Стенд для испытания электродвигателя

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к испытательной технике и электрооборудованию, в частности может быть использовано для испытания электродвигателей на постоянных магнитах.
Известен стенд для исследования и испытания электропривода (см. патент РФ №2521788, МПК G01R 31/34, опубл. 27.12.2013 г), содержащий испытуемый электродвигатель с датчиками частоты вращения и температуры, соединенный механически с электромагнитным нагрузочным модулем, состоящим из тормозящего диска с электромагнитами, датчика угла поворота электромагнитного нагрузочного модуля и установленный совместно с системой нагрузки на одной раме, пускозащитной и измерительной аппаратурой, имеет программируемый контроллер с пропорционально-интегрально-дифференциальным регулятором, преобразователь частоты.
Стенд обеспечивает плавную регулировку и создает импульсно-переменную нагрузку на валу испытываемого асинхронного электродвигателя, оценку действия и выбор защиты электродвигателей от аварийных режимов и условий пуска, снижение потерь мощности, затрачиваемой при испытаниях, а также обеспечивает возможность фиксации и записи измеряемых параметров и характеристик, упрощение установки на раме электродвигателей с различной высотой оси вращения.
Известен испытательный стенд (см. полезную модель РФ №182115, МПК G01R 31/34, опубл. 03.08.2018 г), содержащий раму, снабженную стойками, в передней части которой на опоре установлен асинхронный электродвигатель, к входу которого подключен внешний генератор частоты, а в задней части - трехфазный синхронный генератор. Вал ротора электродвигателя посредством противоударной муфты с резиновым амортизатором соединен с валом трехфазного синхронного генератора, выход которого через трехфазный мостовой выпрямитель подключен к активной нагрузке, представляющей собой переменное нагрузочное сопротивление, снабженное амперметром и вольтметром. Дополнительно на корпусе асинхронного электродвигателя установлен датчик температуры, к валу электродвигателя подключен энкодер, а выходы амперметра, вольтметра, датчика температуры и энкодера подключены к первому, второму, третьему и четвертому измерительным входам измерительного модуля, закрепленного на раме стенда.
Стенд обеспечивает возможность проведения управляемых экспериментов по изучению статических и динамических характеристик асинхронных электродвигателей.
Недостатком известных устройств является их сложность в изготовлении и обслуживании.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что между нагрузочный модулем и диском установлены передающие усилия ролики, а сам нагрузочный модуль через шарниры соединен с распределительной шайбой, которая соединена с тензометрическим датчиком, а тот в свою очередь - с нагружающим механизмом, состоящим из пружины, винтовой пары и маховика.
Кроме того диск оснащен кольцом с винтовыми канавками в которых закреплен тяговый пояс, соединенный через тензометрический датчик со шкивом мотор редуктора.
Использование предлагаемой полезной модели обеспечивает следующий технический результат: упрощение конструкции стенда для оценки динамических характеристик электродвигателя.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что стенд для испытания электродвигателя, содержащий раму, снабженную стойками, на одной из которых установлен испытуемый электродвигатель с датчиками частоты вращения, а сам электродвигатель соединен механически с нагрузочным модулем и диском.
Особенность заключается в том, что между нагрузочный модулем и диском установлены передающие усилие ролики, а сам нагрузочный модуль через шарниры соединен с распределительной шайбой, которая соединена с тензометрическим датчиком, а тот в свою очередь - с нагружающим механизмом, состоящим из пружины, винтовой пары и маховика.
Кроме того диск оснащен кольцом с винтовыми канавками в которых закреплен тяговый пояс, соединенный через тензометрический датчик со шкивом мотор редуктора.
Конструкция полезной модели представлена на фигурах.
На фиг. 1 - кинематическая схема устройства
На фиг. 2 - вид А.
Устройство состоит из рамы 1, стоек 2, 3 и корпуса 4. На стойке 2 крепится испытуемый электродвигатель 5. В корпусе 4 установлены нагружающие модули 6 с передающими усилие роликами 7. В корпусе 4 установлены фрикционные элементы 8. Между роликом 7 и фрикционными элементами 8 установлен диск 9, который жестко через вал 10 соединен с испытуемым электродвигателем 5. На валу 10 установлена муфта 11, а сам вал вращается в подшипниках 12, которые закреплены в корпусе 4. К нагружающим блокам 6 через шарниры 13 присоединена распределительная шайба 14, которая в свою очередь через шарнир 15 соединена с тензометрическим датчиком 16, а тот - с нагружающим механизмом, состоящим из пружины 17, винтовой пары 18 и маховика 19. На диске 9 установлено кольцо 20 с винтовыми канавками в которых закреплен конец тягового пояса 21, который через тензометрический датчик 22 соединен со шкивом 23 мотор редуктора 24. Вал электродвигателем 5 оснащен датчиком частоты вращения 25.
Устройство работает следующим образом. Для начала измерений включаем муфту 11 для соединения испытуемого электродвигателя 5 с диском 9. Отсоединяем тяговый пояс 21 от кольца 20. Вращением маховика 19 создается предварительный натяг между диском 9 и фрикционными элементами 8 через винтовую пару 18, пружину 17, шайбу 14, шарниры 13, нагружающие блоки 6 и ролики 7.
Включаем электродвигатель 5. Постепенно увеличиваем нагрузку вращая маховик 19 до номинального расчетного момента, а затем и до полной остановки электродвигатель 5, фиксируя показания момента тензометрическим датчиком 16 и число оборотов вала электродвигатель 5 датчиком частоты вращения 25.
Затем выключаем электродвигатель 5 и отключаем муфту 11. Не изменяя усилие прижатия диска 9 к фрикционным элементам 8 подсоединяем тяговый пояс 21 к кольцу 20 и наматываем конец пояса 21 на винтовые канавки кольца 20. Включаем мотор редуктор 24 и фиксируем показания тензометрического датчика 22.
1
Определяем крутящий момент M на кольце 20:
1
где: D - расчетный диаметр канавок кольца 20 в м.;
тр.
22
F. - показания тензометрического датчика 22 в Н.
2
Определяем крутящий момент М на валу электродвигатель 5.
где: К - коэффициент учитывающий потери в подшипниках 12 (в нашем случае К=1,01).
эл
Определяем мощность Р на валу электродвигатель 5.
где: n - число оборотов вала электродвигателя 5, соответствующее полученному крутящему моменту в об/мин.
Таким образом, предложенное устройство позволяет определять мощность электродвигателя при заданных числах оборотов. Вышеизложенное описание свидетельствует о выполнении при использовании заявленной полезной модели следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленную полезную модель, при ее осуществлении предназначено для испытания электродвигателей,
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в изложенной формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
- средство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемых заявителем поставленных технических задач.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию «промышленная применимость».