SU374630A1 - Устройство для моделирования нагрузок на валу - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к аналоговой вычислительной технике, предназначено дл  воспроизведени  момента сопротивлени  механизма и может быть использовано при электродинамическом моделировании электропривода.

Известны устройства дл  воспроизведени  нагрузок на валу двигател , содержащие генератор посто нного тока, работающий на активное сопротивление. Регулирование генератора осуществл етс  путем изменени  тока возбуждени  генератора в соответствии с разностью между сигналом, пропорциональным требуемому значению момента, и сигналом обратной св зи, пропорциональным фактическому моменту генератора. Однако быстродействие воспроизведени  нагрузочных моментов в этих устройствах ограничено электромагнитной посто нной времени обмотки возбуждени .

Кроме того, известна  динамическа  модель нагрузки типа испытуемый двигатель-генератор посто нного тока обладает в зависимости от конкретной Схемы устройства либо недостаточным быстродействием, либо недостаточной точностью, либо недостаточными возможност ми по мощности или скорости (ограничение, св занное с наличием щеточно-коллекторного узла).

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и точности устройства.

Дл  этого предлагаемое устройство содержит генератор переменного тока, механически св занный с валом двигател , выпр митель, соединенный с выходом генератора переменного тока, и блок управлени , выход которого подключен к выпр мителю, а входы соединены с моделью приводного механизма и измерительным преобразователем мощности.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого 0 устройства; на фиг. 2-схема устройства со знакопеременным моментом сопротивлени .

Устройство состоит из генератора переменного тока /, управл емого выпр мител  2, нагрузочного резистора 3, блока управлени  4, 5 модели приводного механизма 5, измерительного преобразовател  мощности 6 и приводного двигател  7.

Устройство работает следующим образом.

Оно представл ет собой след щую систему, 0 котора  воспроизводит требуемую величину момента. Изменением угла управлени  можно плавно регулировать величину выпр мленного напр жени  на выходе выпр мител  2 и, тем самым, величину выпр мленного тока Id в ре5 зисторе 3 в пределах от нул  до максимального значени . Управление работой тиристоров осуществл етс  блоком управлени  4 в соответствии с разностью между сигналом, пропорциональным требуемому значению момен0 та, и сигналом обратной св зи, пропорциональным фактическому моменту генератора. В качестве сигнала обратной св зи по моменту используетс  напр жение, вырабатываемое измерительным преобразователем мощности 6, который включен на стороне посто нного тока .

В соответствии с конкретными требовани ми по точности измерени  момента могут быть также введены поправки на величину момента потерь в нагрузочном генераторе и выпр мителе и на величину скорости двигател  7.

Сигнал, пропорциональный требуемому моменту , вырабатываетс  блоком моделировани  5 (моделью приводного механизма) как функци  от скорости вращени  двигател , ускорени , времени, пути и т. д. Блок моделировани  представл ет собой математическую модель приводного механизма.

Приведенна  на фиг. 1 схема модели не позвол ет воспроизводить характеристики механизмов , со знакопеременным моментом сопротивлени . Однако потребность в этом при моделировании энергосистем возникает редко. В случае такой необходимости в предложенную схе.му устройства должны быть дополнительно введены элементы, представленные на фиг. 2: вспомогательный источник посто нного тока 5; тиристор 9 с системой управлени  и искусственной коммутации 10; запорный диод 11 в цепи нагрузочного резистора.

При формировании положительного момента сопротивлени  Мс тиристор 9 закрыт. Управл емый преобразователь 2, работающий в выпр мительном режиме, нагружен на резистор 5.

При формировании отрицательного участка кривой момента нагрузки (см. фиг. 2) по сигналу модели приводного механизма 5 и блока управлени  10 тиристор 6 открываетс , включа  в цепь источник посто нного тока 8. Блок управлени  4, который в этом случае должен обеспечивать более широкий диапазон изменени  угла управлени , переводит преобразователь 2 в режим зависимого инвертора. Мощность передаетс  от источника 8 через преобразователь 2 к мащине переменного тока, котора  переходит в режим двигател . Величина мощности задаетс  моделью приводного механизма 5.

Быстродействие предлагаемого устройства обусловлено посто нной времени статорной цепи генератора переменного тока. Дл  упрощени  приближенно принимают, что электромагнитные процессы при коммутации вентилей (нагрузки) не преп тствуют мгновенному изменению активной электрической мощности. Допущение о мгновенном изменении электрической мощности означает отказ от учета, так называемых, апериодических слагающих тока и напр жени . Это допущение общеприн то

при исследовании электромеханических процессов , поскольку посто нна  времени статора на 2-3 пор дка ниже электромеханических посто нных агрегата и электромагнитной посто нной обмотки возбуждени .

Быстродействие устройства обусловлено и применением в регулирующих и управл ющих цеп х почти безынерционных звеньев.

Точность воспроизведени  момента обусловлена тем, что в управл емом преобразователе

2 имеетс  возможность воздействовать на вентиль , регулиру  тем самым величину тока Id, в каждый период питающего напр жени . Поэто .му кривые моментов сложной формы можно воспроизводить с тем большей точностью,

чем выше частота нагрузочного генератора.

Применение в качестве нагрузочного генератора машины переменного тока расшир ет функциональные возможности устройства в отношении величины момента модели и максимальной скорости агрегата, поскольку имеетс  возможность использовать бесконтактные высокооборотные синхронные мащины и асинхронные генераторы с емкостным самовозбуждением .

Предмет изобретени 

Устройство дл  моделировани  нагрузок на валу двигател , содержащее нагрузочный резистор , подключенный ко входу измерительного преобразовател  мощности, и модель приводного механизма, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и точности устройства, оно содержит генератор переменного тока, механически св занный с валом двигател , выпр митель, соединенный с выходом генератора переменного тока, и блок управлени , выход которого подключен к выпр мителю , а входы соединены с моделью приводного механизма и измерительным преобразователем мощности.

--Г

.

1 .-Ай Л

Фие. 2