Патент на изобретение №2354984

(54) СТАНЦИЯ ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

(57) Реферат:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к станциям испытания электрических вспомогательных машин подвижного железнодорожного состава. Станция испытания электрических машин содержит блок управления с измерительными приборами, технологическое основание с элементами для крепления, по меньшей мере, двух электрических машин, преимущественно постоянного тока, кинематическую связь для соединения якорей испытуемых электрических машин между собой, блок питания, блок нагрузочных резисторов, коммутационный блок, связанные цепями управления и силовыми кабелями. При этом на основании установлены элементы крепления в виде резьбовых бобышек, размещенных согласно присоединительным размерам типоразмерного ряда электрических вспомогательных машин, блок управления с измерительными приборами дополнительно связан с ПЭВМ и снабжен измерителями с датчиками температуры обмоток, угловой скорости валов машин, кинематическая связь машин выполнена в виде клиноременной передачи с устройством натяжки ремней, блок питания снабжен устройством блокировки питания, которое имеет связь с датчиками температуры и угловой скорости, при этом блок питания выполнен раздельным и состоящим из формирователя различного по величине и роду тока и напряжения электропитания и нескольких выносных колонок, содержащих соответствующую испытуемым машинам контактную часть, а блок нагрузочных резисторов снабжен стабилизатором тока и напряжения и электрическим выходом с возможностью подключения полезной нагрузки. Технический результат – повышение степени универсальности устройства с целью проведения комплексных испытаний всего типоразмерного ряда электрических вспомогательных машин с обеспечением безопасности испытаний. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности электрических вспомогательных машин подвижного железнодорожного состава.

Известно устройство для испытания электрических машин постоянного тока с независимым возбуждением под нагрузкой (патент РФ 2014627, 1994.06.15, G01R 31/34). Известное изобретение позволяет расширить область применения устройства за счет того, что в том случае, когда не представляется возможным провести испытание электрической машины на нагревание в режиме номинальной нагрузки, испытание проводится при нескольких значениях тока нагрузки, меньших поминального, с последующей экстраполяцией результатов. Устройство содержит балластный резистор и контактор, включенные в якорную цепь соединения испытуемых электрических машин, одна из которых работает в режиме двигателя, а другая – в режиме генератора, приводной двигатель, вал для соединения последнего с двигателем и генератором. Устройство снабжено также блоками управления возбуждением двигателя и генератора, элементами формирования управляющих сигналов обратной связи, логическими элементами, а также блоком резисторов. При нагружении двигателя и генератора по методу взаимной нагрузки устройство автоматически формирует требуемые значения токов якорной цени, вычисляет соответствующие им превышения температуры и записывает информацию в соответствующие регистры.

Недостатком известного устройства является его неприспособленность для комплексных испытаний всего типоразмерного ряда электрических вспомогательных машин подвижного железнодорожного состава.

Задачей изобретения является повышение степени универсальности устройства с целью проведения комплексных испытаний всего типоразмерного ряда электрических вспомогательных машин с обеспечением безопасности испытаний.

Задача изобретения решается тем, что известная станция испытания электрических машин, в частности электрических вспомогательных машин подвижного железнодорожного состава, содержащая блок управления с измерительными приборами, технологическое основание с элементами для крепления, по меньшей мере, двух электрических машин, преимущественно постоянного тока, кинематическую связь для соединения якорей испытуемых электрических машин между собой, блок питания, блок нагрузочных резисторов, коммутационный блок, связанные цепями управления и силовыми кабелями, согласно изобретению отличается следующими новыми признаками: на основании установлены элементы крепления в виде резьбовых бобышек, размещенных согласно присоединительным размерам типоразмерного ряда электрических вспомогательных машин, блок управления с измерительными приборами дополнительно связан с персональной электронной вычислительной машиной (далее ПЭВМ) и снабжен измерителями с датчиками температуры обмоток, угловой скорости валов машин, технологическое основание снабжено элементами крепления для типоразмерного ряда вспомогательных машин подвижного железнодорожного состава, кинематическая связь машин выполнена в виде клиноременной передачи с устройством натяжки ремней, блок питания снабжен устройством блокировки питания, которое имеет связь с датчиками температуры и угловой скорости, при этом блок питания выполнен раздельным и состоящим из формирователя различного по величине и роду тока и напряжения электропитания и нескольких выносных колонок, содержащих соответствующую испытуемым машинам контактную часть, а блок нагрузочных резисторов снабжен стабилизатором тока и напряжения и электрическим выходом с возможностью подключения полезной нагрузки.

Указанные признаки позволяют устанавливать на одно основание все электрические машины, обеспечивают постоянный мониторинг измеряемых параметров, не допуская забросов тока и напряжения и чрезмерной раскрутки валов электрических машин, что повышает степень универсальности и безопасность испытаний. Универсальность станции придает также конструкция блока питания и дополнительное свойство – возможность подключения полезной нагрузки.

Изобретение поясняется схемами: на фиг.1 – общая схема станции; на фиг.2 – структурная схема; на фиг.3 – функциональная схема.

Станция испытания электрических машин (см. фиг.1) содержит блок 1 управления с измерительными приборами, технологическое основание 2 с элементами в виде резьбовых бобышек 3 для крепления электрических машин 4, размещенных согласно присоединительным размерам типоразмерного ряда электрических вспомогательных машин, кинематическую связь в виде клиноременной передачи 5 для соединения якорей испытуемых электрических машин 4 между собой, блок 6 питания, блок 7 нагрузочных резисторов, коммутационный блок 8, связанные цепями управления и силовыми кабелями. Блок 1 управления с измерительными приборами дополнительно снабжен измерителями 9 с датчиками 10 температуры обмоток, датчиками 11 угловой скорости валов машин 4, устройством 12 натяжки ремней, блок 6 питания снабжен устройством 13 блокировки питания, которое имеет связь с датчиками 10 температуры и датчиками 11 угловой скорости, при этом блок 6 питания выполнен раздельным и состоящим из формирователя 14 различного по величине и роду тока и напряжения электропитания и нескольких выносных колонок 15, содержащих соответствующую испытуемым машинам 4 контактную часть 16, а блок 7 нагрузочных резисторов снабжен стабилизатором 17 тока и напряжения и электрическим выходом 18 с возможностью подключения полезной нагрузки. Блок 1 управления связан с дополнительно введенной ПЭВМ 19, снабжен фильтрами 20 паразитных токов и забросов напряжения.

Станция испытания электрических вспомогательных машин подвижного железнодорожного состава функционирует следующим образом.

Вначале на технологическое основание 2 с элементами в виде резьбовых бобышек 3, размещенных согласно присоединительным размерам типоразмерного ряда электрических вспомогательных машин, устанавливают электрические машины 4. Затем закрепляют шкивы и накидывают ремни клиноременной передачи 5 для соединения якорей испытуемых электрических машин 4 между собой, натягивают ремни устройством 12 и закрепляют машины 4 на основании 2 накидными гайками. Устанавливают датчики 10 температуры обмоток, датчики 11 угловой скорости валов машин 4. Подключают к блоку 6 питания через выносные колонки 15, содержащие соответствующую контактную часть 16, испытуемые машины 4.

Поле установки и подсоединения испытуемых машин и компонентов станции переходят к испытаниям.

Основными параметрами, контролируемыми в процессе испытания вспомогательных машин, являются ток, напряжение и частота вращения испытуемых двигателей, а также температура обмоток роторов электрических машин при нагружении по методу взаимной нагрузки.

Частота вращения при испытании по методу взаимной нагрузки есть некоторая величина, зависимая одновременно от нескольких параметров: величин токов в обмотках электрической машины, работающей двигателем, величин токов в обмотках электрической машины, работающей генератором, и напряжения на якорных обмотках обеих электрических машин.

Регулирование этих параметров осуществляется следующим образом (см. фиг.3). От задатчика 21 напряжения U_{Зад UZ1} поступает команда па блок 22 фазового управления преобразователем UZ1, выставить плавно на выходе преобразователя напряжение, равное заданному значению напряжения (U_{Зад UZ1}=U_{ном двиг.}=3000 В). Одновременно с этим задается величина тока (I_{Зад UZ1}) испытуемого двигателя и его частота вращения. С помощью цифровых вольтметра, амперметра и частотомера измеряются контролируемые параметры и передаются в ПЭВМ, где происходит их сравнение с заданными величинами. В случае отклонения измеренных значений контролируемых параметров от заданных параметров тока, напряжения и частоты вращения происходит автоматическое изменение тока или напряжения на выходе преобразователя, что приводит соответственно к изменению частоты вращения испытуемых двигателей.

Преобразователь 23 UZ3 необходим для подпитки обмотки возбуждения испытуемого двигателя, работающего в генераторном режиме. Управление преобразователем происходит аналогичным образом. От задатчика 24 напряжения

U_{Зад UZ3} поступает команда на блок фазового управления преобразователем UZ3, выставить плавно на выходе преобразователя напряжение, равное заданному значению напряжения. Одновременно с этим задается величина тока подпитки

(I_{Зад UZ3}). С помощью цифровых вольтметра, амперметра измеряются контролируемые параметры и передаются в ПЭВМ, где происходит их сравнение с заданными величинами. В случае отклонения измеренных значений контролируемых параметров от заданных параметров тока подпитки и напряжения на выходе происходит автоматическое их изменение путем изменения угла открытия тиристоров.

Преобразователь UZ2 используется для питания обмоток возбуждения генераторов управления в процессе проведения испытаний. Автоматическое управление преобразователем происходит аналогично описанному выше принципу управления.

Преобразователь UZ4 питает обмотки противокомпаундирования преобразователя ПБ436 в процессе проведения испытаний. Управление преобразователем UZ4 происходит аналогично описанному выше принципу управления.

Фильтры 20 паразитных токов и забросов напряжения работают, «обрезая» сверхнормативную амплитуду характеристик.

В случае аварийных забросов напряжения, тока, раскрутки валов свыше нормативных величии измерители 9 получают сигнал от датчиков 10 температуры и датчиков 11 угловой скорости, передает на ПЭВМ 19, которая сравнивает величины и передает сигнал на блок 6 питания, который ограничивает устройством 13 блокировки питания сверхнормативные значения указанных параметров.

Промышленная применимость не подлежит сомнению.

Формула изобретения

Станция испытания электрических машин, в частности электрических вспомогательных машин подвижного железнодорожного состава, содержащая блок управления с измерительными приборами, технологическое основание с элементами для крепления, по меньшей мере, двух электрических машин преимущественно постоянного тока, кинематическую связь для соединения якорей испытуемых электрических машин между собой, блок питания, блок нагрузочных резисторов, коммутационный блок, связанные цепями управления и силовыми кабелями, отличающаяся тем, что на основании установлены элементы крепления в виде резьбовых бобышек, размещенных согласно присоединительным размерам типоразмерного ряда электрических вспомогательных машин, блок управления с измерительными приборами дополнительно связан с ПЭВМ и снабжен измерителями с датчиками температуры обмоток, угловой скорости валов машин, технологическое основание снабжено элементами крепления для типоразмерного ряда вспомогательных машин подвижного железнодорожного состава, кинематическая связь машин выполнена в виде клиноременной передачи с устройством натяжки ремней, блок питания снабжен устройством блокировки питания, которое имеет связь с датчиками температуры и угловой скорости, при этом блок питания выполнен раздельным и состоящим из формирователя различного по величине и роду тока и напряжения электропитания и нескольких выносных колонок, содержащих соответствующую испытуемым машинам контактную часть, а блок нагрузочных резисторов снабжен стабилизатором тока и напряжения и электрическим выходом с возможностью подключения полезной нагрузки.

РИСУНКИ