SU1002875A2 - Стенд дл обкатки и испытани двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Description

(5) СТЕНД ДЛЯ ОБКАТКИ И ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ : Изобретение относитс  к машиностроению . По основному авт.св. К известен сте|зд дл  обкатки и испытани  двигател  внутреннего сгорани , . содержащий асинхрон1чло электрицес;Кую машину с фазным ротором, тахогенератором , выпр митель с вентил ми , согласующий трансформатор с компенсацией потоков вынужденного намагничивани , трехфазный однотактный V инвертор с вентил ми и сист&чу управлени , причем последн   выполнена в виде устройств программного, задаю- щего и KoppeKTHpyitMiero устройства и устройств сравнени , измерени момен та, усилени  и И1«и1ульсно-фазового управлени  вентил ми инвертора, при этой программное и задающее устройств последовательно через устройства срав нени , усилени  и корректиру| 11цее подключены к устройству управлени , св 3jiHHOMy с вентил ми, к которому подключено устройство измерени  момента и тахогенератор, соединенный с электрической машиной, кинематически св занной с валом испытуемого двигател  и подклоченной цепью статора к питаю Щей сети переменного тока, а цепыс ротора - к вьшр кмтелю, последовательно с которым св зан инвертор, а первичнг1  ,и вторична  обмотки трансформатора соединены в звезду, первична  обмотка подк очена к питающей сети переменного тока и в каждую фазу вторичной обмотки включены вентили инвертора. Согласующий трансформа-, тор снабжен дополнительной обмоткой, фазные катушки которой соединены между собой последовательно и встречно виткам вторичной обмотки и подключены с одной стороны к общей точке вентильной группы выпр мител, а с другой - к 1нулевой точке вторичной обмотки согласующего травсфориатора, причем ««ic;ft витков одной фазы дополнительной обмотки меньше числа витков этой же фазы вторичной обмотки в три раза с Однако известное устройство целесообразно использовать в установках сравнительно небольшой мощности ( при мерно до 100 кВт, В установках боль шей мощности возникающие при работе инверторов гармонии достигают значительнои величины и оказывают отрицательное вли ние на питающую сеть и на другие электроустановки, присоеди ненные К этой сети Применение фильт ров вызывает потери электрической энергии и значительно усложн ет и удорожает установку, Кроме того, последовательное включение в цепь ротора дополнительной компенсирующей обмотки вносит -в ротор дополнительное активное сопротивление, огра ничивающее диапазон регулировани  асинхрончой машины в области частот вращени , близких к синхронной. Целью изобретени   вл етс  снижение высших гармоник питающей сети и расширение диапазона регулировани  Поставленна  цель достигаетс  тем что согласующий трансформатор снабжен дополнительными вторичными ббмот ками, дополнительными трехфазными од нотактными инверторами, образованными управл емыми вентил ми, а в выпр митель вкJЮцeны однофазные мостовые выпр мители, причем дополнительные вторичные обмотки соединены в зи заг,и в каждую их фазу включены управ , л емые вентили, а нулевые точки дополнительных вторичных обмоток и общие точки дополнительных трехфазных однотактных инверторов подключены к ротору асинхронной маимны через одно фазные мостовые выпр мители, включен ные между фазными обмотками ротора. На фиг, 1 приведена принципиальна  предлагаемого устройства с двум  JOпoлнитeл.ьными обмотками, соединенными в зигзаг и двум  дополнительными инверторами; на фиг, 7то же, с одной дополнительной обмоткой , соединенной в зигзаг, и. одним дополнительным инвертором. Стенд дл  обкатки и испытани  двигател  внутреннего сгорани  содер , жит кинематически соединенные с валом .испытуемого двигател  1 устройство 2 дл  измерени  частоты вращени  и асинхронную электрическую машину 3 с фазным ротором, статор которой под 1 75 ключен к трехфазной сети переменного тока, а в цепь ротора включен выпр митель 4, соединенный с инвертором 5t программное устройство 6, задающее устройство 7, устройство 8 дл  измерени  вращающего момента, устройство 9 сравнени , корректирующее, устройство 10, усилитель 11 и блок 12 импульсно-фазового управлени  вентил ми инвертора 5« Согласуюсций трансформатор инвертора 5 состоит из первичной сетевой обмотки 13, соединенной в звезду и подключенной к сети переменного тока, вторичной обмотки 1, котора  также соединена в звезду и подключена к управл емым вентил м трехфазного однотактного инвертора 15, дополнительной обмотки 16, соединенной в разомкнутый треугольник и подключенной с одной стороны к нулевой точке вторичной обмотки }k, ас другой стороны - к катодной группе однофазного мостового выпр мител  17, который (фиГо 1) включен диагональю переменного тока между первой и третьей, и (фиг. 2) - между первой и второй фазными обмотками ротора и подсоединен анодной группой к общей точке катодной группы инвертора 15, причем-фазные катушки обмотки 1б включены встречно виткам обмотки It, а чирло витков обмотки 1б в три раза меньше числа витков обмотки It, дополнительной вторичной обмотки 18, соединенной в зигзаг и образующей с первичной обмоткой 13 нечетную группу соединени , например одиннадцатую, причем обмотка 18 подключена к пpaвл e fc м вентил м трехфазного однотактного инвертора 19, обща  точка катодной группы которого соединена с общей точкой анодной группы однофазного мостового выпр мител  20, влкюченного диагональю переменного тока между второй и третьей фазными обмотками ротора и подсоединенного катодной группой к нулево.й точке вторичной обмотки 18, дополнительной вторичной обмотки 21 ,фиг. l, соединенной в зигзаг и об(5азующей с первичной обьюткой 13 нечетную группу соединени , например , первую, симметричную группе соединени  обмоток 13 18 относительно четной, например нулевой группы с6- единени  обмоток 13 и Т, причем обмотка 21 подключена к управл емым вентил м трехфазного однотактного инвертора 22, обща  точка катодной группы которого соединена с общей точкой анодной группы однофазного мостового выпр мител  23. включенного диагональю переменного тока ме)хду первой и второй фазными обмотками ротора и под- s соединенного катодной г уппой к нулевой точке вторичной обмотки 21

Устройство работает следующим образом .

На стадии холодной обкатки двига- Р тел  1 внутреннего сгорани  асинхронна  электрическа  машина 3 работает в двигательном режиме. Токи ротора асинхронной машины 3 выпр мл ютс  од нофазными мостовыми выпр мител ми 20, 23 и в цепи выпр мленных токов ротора, включенные параллельно, вводитс  противо-ЭДС инверторов 15, 19 22 соответственно. Выпр мленные напр жени  каждой из параллельных цепей 20 преобразовател , состо щего из выпр  ft1тeл  k и инвертора 5, покрывают противо-ЭДС инверторов 15, 19, 22 падени  напр жени  :на активных сопротивлени х и падени  напр жений, обус-25 ловленных процессом коммутации вентилей Часть потребл емой из сети электрической мощности затрачиваетс  на совершение механической работы, а друга  часть - мощность скольжени  зо трансформируетс  в ротор, преобразуетс  выпр мителем в мощность посто нного тока, котора  затем преобразуетс  зависимым инвертором 5 в мощность переменного тока с частотой, jj равной частоте сети и рекуперируемс  в питающую сеть.

Момент, развиваегшй асинхронной нашиной 3, пропорционален сумме выпр мленных токов параллельных цепей Q преобразовател  о Поэтому-изменение угла управлени  вентилей инверторов 15, Э, 22, задаваемое устройством 12 управлени , приводит к изменению противо-ЗДС инверторов 15 19 22 и к измене «1Ю .величин выпр мленных токов,, вследствие чего достигаетс  регулирование частоты враще «1Я..

Устройство 2 дл  измерени  частоты вращени  обеспечивает работу стенда с обратной св зью по частоте вращени .

На стадии гор чей обкатки под нагрузкой асинхронна  3 работает в режиме генераторного торможени  при частоте вращени  въше синхронной. Нехани ческа  мощность, поступающа  на вал асинхронной машины 3 со стороны двигател  1, преобразуетс  в электрическую . Часть этой мощности, пропорциональна  синхронной частоте враще-. ни  асинхронной машины 3, передаетс  в статорную цепь машины 3 и, за вычетом потерь в статоре, рекуперируетс  в питающую сеть Друга  часть мощности - мощность скольжени  - как и в случае двигательного режима, рекуперируетс  в питающую сеть по цепи преобразовател .

При работе стенда в режиме генера . торного торможени  изменение угла управлени  вентилей инверторов 15 19 22 с помощью устройства 12 управле- ни  обеспечивает регулирование тормозного момента на валу двигател  1.

Устройство 8 дл  измерени  врзщающегомомента обеспечивает работу стенда на стадии гор чей обкатки под нагрузкой с обратной св зью по вращающему моменту,.

Вследствие параллельного соединени  вторичных обмоток .Ц, 18, 21 инверторов , 22 и выпр мителей 17 20, 23 снижаетс  величина вносимого в ротор асинхронной машины 3 активного сопротивлени , а диапазон регулировани  в области частот вращени  близких к синхронной расшир етс .

Вторичные обмотки 14, 18, 21 согласующего трансформатора выполнены с компенсацией потоков вынужденного намагничивани , поэтому магнитна  система согласующего трансформатора уравноваиена относительно посто нных и переменных составл ющих, а в кривой первичного напр жени  отсутствуют гармонии , кратные трем. При соединении вторичных обмоток 18 и 21 в зигзаг таким образом, что они образуют с ервичной обмоткой 13 две соседние нечетные группы соединени , симметричные относительно четной группы соеди- , нени , образованной обмотками 13 и 1, сдвиг вторичными напр жени ми соответствующих фаз о(5моток 18 и I И и 21 составл ют 30, а обмоток 18 21 - бо, что обеспечивает компенацию других (нечетных высших гармоник и способствует улучшению формы кривой первичного напр жени . При этом повышаютс  энергетические покаатели устройства и создаютс  благори тные услови  дл  параллельной аботы большого когмчества стендов л  обкатки мощных тракторных, автообильных и других двигателей внутеннего сгорани . Кроме того, паралельное соединение роторных преобра . ,.1 зователей обеспечивает снижение токов каждой группы, что способствует снижению установленной мощности вто ричных ббмоток 14, 18, 21 согласующего трансформатора, инверторов 15, 19, 22 и выпр мителей 17, 20, 23, упрощению стенда и повышежю его, надежности . формула изобретени  Стенд дл  обкатки и испытани  двигател  внутреннего сгорак   по |аат.св. (Р , о тл и ч а ю щи с,   тем, что, с целью расширени  диа пазона регулироваж , согласующий трансформатор снабжен дополнительными вторичными обметками, дополнитель10 5 ными трехфазными однотактными инверторами , образованные управл емыми вентил ми, а в выпр митель включены лднофазные мостовые выпр мители, причем дополнительные вторичные обмотки уединены в зигзаг, и в кащуо их фа-. ЗУ включены управл емые вентили, а нулевые точки дополнительных вторичных обмоток и общие точки дополнительных трехфазных однотактных инверторов подкгночены к ротору асинхронной машины через о днофазные мостовые выпр мители , включенные между разными обмотками ротора. Источники информации, пр ин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР f , кл. G01 М 15/00, 1979.

Claims (1)

1. формула изобретения

   Стенд для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания по· ’авт, св. Н“ 949382, отличающи й^5 с я тем, что, с целью расширения диа-* пазона регулирования, согласующий трансформатор снабжен дополнительными вторичными обмотками, дополнитель ными трехфазными однотактными инверторами , образованными управляемыми . вентилями, а в выпрямитель включены однофазные мостовые выпрямители, причем дополнительные вторичные обмотки -соединены в зигзаг, и в каждую их фазу включены управляемые вентили, а нулевые точки дополнительных вторичных обмоток и общие точки дополнительных трехфазных однотактных инверторов подключены к ротору асинхронной машины через Однофазные мостовые выпрямители, включенные между разными обмотками ротора.