Изобретение относитс к электричес ким машинам и измерительной технике и может найти широкое применение дл исследовани характеристики бесконтактного двигател посто нного тока; пульсаций пускового момента, механичес кой характеристики дл определени формы питающего исследуемый электродвигатель тока, исключающей пульсации пускового момента, дл измерени характеристик исследуемого электродвигател при изменении момента нагрузки на его валу в функции частоты вращени или угла поворота вала. Известно устройство,предназначен ное дл определени зависимости часто ты вращени вала исследуемого электро двигател от момента нагрузки на его валу, содержащее основание, нагрузочное устройство с датчиком угла,датчик частоты вращени у управл емый источни питани и схему управлени ij . Однако это устройство имеет ограни ченные функциональные возможности, та как определ ет только механические характеристики исследуемого электродвигател . Известно устройство дл измерени пульсаций пускового момента бесконтактного электродвигател посто нного тока, содержащее узел нагружени , источник питани , регистратор момента и задатчик положени ротора относительно статора двигател , выполненный в виде механоэлектрическ.ого преобразовател , выход которого электрически св зан с входом испытуемого двигател и регистратором,а вход - с источником питани ,причем вал двигател посто нного тока механически св зан с ротором механоэлектрического преобразовател pj . Функциональные возможности этого устройства ограничены измерением пуль сации пускового момента. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл исследовани бесконтактного электродвигател посто нного тока, содержащее корпус, установленный на нем приводной двигатель, ротор которого через редуктор св зан со статором иссле дуемого электродвигател , блок нагруз ки, ротор которого соединен с валом исслед уемого электродвигател , а статор установлен с возможностью свободного вращени относительно вала иссле дуемого электродвигател , первый датчик угла, статор которого соединен с корпусом, а ротор - со статором блока нагрузки, второй датчик угла, схему управлени исследуемым электродвигателем , состо щую из логического блока , усилител мощности и датчика положени ротора, первый управл емый Источник питани , выход которого соединен с управл ющей обмоткой блока нагрузки, второй управл емый источник питани , первьй выход которого соединен с усилителем мощности схемы управлени исследуемого электродвигател , функциональный преобразователь и многовходовой регистратор, к входам которого подключены первый датчик угла и второй выход второго управл емого источника питани з . Однако при использовании данного устройства приходитс затрачива.ть много времени на исследовани , поскольку дл исследовани каждой характеристики приходитс производить переналадку устройства с введением р да дополнительных блоков измерени . Цель изобретени - сокращение времени на испытание. I Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл исследовани бескон- актного электродвигател посто нного тока, содержащее корпус, установленный на нем приводной двигатель , ротор которого через редуктор св зан со статором .исследуемого электродвигател , блок нагрузки, ротор которого соединен с валом иссле- . дуемого электродвигател , а статор установлен с возможностью свободного вращени относительно вала исследуемого электродвигател , первьпЧ датчик угла, статор которого соединен с корпусом, а ротор - со статором блока нагрузки, второй датчик угла, схему управлени исследуемым электродвигателем , состо щую из логического блока, усилител мощности и датчика положени ротора, первый управл емый источник питани , выход которого соединен с управл ющей обмоткой блока нагрузки, второй управл емый источник питани , выход которого соединен с усилителем мощности схемы управлени исследуемого электродвигател , функциональный преобразователь и многовходовой регистратор, введены датчик частоты вращени , датчик момента, дополнительный управл емый источник питани , схема управлени и коммутатор режимов работы, а первьш и второй управл емые источники питани снабже ны дополнительными входами управлени при этом статор датчика частоты вращенк соединен с корпусом, а ротор с валом исследуемого электродвигател ротор датчика момента соединен с валом электродвигател и ротором второго датчика угла, а статор св зан с корпусом и статором второго датчика угла, первый выход дополнительного управл емого источника питани подклочен к обмотке управлени датчика момента, а второй выход соединен с одним из входов регистратора, первый выход схемы управлени подсоединен к дополнительному входу первого управл емого источника питани , второй выход соединен с входом дополнительного управл емого источника питани , а третий выход - с дополнительным вх дом второго управл емого источника п тани , первьш 5ХОД коммутатора режимов оаботы подключен к выходу датчика частоты вращени , второй вход - к выходу второго датчика угла, а его выходы соединены соответственно с первым и вторым входами схемы управлени , приводным двигателем и входом функционального преобразовател , причем выход функционального преобра зовател соединен с первым входом первого управл емого источника питани а выходы датчика частоты вращени и датчика положени ротора соеди нень5 с входами регистратора. На чертеже представлено устройств , дл исследовани бесконтактного двигател посто нного тока. Устройство содержит керпус 1, Йа котором установлен статор 2 первого датчика угла, ротор 3 которого соеди нен со статором 4 блока нагрузки. Первый датчик угла предназначен дл определени угла поворота статора 4 блока нагрузки относительно корпуса На статоре 4 блока нагрузки уложена обмотка 5 управлени . Ротор 6 блока нагрузки закреплен на валу 7. Блок нагрузки предназначен дл создани момента нагрузки на валу 7. Угол пов рота статора 4 блока нагрузки, свободно вращающегос вокруг вала 7 вмес те с закрепленным на нем ротором 3 первого датчика угла, определ ет момент нагрузки, приложенный к валу 7. На корпусе 1 установлен статор 8 датчика частоты вращени , ротор 9 которого жестко св зан с валом 7. Датчик частоты вращени предназначен дл определени частоты вращени вала 7. На корпусе 1 установлен также статор 10 датчика момента, ротор 11 которого жестко соединен с валом 7, На роторе I1 датчика момента уложена обмотка 12 управлени . Датчик момента предназначен дл создани компенсирующего момента на валу 7. На статоре 10 датчика момента установлен стато.р 13 второго датчика угла ротор 14 которого жёстко соединен с ротором 1I датчика момента о Второй -хатчик угла предназначен дл измерени угла поворота ротора 11 датчика момента относительно статора 10, На Koptiyce 1 установлен приводной двигатель 15, выходной вал которого через редуктор 16 св зан с корпусом 17, имеющем возможность свободно вращатьс вокруг вала 7. В корпусе 17 установлен статор 18 исследуемого электродвигател . Б последнем уложена обмотка 19и Ротор 20 исследуемого электродвигател жестко св зан с валом 7, В корпусе 17 установлен статор 21 датчика положени ротора, ротор 22 которого жестко св зан с валом 7, Датчик положени ротора, в качестве которого может использоватьс , например , преобразователь угол - код, предназначен дл измерени угла поворота корпуса 17 с установленным в кем статором 18 исследуемого электродвигател относительно вала 7 с закpeплeнны на нем ротором 20 исследуемого электродвигател . На парвый вход коммутатора 23 режимов работы по цепи 24 поступает выходкой сигнсШ датчика частоты вращени , а на второй вход по цепи 25 выходной сигнал второго датчика угла . Выходной сигнал датчика частоты вращени поступает также на первый вход регистратора 26 по цепи 27 Выходной сигнал первого датчика Угла по депи 28 поступает на второй вход регистратора 26. Выходной сигнал датчика положени ротора по цепи 29 поступает на вход логического блока 30, выход которой соединен с входом усилител 31 мощности схемы 32 управлени электродвигателем Выход усилител 31 мощности S11 по цепи 33 соединен с обмоткой 19 статора 18 исследуемого электродвигател . По цепи 34 выходной сигнал датчика йоложени ротора поступает на третий вход регистратора 26. Первьш и второй выходы коммутатора 23 режимов работы по цеп м 35 и 36 со единены соответственно с первым и вто рым входами схемы 37 управлени . Третий выход коммутатора 23 режимов работы соединен по цепи 38 с приводным двигателем 15, а четвертый выход по цепи 39 - с функциональным преобразователем 40 Выход функционального преобразовател 40 по цепи 4I соединен с первым входом первого управл емого источника 42 питани , второй вход которого по цепи 43 соединен с первым выходом схемы 37 управлени . Выход первого управл емого источника 42 питани по цепи 44 соединен с обмоткой 5 управле ни , расположенной на статоре 4 нагру зочного устройства. Второй выход схемы 37 управлени по цепи 45 соединен с входом дополнительного управл емого источника 46 питани , первый выход которого по це пи 47 Соединен с обмоткой 12 управлени датчика момента а второй выход по цепи 48 - с четвертым входом регистратора 26о Третий выход схемы J7 управлени по цепи 49 соединен с вхо дом второго управл емого источника 50 питани , первый выход которого по цепи 51 соединен с вторым входом уси лител 31 мощности схемы 32 управлени электродвигателем,-а второй выход по цепи 52 соединен с п тым входом регистратора 26 Предлагаемое устройство может работать в четырех режимах: определение зависимости величины пульсаций пускового момента электродвигател в функции угла поворота статора при неподвижном роторе, котора идентична зависимости пульсаций пускового момента от угла поворота ротора при неподвижном статоре, но при обратном направлении вращени ротора; определение зависимости от угла поворота статора относительно неподвижного ротора . формы питающего исследуемый электродвигатель тока, при котором обеспечиваетс отсутствие пульсаций пускового v 55 тор
момента исследуемого электродвигател j определение механических характеристик исследуемого электродвигател ; форми45 схемой 37 управлени таким обра зон, чтобы свести к нулю выходной сигнал с второго датчика угла, поступающий по цепи 27 через коммутасхему 37 управлени . По цепи 48 на регистратор 26 с дополнительного управл емого источника 46 питани по4 рование заданного закона изменени момента нагрузки на валу исследуемого злектродвигател в зависимости от частоты вращени или угла поворота вала исследуемого электродвигател . В .режиме измерени пульсаций пускового момента исследуемого двигател в зависимости от угла поворота статора коммутатор 23 режимов работы по цепи 38 подает питание на приводной двигатель 15, подключает цепь 25 выходного сигнала второго датчика угла через цепь 36 к схеме 37 управлени . Выходные сигналы с первого датчика угла - цепь 28, датчика частоты вращени - цепь 24, цепь 27, функциональный преобразователь 40, первый управл емьм источник 42 отключены и в работе в режиме измерени пульсаций пускового момента не участвуют. В исходном состо нии схема 37 управлени по цепи 49 задает посто нную величину питани на выходе второго управл емого источника 50 питани , котора по цепи 51 поступает на усилитель 3 мощности схемы 32 управлени исследуемого электродвигател . Информаци с датчика положени ротора по цепи 29 поступает на логическое устройство 30 схемы 32 управлени электродвигателем и по цепи 34 на регистратор 26. Логическое устройство 30 управл ет работой усилител 31 мощности, опре дел закон изменени его выходного напр жени в соответствии с положением статора 18 исследуемого электродвигател относительно ротора 20. Выходное напо жение с усилител 31 мош- нпсти по цепи 33 поступает на обмотку 19 статора исследуемого электродвигател . Создаетс вращающий момент, который гтри.пожен к валу 7., Этот момент ур внпвешива етс моментом, вырабатываемым датчиком момента и определ емый величиной тока в обмотке 12 управлени датчика момента питающейс от дополнительного упрггйл емого источника 46 питани по цепи 47. Выходной ток дополнительного источника 46 питани регулируетс по цепи 23 режимов работы и цепь 36 на 711 ступает информаци о величине тока в управл ющей обмотке 12 определ юща величину пускового момента, развиваемого электродвигателем, При вращении.вала приводного двигател 15 через редуктор 16 приводитс вр вращение корпус 17 с установлен ньпи в нем статором 18 исследуемого электродвигател При изменении взаимного положени статора 18 и готова 20.мен етс величина момента, о звив емого электоодвиг телем. Вал 7 начи нает поворачиватьс , а вместе с ним ротор 11 датчика момента и ротор I4 второго датчика угла. На выходе второго датчика угла по вл етс сигнал рассогласовани , который по цепи 27 через коммутатор 23 режимов работы и цепь 36 поступает на схему 37 управлени . Схема 37 управлени вырабатывает управл ющий сигнал который по цепи 45 поступает на вход дополнительного управл емого источника 46 питани и регулирует ток на его выходе и далее через цепь 47 ток в управл ющей обмотке I2 датчика момента , а следовательно, и момент, развиваемый датчиком, таким образом, чтобы свести сигнал рассогласовани второго датчика угла к нулю и тем самым уравновесить момент, развиваемый исследуемым электродвигателем. Инфор маци об изменении выходного тока дополнительного управл емого источни ка 46 питани по цепи 48, а информаци об угле поворота сгатора с датчи ка положени ротора по цепи 34 посту пает на регистратор 26, которьш фиксирует зависимость пускового момента исследуемого электродвигател в функ ции угла поворота статора при неподвижном роторе, так как в устройстве посто нно происходит слежение за положением ротора 20 с TeMj чтобы он оставалс на месте, а съем информации производитс при равенстве нулю выходного сигнала второго датчика уг ла. Полученна зависимость аналогичн зависимости пускового момента исследуемого электродвигател в функции угла поворота ротора 20 при неподвиж ном статоре 18, но при обратном вращении ротора 20. В режиме определени формы питающего электродвигатель тока в функции угла поворота статора относительно ротора, исключающего пульсации пуско вого момента, коммутатор 23 режимов 4 работы переключает цепь 25 выходного сигнала второго датчика угла на цепь 35, по которой сигнал поступает на схему 37 управлени . В исходном состо нии схема 37 управлени через цепь 45 задает на выходе дополнительного управл емого источника 46 питани посто нную величину тока, который через цепь 47 поступает на управл ющую обмотку 12 датчика момента. Датчик момента развивает посто нный момент, который через ротор 1I датчика момента действует на вал 7. Это момент уравновешиваетс моментом развиваемым электродвигателем . Момент исследуемого электродвигател задаетс током, протекающим в обмотке 19 статора и поступающим по цепи 33 от усилител 31 мощности, Работой усилител 31 мощности управл ет логическим блпк 30, на вхпд котоолгп по цепи 29 подаетс сигнал с датчика положени олтор . Величина тока пи- тающего обмотку 19 статора исследуемого электродвигател , определ етс током , поступающим на усилитель мощности по цепи 51 от второго управл емого источника 50 питани . Величина тока задаетс управл ющ сигналом, поступающим i;o цепи 49 от схемы 37 упг равлени на второй управл емый источник 50 питани . Управл ющий сигнал вырабатываетс в схеме 37 управлени путем обработки выходного сигнала второго датчика угла, поступающего по цепи 25 через коммутатор 23 режимов работы и по цепи 35. Момент исследуемого электродвигател D результате работы схемы 37 управлени устанавливаетс таким. чтобы скомпенсировать момент, развиваемый дитчиком момента, и уменьшить выходной сигнал второго датчика угла до нул . Сигнал, пропорциональный току, протекающему в обмотке 19 статора исследуемого электродвигател , от второго источника 50 питани по цепи 52 поступает на регистратор 26. На регистратор 26 по цепи 34 с датчика положени ротора поступает информаци об угле поворота статора 18 исследуемого электродвигател относительно ротора 20. При вращении вала приводного электродвигател 15 через редуктор 16 приводитс во вращение корпус 17 с,установленным в нем статором 18 исследу91126904
ёмого электродвигател . Равновесие моментов нарушаетс , вал 7 начинает
поворачиватьс . Вместе с ним повора5иваетс ротор 11 датчика момента и
ротор 14 второго датчика угла. На вы- 5 блок ЗО, который вырабатывает управходе второго датчика угла по вл етс сигнал рассогласовани , которьш по цепи 25 через ког 1мутатор 23 режимов работы и цепь 35 поступает на схему 37 управлени . 37 управлени в рабатывает управл ющий сигнал, который по цепи 49 поступает на второй регулируемый источник 50 питани и устанавливает на его выходе TOKV который , поступа по цепи 51 на усилитель 31 мощно.сти и от него по цепи 33 на обмотку 19 статора исследуемого электродвигател создает момент компенсирующий поворот вала 7 и свод щий выходной сигнал ВТОРОГО датчика угла к нулю„ Информаци об изменении тока плта ни обмотки 19 статора исследуемого электродвигател поступает по цепи 52 от второго управл емого источника 50 питани , а информаци об угле поворота статора с датчика положени рото ра по цепи 34 поступает на регистратор 26, кц торый фиксирует зависимость тока питани обмотки 19 статора исследуемого электродвигател в функции угла поворота статора 18 при посто нНом млкенте на валу 7 и неподвижном роторе 20, так как в устройстве посто нно гфоисходйт слежение за положанием ротора 20 с тем, что он оставалс на месте, а съем информации производитс при равенстве- ну-пю выходно го сигнала второго датчика угла. Полученна зависимость аналогична зависимости тока питани обмотки 19 статора в функции угла поворота ротора 20 при неподвижном статоре 18 но при обратном вращении ротора 20, В режиме определени механических характеристик исследуемого электродви гател коммутатор 23 режимов работы отключает цепь 38 питани приводного двигател 15 отключает цепь 25 выходного второго датчика угла от схемы 37 управлени Схема управлени отключает питание управл ющей обмотки 12 датчика момента по цепр 47 путем воздействи на дополни тельный управл емый источник 46 питани по цепи 45 и устанавливает по цепи 49 на выходе второго управл емо го источника 50 питани посто нное
напр жение, которое по цепи 51 поступает на усилитель 31 мощности. Вьжодной сигнал с датчика положени ротора по цепи 29 поступает на логический л ю1щие сигналы и подает их на усилитель 31 мощности. По цепи 33 усилитель мощности осуществл ет питание обмоток I9 статора исследуемого двигател . Ротор 20 приходит во вращение. Вместе с ротором 20 вращаютс и ротор б блока нагрузки. Сигнал о частоте вращени по цепи 27 поступает с датчика частоты вращени на.регистратор 26, Схема 37 управлени вырабатьшает управл ющий сигнал и по цепи 43 подает на его первый управл емьй источник 42 питани , на выходе которого в соответствии с уп равл ющим сигналом устанавливаетс величина тока и по цепи 44 поступает на обмотку 5 статора блока нагрузки. Блок нагрузки создает Момент на вращающемс валу 7, что приводит к по вороту статора блока нагрузки Угол поворота пррпорционапен моменту itaгрузки и регистрируетс первым датщтком угла, выходной сигнал которого по цепи 28 поступает-на регистратор 26 Мен момент нагрузки на вращающемс валу 7 путем изменени величины тока в обмотке 5 статора 5 блока нагрузки, которьш поступает по цепи 44 с первого управл емого источника 42 питани и задаетс по цепи 43 со скемы 37 управлени , и регистриру СИГН5Л о частоте враю;ени вала 7, исступающий с датчика частоты врап ени по цепи 27J и сигнал с первого датчика угла, поступающий по цепи 28 на регистратор 26. получаем вид механической характеристики исследуемого электродвигател . В режиме моделировани характера нагрузки на вращающемс в.1лу исследуемого электродвигател ког мутатор 23 режимов работы подает по цепи 39 на вход функционального преобразовател 40 выходной сигн.ал датчик;; скорости поступагйфй по цепч 24 на. вход коммутаторг , .или выходной сигнал с второго датчика угла посту1Тс-:юш.ий на вход коммутатора по цепи 25, Сигнал с датчика частоты вращени гю.г.аетс на вход функционального ,.оГ разовател 40 если необходимо реализовать закон изменени мом&нта нагрузки на вращающемс , валу 7 в фуь;киии частоты вращени вала, а сигнал с второго датчика угла подаетс на.вход функци онального преобразовател 40 если необходимо реализовать закон изменени момента нагрузки на вращающемс валу 7 в функции угла поворота вала. Выгодной сигнал функционального преобразоват л АО по цепи А1 поступает на вход первого управл емо го источника А2 питани . Управл ющий сигнал по цепи 43 на вход первого управл емого источника 42 питани со схемь 37 управлени в данном режиме работы не поступает. При вращении вала 7 выходной сигнал датчика скорости или вьлсодной сигнал второго датчика угла по цепи 24 или 25 поступает через коммутатор 23 по цепи 39 на вход функционального преобразовател 40, выходной сигн л котооого по цепи 41 поступает на первый управл емый источник 42 питани . Первый управл емый источник питани по цепи 44 мен ет питание обмотки статора 6 нагрузочного устройства, а следовательно, и мо1 412 мент нагрузки на валу 7 в функции частоты вращёни или угла поворота вала 7. Величина момента нагрузки регистрируетс первым датчиком угла по углу поворота статора 4 блока нагрузки . Выходной сигнал с первого датчика угла, пропорциональный изменению момента нагрузки на валу 7, по цепи 28 поступает на регистратор 26, куда поступает также сигнал о частоте вращени вала по цепи 27 с датчика частоты вращени и сигнал об угле поворота вала 7 с датчика положени ротора по цепи 34. Предлагаемое устройство позвол ет измерить несколько характеристик бесконтактного двигател посто нного тока , что сокращает материальные затраты на изготовление измерительных устройств , так как обычно дл измерени каждой из характеристик изготовл ютс отдельные устройства, содержащие общие функциональные элементы, а также сократить врем на проведение эксперимента . 1126904 /4 13 W /„ T} 18 13 / SSS5 21