Устройство для управления системой нагружения испытательного стенда

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

04 29/00 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ НАГРУЖЕНИЯ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА(71) Заявитель Учреждение образования Гомельский государственный технический университет им. П.О. Сухого(72) Авторы Луковников Вадим Иванович Захаренко Сергей Иванович Захаренко Владимир Сергеевич Савельев Вадим Алексеевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Гомельский государственный технический университет им. П.О. Сухого(57) Устройство для управления системой нагружения испытательного стенда, содержащее снабженный выходами для подключения к обмотке возбуждения нагрузочного генератора управляемый преобразователь с контуром регулирования момента, образованным задатчиком момента, подключенным к первому входу сумматора, регулятором момента и подключенным ко второму входу сумматора датчиком момента, отличающееся тем, что контур регулирования момента содержит датчик скорости и последовательно включенные за сумматором блок деления и блок извлечения квадратного корня, выход которого подключен ко входу регулятора момента, при этом один из входов блока деления соединен с выходом датчика скорости, а выход регулятора момента соединен со входом управляемого преобразователя. 5370 1 Изобретение относится к области испытательной техники, а более конкретно - к устройствам, имитирующим механическую нагрузку вращательного характера, и может быть использовано для испытаний различных систем приводов и механизмов. Не исключено также использование устройства в исследовательских и учебных целях. Известно устройство для управления системой нагружения, имитирующее момент статического трения 1. Его основными конструктивными элементами являются задатчик знака тока с двумя выходами разной полярности, датчик направления вращения, датчик тока, переключатель, а также управляемый преобразователь, выход которого является выходом устройства и предназначен для подключения к якорю нагрузочного генератора. Однако в данном устройстве отсутствуют средства, обеспечивающие инвариантность(независимость) момента сопротивления нагрузочного генератора по отношению к скорости. Это и является его основным недостатком. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство, содержащее снабженный выходами для подключения к обмотке возбуждения нагрузочного генератора управляемый преобразователь с контуром регулирования момента, включающим регулятор момента, вход которого через сумматор связан с первым выходом задатчика и выходом датчика момента 2. Устройство также содержит регулятор тока якоря генератора и регулятор тока возбуждения с подключенными к их входам датчиками тока якоря генератора и тока возбуждения. Следует отметить, что недостатком данного устройства также является отсутствие инвариантности (зависимость) момента сопротивления нагрузочного генератора по отношению к скорости. Задачей настоящего изобретения является обеспечение инвариантности момента сопротивления нагрузочного генератора по отношению к скорости во всем диапазоне нагрузок. Данная задача решается тем, что в известном устройстве для управления системой нагружения испытательного стенда, содержащем снабженный выходами для подключения к обмотке возбуждения нагрузочного генератора управляемый преобразователь с контуром регулирования момента, образованным задатчиком момента, подключенным к первому входу сумматора, регулятором момента и подключенным ко второму входу сумматора датчиком момента, согласно изобретению, в контур регулирования момента введены датчик скорости и последовательно включенные за сумматором блок деления и блок извлечения квадратного корня, выход которого подключен ко входу регулятора момента, при этом один из входов блока деления соединен с выходом датчика скорости, а выход регулятора момента соединен со входом управляемого преобразователя. На чертеже приведена схема испытательного стенда с устройством для управления системой нагружения, электромеханическим преобразователем и системой управления приводным двигателем. Устройство 1 для управления системой нагружения испытательного стенда, функционально связанное с электромеханическим преобразователем 2 и системой 3 управления приводным двигателем, содержит задатчик момента 4, сумматор 5, блок деления 6, блок извлечения квадратного корня 7, регулятор момента 8, управляемый преобразователь 9,датчик момента 10 и датчик скорости 11. Задатчик момента 4 предназначен для задания величины момента сопротивления нагрузочного генератора 12. Выход задатчика момента 4 подключен к одному из входов сумматора 5. Сумматор 5 предназначен для сравнения сигнала задания момента и сигнала отрицательной обратной связи с датчика момента 10. Последовательно включенные за сумматором 5 блоки 6 и 7 предназначены для обеспечения инвариантности системы по скорости, в связи с чем один из входов блока деления 6 соединен с выходом датчика скорости 11. Включенный за блоком 7 регулятор 8, как известно, предназначен для формирования характеристик в динамике. Выход регулятора 8 соединен с управляющим входом 2 5370 1 преобразователя 9, имеющего выходы 13 для подключения к обмотке возбуждения 14 генератора. Электромеханический преобразователь 2 кроме нагрузочного генератора 12 с обмоткой возбуждения 14 также может содержать, например, приводной двигатель 15 с обмоткой возбуждения 16, механическую трансмиссию 17 и диод 18 возврата энергии. Система 3 управления приводным двигателем 15 может быть выполнена по любой из известных схем, например, в виде контура регулирования скорости, состоящего из задатчика скорости 19, сумматора 20, регулятора скорости 21, управляемого преобразователя 22 и датчика 23 тока двигателя. Следует отметить, что для повышения качества испытаний система может быть выполнена инвариантной по моменту. Устройство 1 работает следующим образом. Обмотку возбуждения 14 нагрузочного генератора 12 подключают к выводам 13 преобразователя 9. Устанавливают сигнал задания момента, который с задатчика 4 поступает на сумматор 5, где сравнивается с сигналом обратной связи, поступающим с датчика момента 10. Для обеспечения инвариантности системы сигнал рассогласования с выхода сумматора 5 поступает на вход блока 6, где происходит его деление на сигнал, пропорциональный частоте вращения, поступающий с выхода датчика скорости 11. С выхода блока деления 6 сигнал, проходя через блок извлечения квадратного корня 7, поступает на вход регулятора момента 8, где происходит его корректировка с целью обеспечения требуемых динамических характеристик. С выхода регулятора 8 сигнал поступает на управляющий вход преобразователя 9. На выходе преобразователя 9 формируется напряжение питания обмотки возбуждения 14, пропорциональное сигналу управления. Момент сопротивления М, создаваемый нагрузочным генератором 12, равен ФяФяФФ ,(1) я я где я - ток якоря генератора- конструктивная постоянная Ф - поток возбуждения Ея - э.д.с. якоря генератора я - сопротивление якорной цепи генератора- частота вращения генератора. ПроизведениеФ, согласно схеме устройства 1, может быть представлено в видезммтпв в где зм - сигнал задания момента м - коэффициент передачи датчика момента 10- коэффициент передачи датчика скорости 11- коэффициент передачи регулятора 8 тп - коэффициент передачи преобразователя 9 в - коэффициент пропорциональности между током возбуждения генератора 12 и потоком в - сопротивление обмотки возбуждения генератора 12. Нетрудно показать, что с учетом (2) выражение (1) будет иметь вид 5370 1 Из выражения (3) видно, что момент сопротивления, создаваемый нагрузочным генератором 12, не зависит от скорости и определяется только величиной сигнала задания момента (что было подтверждено экспериментально). Таким образом, заявляемое устройство, по сравнению с известным, обеспечивает следующие преимущества повышение качества испытаний за счет обеспечения инвариантности во всем диапазоне нагрузок при общей простоте схемной реализации расширение диапазона нагружающих воздействий за счет использования в качестве задатчика момента программных средств. Источники информации 1. А.с. СССР 1823121, МПК 5 Н 02 Р 5/00, 1993. 2. А.с. СССР 1429267, МПК 4 Н 02 Р 5/00, 1988. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4

МПК / Метки

МПК: H04R 29/00, H02P 5/00

Метки: системой, управления, устройство, нагружения, испытательного, стенда

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/4-5370-ustrojjstvo-dlya-upravleniya-sistemojj-nagruzheniya-ispytatelnogo-stenda.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Устройство для управления системой нагружения испытательного стенда</a>

Похожие патенты