SU1211677A1

SU1211677A1 - Стенд дл испытаний бесколлекторного электродвигател посто нного тока с блоком управлени

Info

Publication number: SU1211677A1
Application number: SU843729760A
Authority: SU
Inventors: Александр Васильевич Метельский; Виктор Владимирович Путников; Лидия Сергеевна Пушкарева; Владимир Петрович Самодуров; Александр Константинович Явленский
Original assignee: Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения
Priority date: 1984-04-21
Filing date: 1984-04-21
Publication date: 1986-02-15

Description

Изобретение относитс к электртехнике ,, а именно к устройствам дл испытани электродвигат.елей и предназначено дл обеспечени режимов ускоренных испытаний бесколлекторного злектродвигате- л посто нного тока с .блоком управлени .

Цель кзобретени - уменьшение времени испытаний.,

На фиг.1 представлена функциональна , схема предлагаемого - стенда; на фиг.2 . функциональна схема программно-вычислительного блока; на фиг.З схема регулируемого источника напр жени на - схема источника питани с блоком программного изменени тока.

Станд содерлшт управл емый электромапштный тормоз I с индуктором 2, установленным с возможностью поворота вокруг продольной оси обыотхой 3,, и с немагнктHbw ротором ч.

;в заннь м с ротором

5 электродвигател 6, На корпусе 7 электродвигател 6 установлен вибропреобразователь 8, подключенный к виброизмерителю 9, соединенному с первым входом анализатора 10 спектра Выход анализатора 10 спектра подключен к первому входу программно-вычислительного блока i1, первый выход которого подклю-х чен к входу управл емого источника 12 напр жени , соединенного с входом датчика 13 тока. Первьш выход дат- -шка 13 тока подключен лс входу блока 14 управлени двигателем 6. Второй выход программно- ныга1сли.тельного блока 1 1 подсоединен к входу программируемого генератора 15 сигналов, подключенного к второму входу анализатора 10 спектра . Причем второй выход датчика ;3 тока соединен с источником 16 питани с блоком программного изменени тока, подключенного к обмотке 3j и со вторым входом программно-вычислительного блока 11.

В качестве злектромагнитного тормоза 1 ыспользуетс управл емый :;лектромагнитньм тормоз с ггодви/кн.ым индуктором 2 и немагнитным ротором 4 в комплекте любого типа, обес т::ечивающий требуемьш дл данного типа испытуег-гого электродвигател 6 с б око; . 14 управлени нагружаюи)-1Й

элемент. Б качестве вибропреобразо- ател 8 используетс стандартный вибропреобразователь (например типа 1СП-I 5) . В качестве виброизмерите л 9,используетс стандартный виброизмеритель (например, типа N000 4)ирмы RFT), В анализатора 10 спектра используетс стандартный анапизатор спектра (например, типа С4-48). При этом первый вход анализатора 10 спектра соответствует обозначению Вход на структурной схеме прибора С4-48,а второй вход соответствует обозначению Внешний, гетеродин , Второй вход предназначен дл подачи гетеродинного сигнала от внешнего генератора, частота которого определ ет частоту анализа спек- гра входного сигнгша. В качестве программируемого генератора 15 сигналов используетс г енератор типа ГЗ-110,

Генератор сигналов низкочастотный прецезргонный ГЗ-110 представл ет собой источник синусоидальных электрических колебаний с высокой точностью установки и стабильности частоты в диапазоне от 0,01 до 1999999,99 Гд и с дискретностью установки частоты 0,01 Гц.

В приборе обеспечена возможность дистанционной дискретной установки частоты в двоично-дес тичном коде. Применение данного генератора позвол ет производить измерение спектральных составл ющих виб- рахщи на заданных частотах, которые ввод тс в программно-вычисли- тельный блок 11, Совместное приме- менме программно-вычислительного блока i 1 и програь мируемого генератора 15 сигналов позвол ет автоматизировать процесс измерени спектральных составл ющих, выбор релсима испытаний и повысить точность вычислени коэфх ициента усилени (Кц/ и достоверность испытаний.

Программно-вычислительньй блок 1 1 5 ФyнкlJ oнaльrIa схема которого представлена на фиг.2, состоит из -шкро-ЭВМ 17 типа Электроника-60, соединенной с двум устройствами 18 и 19 аналогового ввода типа 1 ()/3-1 О и с устройством аналогового выЕЮда 20 типа 15КА-60/4-09, соединенного с выходом микро-ЭВМ 17,

Управл емый источник 12 нагф же- ппЯу схема которого приведена на (риг.З, представл ет стандартный источник 21 питани типа Б5-8, на выходе которого в качестве регулирующего напр жени элемента включен транзистор 22, база которого соединена с усилителем 23, собран- ным по типовой схеме, на вход кюторого поступает сигнал управлени с программно-вычислительного блока 1 1 .

На вход управл емого источника 12 напр жени поступает сигнал в виде посто нного напр жени с аналогового устройства вывода 20 програм- мно-вычислите ьного блока 11, поступа в базу транзистора усилител 23, оно управл ет величиной напр жени на выходе управл емого источника 12 напр жени . Уровень управл ющего напр жени формируетс в программно-вычислительном блоке 1 1 в результате вычислени коэффициента ускорени (Км).

В качестве датчика 3 тока применен трансформатор тока с двум выходами , в цепи которых включены индуктивности , предназначенные дл исключени бросков тока в цеп х, а напр жение , пропорциональное току, снимаетс с резистора.

Источник питани с блоком 16 программного изменени тока, схема которого приведена на фиг.4, представл ет собой источник 24 питани 42 типа Б5-8, на выходе которого включен стабилизатор 25 тока, собранный по типовой схеме, например, на двух транзисторах 26 и 27 и диоде 28. Переключение величины то - ка по заданной программе производитс при помощи переключател 29. Б источнике 16 питани с блоком программного изменени тока транзисторы 26 и 27 (фиг,4) работают в режиме аналогового управлени выходным напр жением - стабилизации напр жени , так как величина соп- ротивлени обмотки 3 электромагнитного тормоза 1 посто нна, то ток в обмотке 3 пропорционален величине выходного напр жени источника 16 питани с блоком программного изменени тока. Ступенчатое изменение тока производитс путем подключени переключателем 29, соответствующего потенциометра, задающего напр жение в базе регулирующего транзистора 27 (фиг.4) .

Программа и временные диаграммы элементов, заложенных в источник 16

774

питани с блоком программного изменени тока завис т от требований,- предъ вл емых к испытани м электродвигателей 6 с блоком 14 управле- 5 ни и вл ютс индивидуальными дл каждого типа изделий и конкретного экземпл ра. Величина токов на выходе источника 16 питани с блоком программного изменени тока опреде10 л етс режимами испытаний, .типом примен емого электромагнитного тормоза , .типом и конкретным экземпл ром испытуемого издели .

Сигнал с датчика 13 тока управл 15 ет напр жением на вькоде источника 16 питани с блоком программного изменени тока следующим образом. Напр жение на втором выходе датчика 13 тока пропорционально току

20 потреблени блока 14 управлени электродвигател 6.При увеличении тока потреблени по какой-либо причине (например, при увеличении частоты вращени электродвигател 5 6), увеличиваетс напр жение, поступающее со второго датчика 13 тока на базу транзистора 27 (фиг.4), что приводит к уменьшению напр жени на выходе источника 16 с блоком програмQ много изменени тока. Это приводит к уменьшению тока обмотки 3 электромагнитного тормоза 1 вследствие чего уменьшаетс напр женность магнитного пол в зазоре индуктора 2. Это в свою очередь приводит к уменьшению нагрузочного момента на валу .электродвигател 6 и соответственно к уменьшению тока потреблени электродвигател 6 и блока 14 управлени электродвигателем. Таким образом , производитс автоматическое поддержание посто нным тока потреблени блока 14 управлени электродвигателем 6.

Стенд работает следуюш 1М образом.

С источника 16 питани с блоком программного изменени тока в обмотку 3 электромагнитного тормоза I поступает ток заданной величины,

0 что приводит к возникновению магнитного пол в зазоре индуктора 2, в котором вращаетс немагнитный ротор 4, св занный с ротором 5 испытуемого электродвигател 6. Ве5 личина тока в обмотке 3 устанавливаетс в соответствии с требуемой величиной тока потреблени блока 14 управлени электродвигателем

5

0

о в соотнетствии с программой и по.ццерживаетс посто нной путем подачи сигнала с датчика 13 тока в источник 16 питани с блоком программного изменени тока. Одновременно сигнал с датчика 13 тока поступает на второй вход программно-вычислительного блока 11. Поступивший сигнал пропорционален температуре элементов блока 14 управлени двигателем и дл каждого типа блоков зависимость устанавливаетс экспериментально .

Сигнал поступает на устройство 19 аналогового ввода, где преобразуетс в цифровой код, который поступает в м1-1кро-ЭВМ i7, где производитс вычисление коэ4з4)ициента ускорени испытаний блока 14 управлени электродвигателем 6 по следующей формуле;

g КТ.

ku ------ kT

где Д - интенсивность отказов блока 14 управлени при нормальных испытани х; 7-2 - интенсивность отказов при

ускоренных испытани х, Е- - энерги активации; К - посто нна Больцмана; Т,,, - температура элементов блока 14 управлени при нормальных и ускоренных испытани х j KU| - коэффициент ускорени дл

блока 4 управлени электрдвигателем 6,

В соответствии с заложенной программой из програмьшо-вычислитель- ного блока 11 на программируемый генератор 15 сигналов пзриодичес- ки поступает цифровой код, который перестраивает частоту сигнала на выходе генератора 15. Сигнал с выхода программируемого генератора 15 сигналов поступает на второй (гетердинный ) вход анализатора 1C спектра и перестраивает его в диапазоне частот вибрации электродвигател . На первый вход (сигнальный) анализатора 10 спектра поступает сигнал общего уровн вибрации с виброизмерител 9, на вход которого подаетс сигнал с вибропреобразовател 8,

установленного на корпусе 7 электро- Г1;вигател 6. Сигнал с выхсща анализатора 10 спектра поступает на пер- 5 вый вход программно-вычислительного блока 11. В устройстве аналогового ввода 19 он преобразуетс в цифровой код и поступает в микро-ЭВМ 17, где .производитс запоминание ампли- 10 туд спектральных составл ющих. Затем в микро-ЭВМ 17 производитс вычисление коэффициента ускорени дл электродвигател 6, по формуле

КУ:

-

0

С

5

де Кц - коэффициент ускорени дл электродвигател 6; динамические нагрузки при ускоренных и нормальных испытани х .

Предварительнсз производитс вычисление вел.ичин О.,щ и Q,,,, по следую 9с Эср

щей формуле:

. 3

9ip

Bir4ii

Р 20

ST..

E(i-0,5)

р 1

Е

fP

i

it-z j

5

где В - конструктивный параметр; Х,,Х, - a mлитyды спектральных со- ставл ю1цих вибрации i-oro и р-ого пор дка; Е Ю - функци выделени целой

частиц Од - упругое сближение контактируюнщх тел; п - целое число. В качестве исходных величин в программно-вычислительный блок 11 ввод тс : Т,, Т , Е, К, Хр и X; в нормальном режиме 5 входе испытаний вводитс значение тока потреблени блока 14 управлени , а так- же X. и X; в режиме испытаний.

После этого в микро-ЭВМ 17 производитс сравнение Кц.и Кц и фор

мируетс цифровой код сигнала ошибки , поступающий на устройство аналогового вывода 20, с которого сигнал поступает на вход управл емого источника 12 напр жени , мен на- пр зкение на его выходе. Это напр - поступает на датчик 13 тока и с его выхода на блок 14 управлени электродвигателем 6. Частота вращени электродвигател 6 мен етс , мен етс уровень вибрации. В соответствии с программой изменение нап р жени происходит до тех пор, пока не будут выполн тьс равенство

КН, .КУ,.

Изменение напр жени на выходе управл емого источника 12 напр жени приводит к изменению тока потреблени блока 14 управлени электродвигтелем 6 и соответственно изменению сигнала с датчика 13 тока, поступающего на источник 16 питани с блоком программного изменени тока. Это изменение сигнала приводит к изменению тока на выходе 16 питани таким образом, что за счет изменени нагружающего момента на валу электродвигател 6 ток потреблени блока 14 управлени электро- двигателем остаетс неизменным.

Изменение этого тока, а значит и режима испытаний, производитс в соответствии с программой, заложенной в источник 16 питани с блоком программного изменени тока.

Фактором, ускор ющим испь1тани блока 14 управлени , вл етс ловьшенна температура элементов блока за счет протекани через них тока. Это воздействие осуществл етс путем создани нагрузочного момента на валу электродвигател 6, что приводит к уменьшению индуктивного сопротивлени обмоток электродвигател 6 и увеличени тока через них. Источником питани обмоток электродвигател 6 вл етс блок 14 управлени электродвигателем 6. Воз никновение нагрузочного момента на

валу электродвигател 6 приводит к увеличению тока через элементы блока 14 управлени электродвигате- 5 лем и повышает их температуру.Нагру зочный момент возникает за счет взаимодействи вихревых токов в немагнитном роторе 4, св занным с ротором 5 электродвигател 6 с магнит0 ным полем, формируемым в зазоре индуктора 2 при протекании тока через ,обмотку 3 электромагнитного тормоза 1 .

Фактором, ускор юш 1м испытани

5 электродвигател 6, вл етс возникновение динамических нагрузок на механические элементы электродвигател 6. Эти нагрузки значительно возрастают при вибрации электро0 двигател 6 на частотах, завис щих от конструктивных особенностей двигател и при определенной частоте вращени . Ускорение испытаний осуществл етс путем установки таких частот вращени , при которых нагрузки достигают значительной величины .

5

Предлагаемый стенд по сравнению с прототипом позвол ет повысить коэффициент ускорени испытаний бесколлекторных электродвигателей посто нного тока с блоками управлени двигател ми, так как оно создает ускор ющее воздействие дп обоих устройств.

Стенд автоматически устанавливает равнее коэффициенты ускорени дл обоих устройств, что повьш1ает достоверность результатов испытаний. Стенд позвол ет проводить испытани по заданной программе.

.4,4 / /

t / . / /

16

5 26

фие.З

Редактор Ю,Середа

Составитель В.Никаноров

Техред М.ПароцайКорректор М.Максимишинец

637/50Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и оогкрытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д, 4/5

Филиал ШШ Патент, г, Ужгород ул Проектна , 4

фие.

Claims

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ БЕСКОЛЛЕКТОР НОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С БЛОКОМ УПРАВЛЕНИЯ, соединенным с обмотками электродвигателя, содержащий управляемый электромагнитный тормоз с индуктором, установленными с возможностью пово- . рота вокруг продольной оси, и немагнитным ротором, предназначенным для сочленения с ротором испытуемого электродвигателя, и источник питания с блоком программного изменения тока, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени испытаний, стенд снабжен вибропре¹образователем, предназначенным для установки на корпусе испытуемого электродвигателя, виброизмерителем, анализатором спектра с двумя входами, программно-вычислительным блоком с двумя входами и двумя выходами, управляемым источником напряжения ,программируемым генератором сигналов с управляющим входом и датчиком тока с двумя выходами, при этом вибропреобразователь и виброизмеритель соединены'последовательно и подключены к первому входу анализатора спектра, к второму входу которого подключен выход программируемого генератора сигналов, вход последнего соединен с вторым выходом программно-вычислительного _е блока, входы которого подключены ® к выходу анализатора спектра и второго выхода датчика тока, соединенного также с входом источника питания с блоком программного изменения тока, причем первый выход программно-вычислительного блока соединен с управляющим входом управляемого источника напряжения, соединенного с входом датчика тока, а второй выход - с управляющим входом прог- . раммируемого генератора сигналов, а первый выход датчика тока предназначен для соединения с входом блока управления испытуемого электродвигателя .

SU „„1211677 >

1 m