SU787750A1 - Устройство дл испытани многосв занной механической передачи с разветвленной кинематической цепью с гибкими звень ми - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике, а именно к электроприводам, и предназначено дл  использовани  в стенках дл  механических испытаний трансмиссий.

При проектировании систем электроприводов обычно упругостью испытываемой механической трансмиссии пренебрегают, что приводит при работе стенда к ее поломке при быстрых изменени х задани  угловой скорости вращени  трансмиссии или момента нагрузки в ней. Непрерывное увеличение мощностей, передаваемых трансмисси ми, приводит к необходимости использовани  в стендах электрических мащин переменного тока вместо тепловых двигателей. С целью экономии потребл емой энергии и использовани  испытательных стендов при отсутствии мощных электрических сетей они обычно реализуютс  с электрооборудованием по схеме взаимной нагрузки электрических мащин, св занных между собой механически и электрически через различные преобразователи. Однако проста  замена тепловых двигателей и нагрузочных устройств, например, винтов вертолетов, электрическими мащинами переменного тока при наличии упругости валов трансмиссий приводит к неустойчивой работе стенда, колебани м упругого момента и в итоге к поломке испытуемой трансмиссии.

Известны системы приводов испытательных стендов трансмиссий вертолетов с двигател ми посто нного тока 1.

Однако с повыщением требуемой мощности нагружени  и рабочих скоростей такие системы уже не могут использоватьс  вследствие отсутстви  соответствующих мащин посто нного тока с необходимой мощностью и частотой вращени .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство испытани  механической трансмиссии вертолета, содержащее многосв занную механическую передачу с разветвленной кинематической цепью и гибкими звень ми в виде двух приводных быстроходных валов, двух нагрузочных валов , св занных между собой редуктором, содержащее двигатели приводных валов, 20 нагрузочные и программный блоки. В качестве двигателей этого стенда используютс  двигатели вертолета, в качестве нагрузочных устройств винты вертолета. При испытании трансмиссии на таком стенде все

режимы соответствуют реальным во врем  полета вертолета 2.

Однако при этом существуют большие потери энергии, идущие на вращение винтов вертолета, а также создаютс  неблагопри тные услови  дл  населени , расположенного вблизи работы испытательного стенда (загр знение воздуха, шум, вибраци ).

Цель изобретени  - сокращение времени проведени  испытаний и сокращение расхода энергии.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном устройстве дл  испытани  многосв занной механической передачи с разветвленной кинематической цепью с гибкими звень ми двигатели приводных валов выполнены в виде электрических машин переменного тока с системами регулировани  частоты вращени , а нагрузочные блоки выполнены в виде синхронных генераторов с собственными возбудител ми и системами регулировани  нагрузки, в устройство дополнительно введены два преобразовател  частоты , два блока рекуперации энергии с блоками регулировани  и ограничени  заданного тока, блок демпфировани  крутильных колебаний, датчики момента приводных и нагрузочных валов, причем вход первого преобразовател  частоты св зан с питающей электрической сетью, а выход - с двигателем первого приводного вала, вход второго преобразовател  св зан с питающей электрической сетью, а выход - с двигателем второго приводного вала, вход первого блока рекуперации энергии подключен к синхронному генератору первого вала, а выходы электрически св заны одновременно с питающей электрической сетью и преобразователем частоты второго приводного вала, вход второго блока рекуперации энергии подключен к синхронному генератору второго вала, и выходы электрически св заны одновременно с питающей электрической сетью и преобразователем частоты первого приводного вала, при этом вход регулирующего блока системы регулировани  частоты вращени  электродвигател  первого приводного вала по входу св зан с одним из выходов программного блока, а выход - с первым преобразователем частоты, вход регулирующего блока св зан со вторым выходом программного блока, а выход - со вторым преобразователем частоты, входы регулирующего блока системы регулировани  момента нагрузки первого нагрузочного вала св заны с третьим выходом программного блока и датчиком момента, а выход - с возбудителем , входы регулирующего блока системы регулировани  момента нагрузки второго нагрузочного вала св заны с четвертым выходом программного блока и датчиком момента, а выход - с возбудителем, выход блока регулировани  и ограничени  заданного тока св зан с первым блоком рекуперации энергии, а вход - с п тым выходом программного блока, выход блока регулировани  и ограничени  заданного тока св зан со вторым блоком рекуперации энергии , а вход - с шестым выходов программного блока, входы блоков демпфировани  крутильных колебаний каждого вала св заны

с датчиками момента, а их выходы - с регулирующими блоками систем регулировани  частоты вращени  двигателей первого и второго приводных валов и систем регулировани  момента нагрузки первого и второго нагрузочных валов, а также выходы блоков демпфировани  крутильных колебаний первого и второго нагрузочных валов дополнительно подключены к блокам регулировани  и ограничени  заданного тока, причем блоки демпфировани  крутильных колебчний выполнены в виде последовательно соединенных дифференцирующего блокз, бл;,Ка опорного напр жени , блока регулируем ого времени запаздывани  и блор;а регулируемой амплитуды.

На чертеже изображена функциональ0 на  схема устройства.

Приводной вал 1 механически жестко св зан с валом электродвигател  2, гшиводной вал 3 - с валом электродвигател  4, первый нагрузочный ва.л 5 с валом генератора 6, второй нагрузочный рал 7 - с валом генератора 8. Вход первого преобразовател  9 частоты св зан с питающей электрической сетью 10, а выход - с двигателем 2 первого приводного вала , вход второго преобразовател  11 частоты св зан с

ц питающей электрической сетью 10,а выход - с двигателем 4 второго приБОД1;ого вала 3, вход первого блока 12 реку1:епа:,ки энергии подключен к нагрузочному б.о;.:у первого вала 5, выполненному в виде синхронного генератора 6, а выход - электрически св зан одновременно с питающей электрической сетью 10 и преобразователем 11 частоты второго приводного вала 3, вход второго блока 13 рекуперации энергии подключен к нагрузочному блоку второго вала 7, выполненному в виде синхронного генератора 8, и выходом электрически св зан одновременно с питающей электрической сетью 10 и преобразовате/тем 9 частоты первого приводного вала, при этом входы регулирующего блока 15 системы регулировани  частоты вращени  электродвигател  2 первого приводного вала 1 св заны с одним из выходов программного б.тока 16, с датчиком 17 частоты вращени  двигател  2, а выходом - с первым преобразователем 9 частоты , входы регулирующего блока 18 св заны

со вторым выходом программного блока 16 и датчиком 19 частоты вращени  двигател  4 второго приводного вала 3, а выход - со вторым преобразователем 11 частоты, входы регулирующего блока 20 системы регули5 ровани  момента нагрузки первого нагрузочного вала 5 св заны с третьим выходом прбграммного блока 16 и датчиком 21 момента, а выход - с возбудителем 14, регулирующий блок 22 системы регулировани  момента нагрузки второго нагрузочного вала 7 по входу св зан с четвертым выходом программного блока 16 и датчиком 23 момента,   по выходу - с возбудителем 24. Блок 25 регулировани  и ограничени  заданного тока св зан по выходу с первым блоком 12 рекуперации энергии и по входу - с п тым выходом программного блока 16, блок 26 регулировани  и ограничени  заданного тока св зан по выходу со вторым блоком 13 рекуперации 3 ергии, а по входу - с шестым выходом программного блока 16, блоки 27, 28, 29 и 30 демпфировани  крутильных колебаний каждого вала 1, 3, 5 и 7 по входу св заны с датчиками 31, 32, 21 и 23 М :;;м: па, и по выходу - с регулирующими плокам-; 15, 18, 20 и 22 систем пегу,; ;;пваг и  частоты враш,ени  двигате ;: ; : ;. : .Г) ППЧй; НЬ : ; . :Г in-jii;:: ; момента Hai-jjyj .,: 1.о л bYi..; : ч / ; fUpy3O4abIX 13а;::;3.

С,:С;Ч.чн (,оует следуюш.им обСигиал от iipui .Зммного о;1ока it; поступает в системы регулировани  чистотой двигателей 2 и 4 через регулирующие блоки 15 и 18, под действием чего на выходе преоб1)Г53ователей 9 и i 1 ч стоть; по вл етс  напр жение переменно)-о тока с посто нно возрастающей частогой. Двигатели начинают вращать валы i и 3, подвижные элементы трансмиссии приход т во вращение и постепенно достигают заданной частоты вращени . Регулирующие блоки. 15 и 18 поддерживают заданное значение частоты вращени  и при необходимости выравнивают нагрузки электродвигателей.

После достижени  заданной частоты вращени  трансмиссии от программного блока 16 пьдаютс  сигналы на регулирующие блоки 20 ч 22, вследствие чего на РЫ т р будите.ей 4 и 24 по вл етс  н , н через обмотки возбуждени  г: i т ч 6 и 8  чинают тпотекать токи, в ,.) i i i

:-:r; В : .. р : --ГОМ i и 8 П Ilh ri I

иапр женин, под действием которых через блоки 12 и 3 рекуперации начинает протекать ток и создавать моменты нагрузки на ва .чх 5 и 7. Регулирующие блоки 20 и 22, а та;. ,.се блоки 25 и 26 обеспечивают поддержание заданного значени  тока через блокг; 12 и 13 рекуперации.

Устойчивость работы привода при быстрых изменени х частоты вращени  двигателей и момента нагрузки генераторов 6 и 8 обеспечиваетс  с помощью блоков 27, 28, 29 и 30 демпфировани  крутильных колеба: -и. Вырабатываема  генераторами 6 и 8 .;ерги  возвращаетс  к двигател м 2 и 4 :1 з преобразователи 9 и 11 частоты. Из ;.: |:; ческой питающей сети потребл ет- (v гил лишь на электрические и меха :- погери.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  испытани  многосв занной механической передачи с разветвленной

   кинематической цепью с гибкими звень ми, преимущественно трансмиссии вертолетов, в виде двух быстроходных валов, двух нагрузочных валов, св занных между собой редуктором, содержащее двигатели приводных валов, нагрузочные и программный блоки, отличающеес  тем, что, с целью сокращени  времени проведени  испытаний и сокращени  расхода энергии, двигатели приводных валов выполнены в виде электрических мащин переме ного тока с системами

   0 регулировани  частоты вращени , а нагрузочные блоки выполнены в виде синхронных генераторов с собственными возбудител ми и системами регулирован;--. нагрузки, и в устройство дополнительно введены два преобразовател  частоты, два блока рекуперации энергии с блоками регулировани  и ограни- : - .- --к:;. l; uch poвaни 

   Kuv-ni, , к;,ебл ;ий. ;.,утчикн момента при; од; . ,-. ,. -;..: ,.E, зход первого преобразовател  частоты св зан с питающей электрической сетью, а выход - с двигателем первого приводного вала, вход второго преобразоватс-л  св зан с питающей электр;- ческо;1 сетью, а выход - с двигателем второго пр1;водного вала, вход первого блока рекуперации энергии подключен к синхронному генератору, а выходы электрически св заны одновременно с питающей электрической сетью и преобразователем частоты второго приводного вала, вход второго блока рекуперации энергии

   а подключе;: :; ciiiixpOHHOMy генератору второго вала, а ьзыходы электрически св заны одновремепю с питающей электрической сетью и преобразователем частоты первого приЕОдного вала, при этом вход регулирующего блока системы регулировани  частоты

   вращени  электродвигател  первого приводного вала св.чзап с од;1им из выходов програумнсго блока, а выход - с первым преооп .чзоза1елем частоты, вход регулирующего блока св зан со вторым выходо.м про -п: :много блока, а В1,1ход - со вторым преобразователем частоты, входы регулирующего блока системы регулировани  момента нагрузки первого нагрузочного ва,1а св заны с третьим выхо.а.ом программного блока и датчиком момента, а выход - с возS будителем, входы регулирующего блока системы регулировани  момента нагрузки второго нагрузочного вала св заны с четвертым выходом программного блока и датчиком мо.мента, а выход - с возбудителем, выход блока регулировани  и ограничени  заданного тока св зан с перзым блоком рекуперации энергии, а вход - с п тым выходом программного блока, выход блока регулировани  и ограничени  заданного тока св зан со вторым блоком рекуперации энергии,

   а вход - с щестым выходом программного блока, входы блоков демпфировани  крутильных колебаний каждого ва,г1а св заны с датчиками момента, а их выходы - с регулирующими блоками систем регулировани  часЛ

   тоты вращени  двигателей первого и второго приводных валов и систем регулировани  момента нагрузки первого и второго нагрузочных валов.
2. 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что выходы блоков демпфировани  крутильных колебаний первого и второго нагрузочных валов дополнительно подключены

   к блокам регулировани  и ограничени  заданного тока.
3. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес  тем, что блоки демпфировани  крутильных колебаний выполнены в виде последовательно соединенных дифференцирующего блока.

   блока опорного напр жени , блока регулируемого времени запаздывани  и блока регулируемой амплитуды.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Борцов Ю. А. и др. Система управлени  нагрузкой испытательного стенда трансмиссией вертолетов. «Электропривод,

   № 2 (46), М., 1976, с. 18-20.

   2.Оптимизаци  и компьютеризаци  уни фицированных систем электропривода. Отчет № 385/1867-ЭАП-40, ЛЭТИ, 1976.

   ) . г/ 5 -g ГЧ-iJ 12 $- 17