатком известных устройств является их сложность в изготовлении и обслуживании.A disadvantage of the known devices is their complexity in the manufacture and maintenance.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что между нагрузочный модулем и диском установлены передающие усилия ролики, а сам нагрузочный модуль через шарниры соединен с распределительной шайбой, которая соединена с тензометрическим датчиком, а тот в свою очередь - с нагружающим механизмом, состоящим из пружины, винтовой пары и маховика.The essence of the proposed utility model lies in the fact that between the load module and the disk there are installed force transmitting rollers, and the load module itself is connected through hinges to a distribution washer, which is connected to a strain gauge, and that in turn is connected to a loading mechanism consisting of a spring, screw pair and flywheel.

Кроме того диск оснащен кольцом с винтовыми канавками в которых закреплен тяговый пояс, соединенный через тензометрический датчик со шкивом мотор редуктора.In addition, the disk is equipped with a ring with helical grooves in which a traction belt is fixed, connected through a strain gauge to the gear motor pulley.

Использование предлагаемой полезной модели обеспечивает следующий технический результат: упрощение конструкции стенда для оценки динамических характеристик электродвигателя.Using the proposed utility model provides the following technical result: simplifying the design of the stand to assess the dynamic characteristics of the electric motor.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что стенд для испытания электродвигателя, содержащий раму, снабженную стойками, на одной из которых установлен испытуемый электродвигатель с датчиками частоты вращения, а сам электродвигатель соединен механически с нагрузочным модулем и диском.The specified technical result in the implementation of the utility model is achieved by the fact that the stand for testing an electric motor containing a frame equipped with racks, on one of which a test motor with speed sensors is mounted, and the electric motor itself is mechanically connected to the load module and the disk.

Особенность заключается в том, что между нагрузочный модулем и диском установлены передающие усилие ролики, а сам нагрузочный модуль через шарниры соединен с распределительной шайбой, которая соединена с тензометрическим датчиком, а тот в свою очередь - с нагружающим механизмом, состоящим из пружины, винтовой пары и маховика.The peculiarity lies in the fact that force-transmitting rollers are installed between the load module and the disk, and the load module itself is connected through a hinge to a distribution washer, which is connected to a strain gauge, and that in turn is connected to a loading mechanism consisting of a spring, a screw pair and flywheel.

Конструкция полезной модели представлена на фигурах.The design of the utility model is presented in the figures.

На фиг. 1 - кинематическая схема устройстваIn FIG. 1 - kinematic diagram of the device

На фиг. 2 - вид А.In FIG. 2 - view A.

Устройство состоит из рамы 1, стоек 2, 3 и корпуса 4. На стойке 2 крепится испытуемый электродвигатель 5. В корпусе 4 установлены нагружающие модули 6 с передающими усилие роликами 7. В корпусе 4 установлены фрикционные элементы 8. Между роликом 7 и фрикционными элементами 8 установлен диск 9, который жестко через вал 10 соединен с испытуемым электродвигателем 5. На валу 10 установлена муфта 11, а сам вал вращается в подшипниках 12, которые закреплены в корпусе 4. К нагружающим блокам 6 через шарниры 13 присоединена распределительная шайба 14, которая в свою очередь через шарнир 15 соединена с тензометрическим датчиком 16, а тот - с нагружающим механизмом, состоящим из пружины 17, винтовой пары 18 и маховика 19. На диске 9 установлено кольцо 20 с винтовыми канавками в которых закреплен конец тягового пояса 21, который через тензометрический датчик 22 соединен со шкивом 23 мотор редуктора 24. Вал электродвигателем 5 оснащен датчиком частоты вращения 25.The device consists of a frame 1, racks 2, 3 and a housing 4. A test motor 5 is mounted on a rack 2. Load modules 6 are installed in the housing 4 with force-transmitting rollers 7. Friction elements 8 are installed in the housing 4. Between the roller 7 and the friction elements 8 a disk 9 is installed, which is rigidly connected through the shaft 10 to the tested electric motor 5. A coupling 11 is mounted on the shaft 10, and the shaft rotates in bearings 12, which are fixed in the housing 4. A distribution washer 14 is connected to the loading blocks 6 through hinges 13, which his the turn through a hinge 15 is connected to a strain gauge 16, and the latter is connected to a loading mechanism consisting of a spring 17, a screw pair 18 and a flywheel 19. A ring 20 is installed on the disk 9 with screw grooves in which the end of the traction belt 21 is fixed, which is through the strain gauge 22 is connected to the pulley 23 of the gear motor 24. The shaft of the electric motor 5 is equipped with a speed sensor 25.

Устройство работает следующим образом. Для начала измерений включаем муфту 11 для соединения испытуемого электродвигателя 5 с диском 9. Отсоединяем тяговый пояс 21 от кольца 20. Вращением маховика 19 создается предварительный натяг между диском 9 и фрикционными элементами 8 через винтовую пару 18, пружину 17, шайбу 14, шарниры 13, нагружающие блоки 6 и ролики 7.The device operates as follows. To start the measurements, turn on the coupling 11 to connect the test motor 5 to the disk 9. Disconnect the traction belt 21 from the ring 20. By rotating the flywheel 19, a preload is created between the disk 9 and the friction elements 8 through a screw pair 18, a spring 17, a washer 14, hinges 13, loading blocks 6 and rollers 7.

Включаем электродвигатель 5. Постепенно увеличиваем нагрузку вращая маховик 19 до номинального расчетного момента, а затем и до полной остановки электродвигатель 5, фиксируя показания момента тензометрическим датчиком 16 и число оборотов вала электродвигатель 5 датчиком частоты вращения 25.We turn on the electric motor 5. Gradually increase the load by rotating the flywheel 19 to the rated rated torque, and then until the electric motor 5 is completely stopped, fixing the torque readings with the strain gauge 16 and the number of revolutions of the shaft electric motor 5 with the rotational speed sensor 25.

Затем выключаем электродвигатель 5 и отключаем муфту 11. Не изменяя усилие прижатия диска 9 к фрикционным элементам 8 подсоединяем тяговый пояс 21 к кольцу 20 и наматываем конец пояса 21 на винтовые канавки кольца 20. Включаем мотор редуктор 24 и фиксируем показания тензометрического датчика 22.Then turn off the electric motor 5 and disconnect the clutch 11. Without changing the pressure of the disk 9 against the friction elements 8, we connect the traction belt 21 to the ring 20 and wind the end of the belt 21 onto the helical grooves of the ring 20. Turn on the gear motor 24 and fix the readings of the strain gauge 22.

Определяем крутящий момент M₁ на кольце 20:Determine the torque M ₁ on the ring 20:

где: D₁ - расчетный диаметр канавок кольца 20 в м.; where: D ₁ - the estimated diameter of the grooves of the ring 20 in m .;

F_тр..₂₂ - показания тензометрического датчика 22 в Н.F _Tr . ₂₂ - readings of the strain gauge 22 in N.

Определяем крутящий момент М₂ на валу электродвигатель 5.Determine the torque M ₂ on the shaft of the electric motor 5.

где: К - коэффициент учитывающий потери в подшипниках 12 (в нашем случае К=1,01).where: K - coefficient taking into account losses in bearings 12 (in our case, K = 1.01).

Определяем мощность Р_эл на валу электродвигатель 5.Determine the power P _el on the shaft of the electric motor 5.

где: n - число оборотов вала электродвигателя 5, соответствующее полученному крутящему моменту в об/мин.where: n is the number of revolutions of the shaft of the electric motor 5, corresponding to the received torque in rpm

Таким образом, предложенное устройство позволяет определять мощность электродвигателя при заданных числах оборотов. Вышеизложенное описание свидетельствует о выполнении при использовании заявленной полезной модели следующей совокупности условий:Thus, the proposed device allows you to determine the power of the electric motor at a given speed. The above description indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed utility model:

- средство, воплощающее заявленную полезную модель, при ее осуществлении предназначено для испытания электродвигателей,- a tool embodying the claimed utility model, in its implementation is intended for testing electric motors,

- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в изложенной формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;- for the claimed device in the form as it is described in the stated utility model formula, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application is confirmed;

- средство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемых заявителем поставленных технических задач.- a tool that embodies the claimed utility model in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant of the assigned technical tasks.

Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed utility model meets the condition of "industrial applicability".

Claims

1. A test bench for an electric motor, comprising a frame equipped with struts, on one of which a test motor with speed sensors is mounted, and the electric motor itself is mechanically connected to the load module and the disk, characterized in that force transmitting rollers are installed between the load module and the disk, and the load module itself through hinges is connected to a distribution washer, which is connected to a strain gauge sensor, and that in turn is connected to a loading mechanism consisting of a spring, screw couples and flywheel.

2. The stand according to claim 1, characterized in that the disk is equipped with a ring with helical grooves in which a traction belt is fixed, connected through a strain gauge to the gear motor pulley.