Краткие сведения о работе нагрузочного стенда

       . 

    Второй участок:

        .

    Третий участок:

    Четвертый участок:

    .

Пятый участок:

    .

Шестой  участок:

    .

Седьмой участок:

    .

Графики переходных процессов: изменения угловой  скорости, тока и момента электродвигателя нагружающего устройства за время обкатки - представлены на рисунке 5 графической части.

Определение времени пуска двигателя определяется по формуле:

, где

М=380-момент развиваемый двигателем при пуске;

Мс=240-статический  момент.

tп=1.74 с. 
 
 
 
 
 
 
 

   6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕГО  КПД ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА

Среднее значение КПД испытательного стенда определятся  по формуле:

, (6.1)

где - КПД двигателя

- КПД коробки передач

- КПД вентильного преобразователя

КПД преобразователя  определяется формулой:

  (6.2) 

где суммарные  потери мощности в преобразователе  типа ЭПУ1-14847ДУХЛ4:

 Вт

      Так как в нашем случае нагрузка и скорость неодинаковы, то определим

среднее

   значение скорости, тока:

      (6.3)         

                                          , А       (6.4)

Поток возьмем равный номинальному, т.е. .

Тогда найдем КПД преобразователя с  учетом (6.3),(6.4):

Подставляя  все известные значения в формулу (6.1), получаем среднее значение

 КПД испытательного стенда:

                      7.Принципиальная электрическая схема нагрузочного

стенда  и описание ее работы 

При включении автоматического выключателя  QF1 к сети переменного тока подключаются силовая схема, схема управления и цепь обмотки возбуждения. 

При нажатии  кнопки SB1(пуск) запитываетя катушка контактора КM1, в силовой схеме замыкается контакты KM1, и шунтирует при помощи своего вспомогательного контакта кнопку пуск. О том, что испытательный стенд подключён к сети, информирует загоревшаяся лампа НL2. Так как лампа рассчитана на напряжение не выше 220 В, то последовательно с ней ставится балластное сопротивление, на котором падает необходимое напряжение.

 Силовая  часть схемы представляет собой однозонный реверсивный быстроходный преобразователь, позволяющий в широком диапазоне регулировать скорость электродвигателя с необходимой плавностью. Для ограничения токов короткого замыкания перед  преобразователем установлены токоограничивающие реакторы. Настройку номинальных параметров цепи возбуждения предусмотрено нереверсивный двухфазный преобразователь.

 Цепь  якоря для сглаживания тока, а  также для устранения высших  гармоник, греющих электродвигатель, имеет сглаживающий реактор L1. Его индуктивность достаточная, чтобы исключить зону прерывистых токов.

В схеме  предусмотрена максимально-токовая защита с помощью автоматического выключателя QF1 и предохранителей FU1 – FU14, защищающих соответственно цепи силовой, управления.

Обмотка возбуждения защищена реле обрыва поля (минимально-токовым реле) КА; при отсутствии тока в ОВ в схеме управления контактор КА размыкается и тем самым предотвращает включение двигателя на напряжение при отсутствии возбуждения, обесточивая катушку линейного контактора КМ1, который коммутирует всю силовую цепь.

При нажатии кнопки SB2 (стоп) разрывается цепь питания катушки контактора КМ1 и двигатель отключается от питающей сети и начнётся процесс торможения двигателя.

 Схема тиристорный преобразователь- двигатель работает по принципу подчиненного регулирования с раздельным управлением.

 Особенности управления:

В цепи якоря включен быстродействующий  автомат QF2 и реактор, который служит  для снижения скорости нарастания  тока при опрокидывание инвертора с целью селективного отключения выключателя. Этот реактор выполняет и другие функции, например сглаживание выпрямленного тока. 
 
 

Для того чтобы тиристоры не выгорали, в аварийном режиме они защищены, быстродействующими предохранителями.

Принципиальная  электрическая схема нагрузочного стенда изображена на рисунке графической части.

.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8. Выбор аппаратуры управления, защиты и сигнализации. Перечень элементов. 

В схеме  нагрузочного стенда применены защиты от токов короткого замыкания, максимально-токовая, минимально–токовая, тепловая, нулевая, защита от опрокидывания инвектора.

Максимально-токовая  и тепловая  защиты реализуются автоматическим выключателем QF1  в силовой цепи и в цепи управления. Также автоматическим выключателем QF1

осуществляется тепловая защита, так как кроме электромагнитного расцепителя он имеет тепловой расцепитель.

Выберем автоматический выключатель QF1 и QF2.

Определим номинальный ток автоматического  выключателя:

   - ток уставки максимально токовых расцепителей автомата,

-ток уставки тепловых расцепителей.

Из  каталога выбираем автоматический выключатель 

    A3700

Номинальные параметры:

  - номинальный ток;

-ток уставки;

  -номинальное линейное напряжение

Минимально-токовая  защита реализуются помощью реле обрыва поля КА (минимально-токовое реле), которое включается в цепь обмотки возбуждения.

Для выбора предохранителей  и кнопок в цепь управления предварительно посчитаем суммарный ток, потребляемый катушкой контактора и лампой сигнализации.

Ток в катушке  контактора

В качестве сигнализации выбрана сигнальная лампа  желтого цвета ЛС – 47

  - ток, потребляемый лампой.

Исходя из значения суммарного потребляемого тока выбираем кнопки управления

ВК43-21-11110-54УХЛ2

Номинальные параметры:

       ,

Плавкие предохранители предназначены для  защиты от токов короткого замыкания  в цепи управления.

-  суммарный потребляемый  ток,

  - ток уставки плавкого предохранителя.

Выбираем  предохранители FU1 и FU2

    ПР-2-5

   Номинальные параметры:

.

.

  Заключение 

Электропривод нагрузочного стенда для испытания двигателей внутреннего сгорания на базе тиристорного преобразователя-двигатель позволяет обеспечить процесс обкатки двигателя внутреннего сгорания, то есть нагрузочную диаграмму. Как видно из полученных механических характеристик электродвигателя процесс обкатки осуществляется с достаточной точностью и быстротой протекания переходных процессов. Из кривых изменения скорости, момента и тока видно, что переходные процессы протекают время переходного процесса составляет секунды и доли секунд.

В свою очередь, такой вид привода для испытательного стенда экономичен и перспективен в автомобильной промышленности, так как к.п.д  составляет 64% Также к важным недостаткам можно отнести низкий коэффициент мощности. Быстродействие стенда  высокое так как переходные процесс длится минимальное время по сравнению с системой Г-Д и  реостатным регулированием. Стенд обеспечивает высокую точность в регулирование за счет замкнутой системы управления. 
 
 
 
 
 

                                                Список литературы: