Патент на изобретение №2158847
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРИВОД ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА ТОПЛИВНЫХ НАСОСОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытания топливовпрыскивающей аппаратуры дизелей. Изобретение позволяет отказаться от механических контуров управления частотой вращения вала привода, расширить его функциональные возможности. В привод введен контур электрического управления частотой вращения привода испытательного стенда топливных насосов высокого давления. Контур выполнен в виде последовательно соединенных датчика электрических параметров и управляемого преобразователя частоты и напряжения цепи питания статора, соединенного с управляющим контроллером, подключенным к выходу датчика электрических параметров. Контроллер имеет внешний управляющий вход и выполняет функции задатчика. 1 ил. Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытания топливовпрыскивающей аппаратуры дизелей. Известен привод стенда для испытания и регулирования топливовпрыскивающей аппаратуры дизелей, содержащий электродвигатель с бесступенчатым редуктором и регулирующим узлом [1]. Недостатком такого привода является сложность и ненадежность редуктора, а также невозможность регулирования в широком диапазоне частоты вращения выходного вала при сохранении постоянной мощности на валу. Известен привод стенда для испытания и регулирования топливовпрыскивающей аппаратуры дизелей, содержащий электродвигатель с электрорегулируемой тормозной муфтой, управляемой регулятором тока [1]. Недостатком такого привода является дополнительное электропотребление из-за необходимости отбора мощности на валу тормозной муфтой, а также большие габаритные и весовые характеристики. Известен привод стенда для испытания и регулирования топливовпрыскивающей аппаратуры дизелей, содержащий электродвигатель постоянного тока и задатчик числа оборотов [2]. Недостатком такого привода является сложность и ненадежность щеточно-коллекторного узла электродвигателя, большие масса, габариты и более высокая стоимость двигателя по сравнению с двигателями переменного тока. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является привод стенда для испытания и регулирования топливовпрыскивающей аппаратуры дизелей, содержащий электродвигатель переменного тока с регулятором напряжения, включенным в цепь питания статора, и два контура регулирования оборотов вала испытуемого топливного насоса, причем один контур состоит из датчика оборотов выходного вала привода, задатчика оборотов ротора электродвигателя, сравнивающего устройства и усилителя, а второй – дополнительный контур регулирования оборотов – состоит из включенного в кинематическую цепь ротора управляемой бесступенчатой механической передачи и дополнительного задатчика, связанного с управляющим органом механической передачи и задатчиком [3]. Из-за недостаточного диапазона регулирования частоты вращения электродвигателя с регулятором, включенным в цепь питания статора и контура регулирования оборотов, выполненного в виде датчика оборотов выходного вала привода, введен дополнительный контур управления с управляемой механической передачей. Недостатком такого привода является наличие двойной системы управления, сложность в применении, недостаточная надежность привода из-за наличия механических систем управления и невозможность сохранения постоянной мощности на валу в широком диапазоне частоты вращения вала привода. Кроме того, вращающий момент двигателя пропорционален квадрату приложенного напряжения, так как пропорциональны напряжению как магнитный поток, так и ток в роторе, поэтому изменение напряжения сети вызывает значительное изменение вращающего момента, которое в данной схеме регулирования необходимо компенсировать механическим контуром управления. Это невозможно выполнить оперативно во время проведения испытаний, что снижает функциональные возможности привода. Цель изобретения – расширение функциональных возможностей привода. Поставленная цель достигается тем, что в регулируемом приводе испытательного стенда топливных насосов высокого давления, содержащем электродвигатель переменного тока, регулятор, включенный в цепь питания статора, контур регулирования и задатчик частоты вращения, привод оснащен контуром регулирования частоты вращения, выполненным в виде последовательно соединенных датчика электрических параметров и управляемого преобразователя частоты и напряжения цепи питания статора, соединенного с управляющим контроллером, подключенным к выходу измерителя электрических параметров, причем контроллер имеет внешний управляющий вход и выполняет функции задатчика. На чертеже представлена функциональная схема регулируемого привода. Регулируемый привод испытательного стенда топливных насосов высокого давления содержит электродвигатель переменного тока 1, кинематически связанный с испытуемым топливным насосом 2 и последовательно включенными в цепь питания статора измерителя электрических параметров 3 и управляемого преобразователя частоты и напряжения 4, соединенного с управляющим контроллером 5 и подключенного к выходу измерителя электрических параметров. Известно, что в рабочем режиме ротор двигателя вращается с частотой n2, меньшей частоты n1 магнитного поля статора, вращающегося в том же направлении, что и ротор. Поэтому магнитное поле, имеющее большую частоту, скользит относительно ротора с частотой, равной разности частот поля и ротора, т.е. ns = n1 – n2. Относительное отставание ротора от вращающегося поля статора характеризуется скольжением S. Если ротор неподвижен, то скольжение равно единице. Если ротор вращается синхронно с магнитным полем, то скольжение равно нулю. Таким образом, чем больше частота вращения ротора, тем меньше скольжение. В рабочем режиме, например, асинхронного двигателя скольжение мало и составляет при полной нагрузке не более 2-3%. Частоту вращения ротора можно определить из следующих соотношений для асинхронного двигателя: n2 = n1 – ns = n1 ![]() ![]() ![]() ![]() за счет применения только одного электрического контура управления упростить конструкцию стенда, а за счет устранения механических контуров управления повысить надежность продолжительной работы испытательного стенда, достигающей 45000 ч безаварийной работы, автоматически поддерживать заданные параметры при изменяющихся нагрузках, разгоне и торможении, управлять по заданной оператором программе режимом испытаний, осуществлять контроль и защиту по току схем преобразователя и обмоток двигателя, за счет использования замкнутой схемы управления предлагаемый привод может использоваться для испытаний широкого класса топливных насосов высокого давления с высокодинамическими нагрузочными и скоростными характеристиками и оптимально использовать потребляемые ресурсы при проведении испытаний. Устройство работает следующим образом. Данные об эксплуатационных статических и динамических характеристиках электродвигателя и программа испытаний топливного насоса 2 заносятся в управляющий контроллер 5. После запуска программы испытаний управляющий контроллер в соответствии с заданным алгоритмом управления устанавливает и поддерживает на выходе преобразователя частоты и напряжения 4 такие электрические параметры питающих напряжений и токов, которые соответствуют заложенному алгоритму, причем частота вращения вала электродвигателя, жестко связанного с испытательным насосом, косвенно контролируется датчиком электрических параметров 3, включенного на выходе преобразователя частоты питающих напряжений электрического двигателя 1. Регулирование частоты вращения путем изменения частоты питающей сети является наиболее экономичным способом регулирования и позволяет получить высокие характеристики привода (4). В известных электрически разомкнутых системах управления приводом испытательных насосов используются прецизионные тахометры, позволяющие замерять число оборотов с точностью ![]() ![]() ![]() Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 05.12.2002
Номер и год публикации бюллетеня: 13-2004
Извещение опубликовано: 10.05.2004
NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение
Номер и год публикации бюллетеня: 15-2004
Извещение опубликовано: 27.05.2004
|
||||||||||||||||||||||||||