SU1499141A1 - Стенд дл испытани электрических исполнительных механизмов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытании по разомкнутой схеме нагружени  электрических исполнительных механизмов, в том числе допускающих полное затормаживание выходного вала под нагрузкой. Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей стенда путем обеспечени  испытаний механизмов в импульсном и стопорном режимах, а также повышени  стабильности нагружающего момента и увеличени  номенклатуры испытываемых механизмов. Нагружение испытуемого механизма 4 осуществл етс  нагрузочным электродвигателем 7 с преобразователем 9. Режимы работы стенда задаютс  контроллером 1, управл ющим ключевым каскадом с учетом показаний датчика 11 угла поворота, датчика 10 тока и тахогенератора 8 регулировкой величины тока, поступающего с регул тора 24 тока на преобразователь 9. 1 ил.

Description

ею

(Л

Cim

4ib со со

а также повьгаени  стабильности нагружающего момента и увеличени  номенклатуры испытываемых механизмов« Нагружение испытуемого механизма 4 осуществл етс  нагрузочным электродвигателем 7 с преобразователем 9. Режимы работы стенда задаютс  контролером 1, управл ющим ключевым каскадом с учетом показаний датчика 11 угла поворота, датчика 10 тока и та- хогенератора 8 регулировкой величины тока, поступающего с регул тора 24 тока на преобразователь 9„ 1 иЛо

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытании по разомкнутой схеме нагружени  электрических исполнительных механизмов, в том числе допускающих полное затормаживание выход- ного вала под нагрузкой.

Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей стенда путем повьшени  стабильности создаваемого нагружающего момента и увеличени  номенклатуры испытуемых механизмов,,

На чертеже изображена обща  схема стенда.

Стенд дл  испытаний электрических исполнительных механизмов содержит контроллер 1, упрал емые ключи 2 и 3, св зывающие сети переменного тока с испытуемым механизмом 4, кинематически св занным, например, че- рез муфту 5 и редуктор 6 с нагрузочным электродвигателем 7, с валом которого кинематически св зан тахоге- нератор 8о К сети переменного тока также подключен управл емый преобра- зователь 9, выход которого св зан с питающей обмоткой электродвигател  7 с подключенным датчиком 10 тока С выходным валом испытуемого механизма 4 кинематически св зан датчик I1 угла поворота, выход которого подключен к первому входу контроллера I. К входу основного управл емого переключател  12 подключен выход регулируемого источника 13 напр жени .

Влок регулировани  нагрузки состоит из су матора 14, дифференциатора 15, представл ющего собой неинвертирующий дифференциатор, построенный на операционном усилителе, двух ис- точников 16 и 17 задающего напр жени , дополнительного управл емого переключател  18, делител  19 напр жени , двух источников 20 и 21 напр жес 0

5

О О

0

ни  смещени , например, в виде стабилизаторов , двух нуль-органов 22 и 23, представл ющих собой неинвертирующие усилители с переменным коэффициентом усилени  минимальным в области небольших (близких к нулю) сигналов и максимальным (близким к наибольшему коэффициенту усилени  без обратной св зи) в области больших сигналов, при этом второй нуль-орган 23 контролирует отклонение от нул  значени  скорости, первый нуль-орган 22 - ее производной, регул тора 24 тока, например, пропорционально-интегрального , регул тора 25 скорости , например, пропорционального и ключевого каскада в виде управл емых ключей 26 - 33.

К управл ющему входу преобразовател  9 подключен выход регул тора 24 тока, к входам которого подключены выходы датчика 10 тока и регул тора 25 скорости, на входы которого подключены выходы сумматора 14, через ключ 26 тахогенератора 8 и через ключ 27 дифференциатора 15, входом подключенного к выходу тахогенератора 8 Источники 20 и 21 напр жени  смещени  через ключи 28 и 29 подключены к вхвдам сумматора 14. Источники 16 и 17 задающего напр жени ,соединены с переключателем 18, подключенным к делителю 19, выходы которого через ключи 30 - 33 подключены к входам сумматора 14о Первый нуль-орган 22 входом подключен к выходу дифференциатора 15, а выходом - к второму входу контроллера 1„ Второй нуль- орган 23 св зан входом с выходом тахогенератора 8, а выходом - с третьим входом контроллера 1. С соответствующими выходами последнего св заны управл ющими входами ключи 2 и 3 и- ключи 26 - 33 ключевого каскада,основной 12 и дополнительный 18 переключатели , а также автоматическое

5U

цифровое печатаюЕ1ее устройство 34 (мщу). Регулируемый источник 13 напр жени  подключен черет переключатель 12 к делителю 19 последопа- тельно с источниками 16 и 17  адаю- 1цего напр жени 

Стенд работает следующим образом При изменении люфта подключаютс  источники 17, 21 и 13 напр жешгй че- рез переключатели 18, ключ 29 и переключатель 12о Через ключ 26 к входу регул тора 25 скорости подключаетс  тахогенератор 8„ Электродвигатель 7 с малым мoмeнтo и на пони- женной скорости выбирает люфты до тех пор, пока под действием упругих св зей не начнетс  торможение (момент времени t ,)„ В этот момент при положительном значении скорости (по- ложительный сигнал с второго нуль- органа 23) по вл етс  отрицательный сигнал с первого нуль-органа 22, а контроллер 1 отключает ключ 26 и включает ключ 27, ввод  поправку к току электродвигател  7 на его динамический момент. После полной остановки электродвигател  7 по нулевым сигналам нуль-органов 22 и 23 контроллером 1 фиксируетс  угол положе- ни  выходного вала испытуемого механизма 4 по датчику 11 угла поворота Отключаютс  ключи 27 и 29, включаютс  ключи 26 и 28, реверсируетс  пе- реключателем 12 регулируемый источник 13, а дополнительным переключателем 18 отключаетс  источник 17 задающего напр жени  и подключаетс  источник 16 Электродвигатель 7 начинает вращение в обратном направ- лении и, выбрав люфт, тормозитс „При отрицательной пол рности сигнала с второго нуль-органа 23 возникает положительна  пол рность с первого нуль-органа 22, контроллер 1 снова отключает ключ 26 и включает ключ 27, компенсиру  динамическую составл ющую момента электродвигател  7, Контроллер 1 фиксирует при остановившемс  электродвигателе 7 угол поворо та выходного вала по датчику 11 угла поворота, определ ет разность углов (люфт) и сравнивает с допустимым значением . Результат выводитс  на АЦПУ 34„

Контроллер 1 отключает ключи 28 и 33, включает ключ 31, реверсирует переключателем 12 источник 13,включа его встречно источнику 16, и включа

Q 5 0 5 о Q г Q

5

5

16

ет ключ 29, ,1  знак момента холостог(1 хода, -{атем контроллер 1 включает клкш 2, ртгон   игпытуом11Й механизм 4 при противодействч ющрм моменте электродвигател  7, причем с дифференциатора 15 через ключ 27 подаетс  поправка к заданию,компенсирующа  динамический момент электродвигател  7, определ емый его моментом инерции,

По приращению угла Лtf поворота за промежуток рремени от , до t опредеп ютс  минимальное значение и прем  HOjiHiiro попорота выходного вала испытуемого механизма 4.

Отключаютс  ключ 3 и источник 16, включаетс  ключ 32 и подключаетс  источник 1 7 :, Момент электродвигател  7 при этом становитс  движущим (пол рность поправок сохран етс ) Измер етс  угол Л cf да врем  от t .. до t q И определ етс  максимальоJ

на  скорость при сопутствующем моменте ,, Значение разности скоростей и врем  полного поворота вала также вывод тс  на АЦПУ 34,,

Отключаетс  ключ 2 и при сопутст- вутащом мс менте с начала отключени  до полной остановки определ етс 

Д М - выбег испытуемого механизма 4 , Результат также выводитс  на АЦПУ 34.

Далее отключаетс  ключ 32 и включаетс  ключ 30 Яа врем , равное 1 мин, фиксируетс  изменение угла

и (провер етс  фиксаци  выходного вала испытуемого механизма 4)„ Результат также выводитс  на АЦПУ 34.

При том же значении момента,равном 1,7 М, где М и - номинальный момент, провер етс  пусковой М1)мент, но при этом отключаетс  ключ 29, иключаетс  ключ 28 и перекличате;ть 12 включает источник 13 пстречно источнику 17, после чего включаетс  ключ 3, и испытуемый механизм 4 разгон етс  при противодействующем моменте 1 ,7М||.

Компенсаци  динамических составл ющих производитс  с помощью поправки к заданию тока, пропорциональной ускорению, так как момент создаваемый нагрузочным электродвигателем 7 на валу испытуемого механизма 4,равен

-м, (кфт, - J .

Ле -Mj - момент сопротивлени  на

валу испытуемого механизма 4; К - конструктивный коэффициент

электродвигател  7; 1 - ток  кор ; ф - поток двигател ; J - момент инерции  кор  и редуктора 6, приведенного к JQ

5

dif}

 корю;

---- - угловое ускорение электродвигател  7;

i - передаточное отношение редуктора 6 о

Таким образом, дл  поддержани  посто нства М необходимо в зависимости от знака ускорени  уменьшать или увеличивать ток  кор  пропорционально ускорению с

Наличие упругих св зей между электродвигателем 7 и испытуемым механизмом 4 делает ускорени  (при работе на упор) конечными, что позвол ет полностью компенсировать дина мические составл ющие о

Врем  любого переходного процес- сгч при оптимизации в соответствии с теорией автоматического регулировани  не будет превьппать (З - 4) Т., где TM мала  (некомпеисируема ) посто нна  времени преобразовател  9

Даже при тиристорном преобразователе , работающем ta промьтшлснной частоте, это врем  не будет превышать 30 - 40 мс, а при питании преобразовател  9 от источника повьшге.н- ной частоты или при применении импульсного транзисторного преобразовател  это врем  может быть снимке- но до 3-10 мс, что полностью удовлетвор ет услови м испытаний исполнительных механизмов 4.

При правильной настройке дифференциатора 15 моменты на валу испы- туемого механизма 4 остаютс  посто нными даже в переходных режимах

При увеличении ступеней делител  19 стенд может использоватьс  без переналадки дл  испытаний нескольких

типоразмеров исполнительных механизмов 4, а также благодар  использованию контроллера 1 и АЦПУ 34 позвол ет автоматизировать проверку и заполнение паспортных характеристик испытуемого механизма 4 по всем параметрам . В отличие от пневматических и грузовых стендов стенд может быть использован дл  проверки не

Q

только однооборотных, но и многооборотных исполнительных механизмов 4

Claims (1)

1. 5 Формула изобретени 

   Q

   5

   0

   5

   0

   Q

   Стенд дгг  испытани  электрических исполнительных механизмов,содержащий св занный с сетью переменного тока преобразователь, подключенный к его выходу нагрузочный электродвигатель , кинематически соедин емый с выходным валом испытуемого механизма , кинематически св зываемый с последним датчик угла поворота, установленный в цепи питани  нагрузочного электродвигател  датчик тока и блок регулировани  нагрузки, включающий сумматор, дифференциатор и ключевой каскад, отличающийс  тем, что, с целью расширени  техно- Логических возможностей, он снабжен контроллером, первый вход которого св зан с выходом датчика угла поворота , подключенным к выходу контроллера управл ющим входом переключателем, св занным с входом последнего регулируемым источником напр жени ,кинематически св занным с валом нагрузочного электродвигател  тахогенерато- ром, выход которого св зан с входом дифференциатора, и предназначенными дл  св зи испытуемого механизма с сетью переменного тока управл емыми ключами, управл ющий вход каждого из которых подключен к соответствующему выходу контроллера, а блок регулировани  нагрузки включает также два источника задающего напр жени , подключенный к их выходам входами дополнительный переключатель, управл ющий вход которого св зан с выходом контроллера, выход последовательно соединен с выходом основного переключател , подключенный к последнему делитель напр жени , выходы которого св заны с входами сумматора,подключенные к другим входам последнего два источника напр жени  смещени , два нуль-органа, первый из которых св зан входом с выходом дифференциатора , выходом - с вторым входом контроллера , второй луль-орган входом св зан с выходом тахогенератора, ву- ходом - с третьим входом контроллера, регул тор тока, вход которого подключен к выходу датчика тока, выход - к управл ющему входу преобразовате5

   0

   5

   9U99U110

   л , и подключенный входом к выходам контроллера, и установлены соответ- сумматора, дифференциатора и тахоге- ственно в цеп х, св зывающих выхонератора регул тор скорости, выход. ды делител  с одними входами сумматокоторого св зан с входом регул торас ра, другие входы последнего св заны тока, а ключи ключевого каскада вы- с выходами источников напр жени  сме- полнены также управл емыми, управ- щени , и вход регул тора скорости - л ющий вход каждого из которых под- с выходами дифференциатора и тахоге- ключен к соответствующему выходу нератора