СТЕНД ДЛЯ ОБКАТКИ И ИСПЫТАНИЙ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ МОБИЛЬНОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ МАЛОЙ МОЩНОСТИ

Полезная модель относится к испытаниям двигателей внутреннего сгорания, в частности к стендам для обкатки двигателей внутреннего сгорания мобильной сельскохозяйственной техники малой мощности, и может быть использована при создании нагружающих устройств испытательных стендов двигателя внутреннего сгорания.
Известен стенд для холодной обкатки двигателя внутреннего сгорания, который содержит двигатель внутреннего сгорания, нагрузочное устройство в виде асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, преобразователь частоты, выходные клеммы которого подсоединены к статорной цепи асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, вал которого соединен с валом двигателя внутреннего сгорания. В стенд в качестве преобразователя частоты включено устройство плавного пуска асинхронного электродвигателя и управляемый программируемый контроллер, три выхода которого соответственно соединены с тремя входами устройства плавного пуска, причем устройство плавного пуска асинхронного электродвигателя и управляемый программируемый контроллер получают питание соответственно от промышленной трехфазной и однофазной сетей (RU 141834, МПК G01М 15/04, F02В 79/00, опубл. 20.06.2014).
Недостатками известного стенда являются: малый диапазон регулирования скорости вращения двигателя внутреннего сгорания; невозможность обеспечения плавной обкатки двигателя внутреннего сгорания, начиная с низких (нулевых) оборотов асинхронного короткозамкнутого электродвигателя; высокая степень нагрева обмоток асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, особенно при обкатке испытуемого двигателя внутреннего сгорания на небольших скоростях вращения, так как отсутствует какое-либо средство дополнительного охлаждения обмоток асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, что может привести к его перегреву и, соответственно, снижает степень надежности всего стенда; отсутствие возможности горячей обкатки двигателей внутреннего сгорания, а, следовательно, становится невозможным проведение полного спектра обкатки и испытаний двигателя внутреннего сгорания.
Технический результат заключается в расширении диапазона регулирования скорости вращения асинхронного короткозамкнутого электродвигателя с возможностью обеспечения плавной обкатки двигателей мобильной сельскохозяйственной техники малой мощности, начиная с низких (нулевых) оборотов, а также в расширении его функциональных возможностей, в частности, обеспечении режима горячей обкатки двигателей мобильной сельскохозяйственной техники малой мощности и в повышении степени надежности стенда путем изменения конструктивного решения стенда.
Технический результат достигается тем, что стенд для обкатки и испытаний двигателей внутреннего сгорания мобильной сельскохозяйственной техники малой мощности содержит двигатель внутреннего сгорания, асинхронный короткозамкнутый электродвигатель, вал которого соединен с валом двигателя внутреннего сгорания посредством муфты. В асинхронный короткозамкнутый двигатель встроена система независимого охлаждения, подключенная посредством трехфазного автомата к электрической сети, питающей через трехфазный автомат рекуперативный преобразователь частоты, состоящий из активного транзисторного выпрямителя, на входе которого установлены входные дроссели, а на выходе через звено постоянного тока, подключенному к транзисторному инвертору напряжения, питающему, в свою очередь, посредством включения через трехфазный автомат асинхронный короткозамкнутый электродвигатель, вал которого соединен через муфту с валом двигателя внутреннего сгорания, на котором установлены датчики.
На чертеже представлена структурная схема стенда для обкатки и испытаний двигателей внутреннего сгорания мобильной сельскохозяйственной техники малой мощности.
Стенд для обкатки и испытаний двигателей внутреннего сгорания мобильной сельскохозяйственной техники малой мощности содержит асинхронный короткозамкнутый электродвигатель 1 со встроенной системой независимого охлаждения 2, подключенной, посредством трехфазного автомата 3, к электрической сети 4, питающей через трехфазный автомат 5 рекуперативный преобразователь частоты 6, состоящий из активного транзисторного выпрямителя 7, на входе которого установлены входные дроссели 8, а на выходе через звено постоянного тока 9, подключенному к транзисторному инвертору напряжения 10, питающему, в свою очередь, посредством включения через трехфазный автомат 11, асинхронный короткозамкнутый электродвигатель 1, вал которого соединен через муфту 12 с валом двигателя внутреннего сгорания 13, на котором установлены датчики 14.
Стенд работает следующим образом. Включением трехфазного автомата 5 запускают рекуперативный преобразователь частоты 6, в котором на активный транзисторный выпрямитель 7 и транзисторный инвертор напряжения 10 подается управляющий сигнал и осуществляется формирование необходимого входного тока и выходного напряжения рекуперативного преобразователя частоты 6, исходя из необходимой скорости вращения асинхронного короткозамкнутого электродвигателя 1. Включением трехфазного автомата 11 разрешается запуск асинхронного короткозамкнутого электродвигателя 1. Затем производят регулирование частоты его вращения. При работе асинхронного короткозамкнутого электродвигателя 1 вращающийся момент ротора создает реактивный момент на статоре, который стремится поворачивать корпус электродвигателя 1 в противоположном направлении. Так как реактивный момент на статоре равен вращающемуся моменту ротора, то по реактивному моменту определяется тормозной момент или момент трения при холодной обкатке двигателя внутреннего сгорания 13, которые замеряются датчиками 14. Асинхронный короткозамкнутый электродвигатель 1 работает на стенде в двух режимах: двигательном и генераторном. Двигательный режим работы асинхронного короткозамкнутого электродвигателя 1 используется при холодной обкатке двигателя внутреннего сгорания 13, а генераторный - при горячей обкатке двигателя внутреннего сгорания 13 под нагрузкой (в этом случае асинхронный короткозамкнутый электродвигатель 1 используется как электрический тормоз). В генераторном режиме асинхронный короткозамкнутый электродвигатель 1 начинает работать автоматически, как только его ротору сообщается обкатываемым двигателем внутреннего сгорания 13 частота вращения выше синхронной (свыше 1500 об/мин). При этом значительная часть механической энергии двигателя внутреннего сгорания 13 преобразуется в электрическую, и, пройдя, через входные дроссели 8, возвращается обратно электрическую сеть 4. Трехфазный автомат 3 запускает систему независимого охлаждения 2 асинхронного короткозамкнутого электродвигателя 1. Данная система вращается с частотой питающей электрической сети 4 и выполняет роль вентилятора для охлаждения обмоток асинхронного короткозамкнутого электродвигателя 1.
По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет расширить диапазон регулирования скорости вращения асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, обеспечить возможность плавной обкатки двигателей мобильной сельскохозяйственной техники малой мощности, начиная с низких (нулевых) оборотов, а также расширить функциональные возможности всего стенда, в частности, обеспечить в нем режим горячей обкатки двигателей мобильной сельскохозяйственной техники малой мощности и повысить степень надежности всего стенда путем изменения его конструктивного решения.