СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ РЕГУЛЯТОРОВ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДИЗЕЛЕЙ И ОБЪЕДИНЕННЫХ РЕГУЛЯТОРОВ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И НАГРУЗКИ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРОВ

Полезная модель относится к области железнодорожного, автомобильного, водного транспорта, а именно, к испытательным стендам, применяемым при ремонте дизелей.
Известны стенды А1760, А1780, разработанные и выпускаемые проектно-конструкторским бюро Департамента локомотивного хозяйства МПС (Ремонт тепловозов. Норкин Я.А., Вождаев И.Н. и др. Изд. 3-е, перераб. и доп. М., «Транспорт», 1974, с.162-164).
Стенды имеют замкнутую систему регулятор - преобразователь сигналов топливоподачи и движения сердечника индуктивного датчика возбуждения генератора - привод регулятора. Недостатком аналога является отсутствие в цепи преобразователя сигналов регулятора звена, обладающего инерционностью, идентичной инерционности развития оборотов дизеля. Следствием этого является невозможность получения динамических процессов развития оборотов на стенде, идентичных тем процессам, которые происходят на дизеле. Недостатком аналога является недостаточная точность поддержания заданных оборотов привода. Используется привод, состоящий из мотора постоянного тока и тиристорного блока управления. Обратные связи тиристорного блока управления недостаточно компенсируют изменение оборотов.
В Уральском отделении ВНИИЖТ разработан стенд для испытания регулятора скорости, который защищен а.с. 781379 (Бюллетень изобретений №43 описание опубликовано 24.11.80 г.).
Стенд имеет электропривод, связанный с регулятором, преобразователь сигналов топливоподачи в сигнал, поступающий на чувствительный элемент регулятора, предварительно пройдя преобразование через гидромеханическую систему в виде рычажных связей и сервомотора. В
результате этого преобразования задается инерционность, идентичная инерционности развития оборотов дизеля.
Недостатком этого аналога является наличие в цепи преобразования сигнала масляного сервомотора - узла, обслуживание которого связано с присутствием масла и необходимостью следить за герметичностью масляной системы. Другим недостатком является отсутствие отдельного узла, имитирующего изменение нагрузки тепловозного дизель-генератора (изменение его момента сопротивления).
Предлагаемая полезная модель реализует классическое дифференциальное уравнение работы дизеля как регулируемого объекта по частоте вращения (В.И. Кругов. Автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания: Учебное пособие для вузов: 4-е изд., перераб. и доп. - М., Машиностроение, 1979, с.45).
\tab(1)
где I - момент инерции подвижных деталей дизеля и потребителя (генератор, винт);
ω - угловая частота вращения вала дизеля;
ΔM - изменение вращающего момента дизеля. Эта величина определяется топливоподачей.
ΔМс - изменение момента сопротивления (нагрузка дизеля).
Предлагаемая полезная модель содержит электронный имитатор развития оборотов при изменении топливоподачи и положения сердечника индуктивного датчика. Блок-схема приведена на фиг.1. Электронный имитатор содержит платы обработки сигналов топливоподачи и изменения нагрузки (фиг.2), подающие сигнал на частотный регулятор развития оборотов. Общий вид стенда приведен на фиг.3.
Сущность настоящей полезной модели состоит в том, что стенд для испытаний регуляторов частоты вращения дизелей и объединенных регуляторов частоты вращения и нагрузки дизель-генераторов, содержащий
электронную имитирующую систему и представляющий собой электронную модель дизель-генератора как объекта регулирования, имеет возможность за счет компоновки элементов платы имитации дизель-генератора (фиг.2) с последующим действием выходного сигнала на частотный регулятор, воспроизводить по закону, описываемому уравнением (1) развитие оборотов дизель-генератора. Инерционность развития оборотов составляет: 3-5с при действии сигналов топливоподачи (датчик Д1 (фиг.1); 0,5-1с при действии сигналов изменения нагрузки (датчик Д2 (фиг.1). Датчики Д1 и Д2 могут действовать совместно или в отдельности для выполнения соответствующих настроек испытываемого регулятора. Сигнал от платы имитатора поступает на частотный регулятор (фиг.1). Контроль оборотов выполняется индуктивным датчиком оборотов, соединенным с электронным тахометром. Задание рабочего режима двигателя выполняется электромагнитными клапанами испытываемого регулятора К1-К4 - скоростной режим; К5 -сброс электрической нагрузки генератора; К6 - защита дизеля от увеличения оборотов при низком давлении масла в системе смазки основных узлов.
Стенд для испытаний регуляторов частоты вращения дизелей и объединенных регуляторов частоты вращения и нагрузки дизель-генераторов, как и известные аналоги, имеет устройства: контроля температуры масла испытываемого регулятора, состоящие из датчика Д3 и цифрового прибора; контроля давления масла испытываемого регулятора, состоящего из датчика Д4 с токовым выходом на цифровой прибор. Осуществление полезной модели:
Стенд для испытаний регуляторов частоты вращения дизелей и объединенных регуляторов частоты вращения и нагрузки дизель -генераторов предназначен для послеремонтной обкатки, настройки, оценки качества ремонта регуляторов частоты вращения дизелей и объединенных регуляторов частоты вращения и нагрузки тепловозных дизель-генераторов.
Стенд (фиг.3) выполнен в виде рабочего стола-тумбы 1 с местом под установку испытываемого регулятора 2.
Привод испытываемого регулятора осуществляет асинхронный электродвигатель 5. На валу привода расположено счетное устройство 6 для измерения оборотов. Электронная имитирующая система, а также пускорегулирующая аппаратура размещены в шкафу 7. На стенде имеется выносной узел 8 измерения давления и температуры масла в регуляторе. Связь испытываемого регулятора с электронной имитирующей системой (фиг.4, поз.12) осуществляют датчики перемещений 9,32, соответственно, вала наполнения и сердечника индуктивного датчика испытываемого регулятора. Навесные устройства испытываемого регулятора - гидроусилитель сигналов давления наддува 30 и блок защиты от понижения давления масла 31 получают задающие воздействия от задатчиков давления 10.
Шкаф с пускорегулирующей аппаратурой и имитирующей системой (фиг.4) имеет герметичное исполнение. В нем расположен частотный регулятор 11, электронная имитирующая система 12, понижающий трансформатор 3, вводной автомат 4, защитные устройства 13, клеммные рейки 14.
Аппараты соединены в соответствии с электрической схемой (фиг.3). Отдельно расположен пульт управления (фиг.6) с кнопками управления и приборами. Двойная кнопка 15 служит для включения и выключения питания сети. Кнопка 16 - пуск - стоп осуществляет запуск - остановку привода. С помощью кнопки 17 можно выполнить задание автоматического или ручного управления оборотами привода. При ручном управлении оборотами для изменения оборотов служит рукоятка 18. Задание скоростного режима регулятора осуществляется кнопками 19, управляющими электромагнитными клапанами испытываемого регулятора. Автоматическое выключение регулятора мощности (имитация снижения мощности дизель -генератора в режиме боксования тепловоза) выполняется с помощью кнопки
20. Автоматическая остановка имитирующей системы по сигналу блока защиты дизеля от снижения давления в системе смазки выполняется с помощью кнопки 21. Кнопка 22 включается при необходимости сменить тип испытываемого регулятора. На пульт выведены цифровые приборы 23, 24, 25 контроля, соответственно, оборотов, температуры и давления масла в испытываемом регуляторе.
Испытываемый регулятор 2 (фиг.7) устанавливается на переходной шайбе 26 стола-тумбы 1 стенда, закрепляется зажимами 27. Вал наполнения 28 через тросиковое устройство 29 связывается с датчиком перемещения электронной имитирующей системы дизеля (фиг.4, поз. 12). Аналогично, через тросиковое устройство 29 связан с имитирующей системой сердечник индуктивного датчика испытываемого регулятора (на фигурах не показан). Сами датчики перемещений (фиг.3, поз.9,32), соответственно, вала наполнения и сердечника индуктивного датчика регулятора расположены внутри стола-тумбы 1.
Испытываемый регулятор 2 также соединяется с вспомогательными системами: пневматической, действующей на задатчики давления (фиг.3, поз. 10) блока защиты от понижения давления масла (фиг.3, поз.31) и гидроусилителя сигналов давления наддува (фиг.3, поз.3О).
После установки и соединений испытываемого регулятора со стендом выполняются операции настройки в соответствии с требованиями Правил ремонта. Имитирующая система стенда позволяет настраивать не только установившиеся режимы, но и регулировать устойчивость работы, так как процессы развития оборотов на дизеле и на стенде идентичны.
Преимущества полезной модели: простота соединений, удобство в обслуживании, точность настройки статических режимов, возможность настройки обратных связей, регистрация динамических процессов, идентичных работе на дизеле; возможность получения информации в цифровом виде и на показывающих цифровых приборах; возможность сбора и хранения информации в электронном виде на персональном компьютере.
Применение полезной модели исключает повторный демонтаж регуляторов с дизеля из-за некачественной настройки; улучшает динамические процессы в энергетической цепи дизель-генератора.