РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРИВОД ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА ТОПЛИВНЫХ НАСОСОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Скрипников В.Н KJi  М 65/00.
Регулируемый привод испытательного стенда топливных насосов
высокого давления
Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытания топливо- впрыскивающей аппаратуры дизелей. Известен привод стенда для испытания и регулирования топливовпрыскивающей аппаратуры дизелей, содержащий электродвигатель переменного тока с регулятором напряжения включенным в цепь питания статора, и два контура регулирования оборотов вала испытуемого топливнного насоса, причем один контур состоит из датчика оборотов выходного вала привода, задатчика оборотов ротора электродвигателя, сравнивающего устройства и усилителя, а второй дополнительный контур регулирования оборотов - состоит из включенного в кинематическую цепь ротора управляемой бесступенчатой механической передачи и дополнительного задатчика, связанного с управляющим органом механической передачи и задатчиком  Патент Р.Ф. 2059870, кл. F02 М 65/00,1993 г..
Из-за недостаточного диапазона регулирования частоты вращения электродвигателя с регулятором, включенным в цепь питания цепи статора и контура регулирования оборотов, выполненного в виде датчика оборотов выходного вала привода, введен дополнительный контур управления с управляемой механической передачей. Недостатком такого привода является наличие двойной системы управления, сложность применения, недостаточная надежность привода из-за наличия механических систем управления и невозможность сохранения постоянной мощности на валу в широком диапазоне частоты вращения вала привода. Кроме того, вращающий момент двигателя пропорционален квадрату приложенного напряжения, так как пропорциональны напряжению, как магнитный поток, так и ток в роторе, поэтому изменение напряжения сети вызывает значительное изменения вращающего момента, которое в данной схеме регулирования необходимо компенсировать механическим контуром управления. Это невозможно выполнить оперативно во время проведения испытаний, что снижает функциональные возможности привода.
высокого давления, включающий электродвигатель переменного тока, контур регулирования частоты вращения с датчиками электрических параметров, управляемый преобразователь в цепи питания статора и управляющий контроллер с внешним управляющим входом  Патент Р.Ф. 2158847, кл. J;: 02 М 65/00,1998 г..
Недостатком такого привода является то, что из внешних факторов воздействия в управляющий контроллер подаются данные только об изменении электрических параметров, но другие изменяющиеся параметры возмущающих факторов остаются неучтенными, например, температура окружающего воздуха может приводить к неучтенному изменению характеристик работы привода, что влияет на качество регулировки топливных насосов высокого давления. Отсутствие в управляющем контроллере информации о начальном угловом позиционировании вала регулируемого привода затрудняет ежедневный контроль его технического состояния, а проведение периодической метрологической поверки стенда становится невозможным из-за отсутствия отдельно поверяемого прибора. Отсутствие в управляющем контроллере информации о вибрации электрического двигателя не позволяет правильно выбирать режим его работы и приводит к возникновению детонации и  маятниковому эффекту, что снижает эксплуатационные характеристики регулируемого привода. Отсутствие каналов связи не позволяет создавать многоуровневые системы управления испытательными стендами, автоматизировать процесс управления ими, а также документировать результаты испытаний.
Цель полезной модели - повышение адаптивности привода к процессу управления испытанием топливных насосов высокого давления.
Поставленная цель достигается тем, что регулируемый привод снабжён приспособлением )ёта возмущающих факторов и формирования обратных управляющих связей соединённого с контроллером через каналы ввода и вывода и имеющего дополнительные датчики и регуляторы, а управляющий контроллер имеет унифицированные каналы связи с автоматическими системами высокого уровня, устройствами регистрации, документирования и баз данных.
Целесообразно, чтобы управляющий контроллер был выполнен с дополнительным вводом, выводомпредназначенных для
пользователя.
Введение дополнительных входов в управляющий контроллер позволяет:
ШШ6%
-подключить датчики слежения за параметрами возмущающих факторов, что необходимо для адаптации процесса управления к их изменениям,
-подключать датчики углового позиционирования оси вращения топливного насоса, что позволит производить контроль функционирования испытательного стенда за счет поверки правильности работы регулируемого привода и адаптации его характеристик к условиям внешних воздействий, а также позволит проводить периодическую метрологическую проверку испытательного стенда сверяя точностные характеристики регулируемого привода с характеристиками метрологически аттестованного датчика,
-введение унифицированных каналов связи позволит производить объединение нескольких стендов в единую систему и создавать многоуровневые системы автоматизированного управления процессом испытания топливных насосов и документировать результаты испытаний, что необходимо для паспортизации испытуемых насосов.
Регулируемый привод соответствует всем признакам полезной модели, а именно-признаку наличия конструктивного элемента, поскольку регулируемый привод снабжён приспособлением учёта возмущающих факторов и формирования обратных управляющих связей
--признаку наличия связи между элементами, поскольку приспособление соединено с контроллером через каналы ввода и вывода
-признаку взаимного расположения элементов, поскольку приспособление имеет дополнительные датчики
признаку формы выполнения элементов, поскольку приспособление имеет дополнительные регуляторы
-признаку формы выполнения связи между элементами, поскольку управляющий контроллер имеет унифицированные каналы связи
-признаку параметров и других характеристик элементов и их взаимосвязи, поскольку управляющий контроллер имеет автоматические системы высокого уровня,
-признаку материала из которого выполнен элемент, поскольку управляющий контроллер имеет устройства регистрации, документирования и базы данных
На фиг. 1 представлена функциональная схема регулируемого привода. На фиг. 2 - то же структурная схема регулируемого привода.
(р% ш
1Ш% Регулируемйй привод испытательного стенда топливных насосов высокого давления содержит электрический двигатель переменного тока 1 кинематически связанный с испытуемым топливным насосом 2 и последовательно включенными в цепь питания статора измерителя электрических параметров 3 и управляемого преобразователя частоты и напряжения 4, соединенного с управляющим контроллером 5 и подключенного к выходу измерителя электрических параметров, к дополнительным входам управляющего контроллера 5 подключены датчики с топливного насоса 6, датчики с электрического двигателя 7, датчики внешней среды 8, каналы связи с автоматизированными системами высокого уровня 9 и устройства регистрации, документирования и баз данных 10, а также регулятор топливного насоса 11, датчик положения вала 12 и дополнительный канал связи пользователя 13. «Я Пр2в1ШеоблеН г ТЧёШ   В фо рщрогавш ddpaf 0: р$)8вдящ2Х ав1Швй 14. При изучении известных устройств регулируемых приводов испытательных стендов насосов высокого давлеюм было выявлено, что введение в данном устройстве в управляющий контроллер дополнительных входов, подключения датчиков для построения обратных управляющих связей, и унифицированных каналов связи для построения многоуровневых систем автоматизированного управления и документирования результатов испытаний, обладает по сравнению с аналогичными решениями рядом существенных преимуществ: введение входов от внешних датчиков позволяет создавать дополнительные обратные связи и тем самым создавать самонастраивающиеся системы адаптивного управления, а также системы самодиагностики привода, позволяет обеспечить единство и достоверность измерений, значительно сократить время на проведения аттестации измерительного стенда, как средства испытания. Работа регулируемого привода осуществляется следующим образом. Данные об эксплуатационных статистических и динамических характеристиках электродвигателя 1 и программа испытаний топливного насоса 2 заносят в управляющий контроллер 5, корректирз от в соответствии с результатом опроса датчиков 6,7,8 отладочной программой диагностики, затем запускают программу испытаний управляющего контроллера 5, в соответствии с заданным алгоритмом управления, устанавливают и поддерживают на выходе преобразователя частоты и напряжения 4 такие электрические параметры питающих напряжений и токов, которые соответствуют заложенному алгоритму, причем частоту вращения вала электродвигателя 1, жестко связанного с испытательным насосом 2,
косвенно контролируют датчиком электрических параметров 3, включенного на выходе преобразователя частоты питающих напряжений электрического двигателя 1 и при необходимости, через управляющий контроллер, корректируют по данным датчиков 6,7,8,12 и при необходимости, например, при испытании электронных насосов производят управление его регулятором 11, а для управления по желанию пользователя используют дополнительный канал связи 13 и цикл повторяют.
Ь5/о09(