Возбуждения двигателя

Гидравлический способ возбуждения циклических нагрузок основан на переменном впрыскивании в нагружающий цилиндр минерального масла, находящегося под давлением. Основными видами гидравлических силовозбудителей являются гидропульсаторы, гидровибраторы и гидроцилиндры.

Роторные гидропульсаторы ПРУ-1 и ПРУ-2 предназначены для возбуждения циклических нагрузок на усталостных гидравлических испытательных машинах, домкратах и других силовозбудительных устройствах знакопеременного и знакопостоянного действия. Пульсаторы оснащены устройством для дистанционного регулирования объема впрыскиваемого масла и частоты пульсаций.

Рис. 1. Применение различных способов возбуждения циклических нагрузок в диапазоне обычных -и высоких частот.

образца, провел классические усталостные испытания в широком диапазоне частот, достигающих ультразвуковых. Дальнейшее развитие высокочастотные усталостные испытания получили в связи с разработкой магнитострикцион-ных и пьезоэлектрических возбудителей колебаний для высоких звуковых частот и электродинамических возбудителей — для частот в сотни и тысячи герц. Представление о том, какие способы возбуждения циклических нагрузок в усталостных установках используются для

Возбуждение циклических напряжений в испытуемом элементе на обычных и низких частотах в большинстве случаев осуществляется в нерезонаисном режиме. При высокочастотных испытаниях, наоборот, используется, как правило, резонансный режим возбуждения. На схеме полосой с горизонтальными линиями отмечено то, что данный способ возбуждения используется в нерезонансном, а полосой с вертикальными черточками — в резонансном режиме возбуждения циклических нагрузок. Описание рассматриваемых способов возбуждения высокочастотных циклических нагрузок, а также литература по их использованию в конкретных усталостных установках наряду с обзором результатов усталостных испытаний на высоких частотах приведены в [2]. Новые работы по данной проблеме обсуждались на периодически созываемом в Институте проблем прочности АН УССР Всесоюзном семинаре на тему «Прочность конструкционных материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения» и отражены в работах [3—5].

Рассматриваются цели и целесообразные направления исследований усталости конструкционных материалов на высоких частотах нагружения. Дается общая характеристика методов возбуждения циклических нагрузок высокой частоты. Приводятся и анализируются экспериментальные данные о зависимости предела выносливости металлических конструкционных материалов от частоты однородного растяжения — сжатия в диапазоне примерно 10—20 000 Гц.

Каждое из этих направлений в свою очередь потребовало дальнейшего развития методов и средств испытаний, перехода к более совершенным принципам возбуждения циклических усилий, автоматизации процессов испытаний, в том числе и на базе применения управляющих ЭВМ.

Для исследования трещиностойко-сти, хрупкого разрушения, определения скорости торможения трещин в образцах большого сечения изготовляют разрывные машины на большие нагрузки, но с малым ходом активного захвата (РХ). Как правило, они выполняются с неизменными габаритными размерами рабочего пространства, снабжаются упрощенными захватами (резьбовыми, вилочными), или образец приваривается к захватным частям. Для выращивания усталостной трещины на образце некоторые РХ снабжают системой возбуждения циклических нагрузок. Большинство РХ выполнено по двухцилиндровой схеме (см. рис. 26, а).

Механические способы возбуждения применяют во всех формах испытательной техники. В машинах и стендах с упругим, упругогравитационным и гравитационным замыканием для создания статических режимов и длительного воздействия (релаксационные испытания) используют винтовое возбуждение. Для возбуждения постоянных усилий в этих машинах применяют непосредственные, рычажные, маятниковые гравитационные системы. Для возбуждения циклических воздействий на машинах, стендах, вибраторах, виброопорах, столах, платформах применяют центробежные и кривошипные возбудители. Скоростные и ударные воздействия осуществляют гравитационными, маятниково-гравитацион-ными, маховиковыми, маховиково-вин-товьши, пружинными механизмами.

Пневмокамеры (мешки, линзы) используют для возбуждения равномерно Определенной нагрузки в статике. Для возбуждения циклических воздействий применяют струйные автоколебательные и объемно-струйные устрой-

Системы возбуждения циклических нагрузок можно классифицировать по месту расположения переменного преобразователя на тракте передачи энергии, степени обратимости энергии, замкнутости гидравлического объема и числу потоков.

Если изменять подачу топлива в ДВС, то его механическая характеристика примет вид семейства кривых (рис. 4.5, а): чем больше подача топлива (параметр h семейства), тем выше располагается характеристика. Семейством кривых изображается и механическая характеристика шунтового электродвигателя (рис. 4.5,6): чем больше сопротивление цепи обмотки возбуждения двигателя (параметр h), тем правее размещается кривая. Характеристика гидродинамической муфты также имеет вид семейства кривых (рис. 4.5, в): чем больше наполнение муфты жидкостью (параметр h), тем правее и выше располагаются характеристики.

Если изменять подачу топлива в ДВС, то его механическая характеристика примет вид семейства кривых (рис. 4.5, а): чем больше подача топлива (параметр /г семейства), тем выше располагается характеристика. Семейством кривых изображается и механическая характеристика шунтового электродвигателя (рис. 4.5, б): чем больше сопротивление цепи обмотки возбуждения двигателя (параметр h), тем правее размещается кривая. Характеристика гидродинамической муфты также имеет вид семейства кривых (рис. 4.5, в): чем больше наполнение муфты жидкостью (параметр /г), тем правее и выше располагаются характеристики.

ИОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД — привод, состоящий из электродвигателя и ионного преобразователя, управляющего режимами работы двигателя. Различают И. э. пост, и перем. тока. В первом случае к преобразователю подключают обмотки якоря или возбуждения двигателя пост, тока; во втором — обмотки статора или ротора асинхронного или синхронного электродвигателя. Преобразователь И. о. пост, тока выполняется в виде выпрямителя по мостовой схеме или с нулевым выводом; перем. ток& — в виде преобразователя частоты, собранного по схеме «выпрямитель — инвертор» или по схеме с непосредств. связью. И. э. применяют в мощных прокатных станах, подъёмниках, вентиляторах, станках, на ж.-д. электрич. подвижном составе и т. п. при мощности двигателя от неск. сотен до неск. тыс. кВт.

ПУСКОВОЙ РЕОСТАТ — резистор с перем. электрич. вопротивлением, включённый в цепь возбуждения двигателя для регулирования силы тока в системе управления электродвигателем. П. р. бывают металлические (из проволоки с высоким омич. сопротивлением), жидкостные (сопротивление регулируется изменением площади погружения плоского электрода в 8 — 10%-ный водный р-р поваренной соли), угольные (столбик из угольных шайб, сопротивление к-рого меняется при изменении давления на него).

По способу включения электромагниты постоянного тока подразделяются на электромагниты с обмоткой параллельного возбуждения (шунтовые), катушки которых включаются параллельно обмотке электродвигателя механизма, и на электромагниты с обмоткой последовательного возбуждения (сериесные), включаемые последовательно с обмоткой возбуждения двигателя механизма. Тяговое усилие и характеристика электромагнита параллельного возбуждения не зависят от типа и нагрузки двигателя механизма. Тяговое усилие и .ток в обмотке электромагнитов последовательного возбуждения определяются нагрузкой и типом двигателя механизма. При малых нагрузках магнитный поток может оказаться недостаточным для срабатывания магнита. Поэтому обычно такие магниты устанавливают на тормозах механизмов, для которых нагрузка и величина тока меняются мало (например, механизмы передвижения и поворота) или в которых цепь возбуждения является самостоятельной и ток в ней не уменьшается ниже определенного значения.

Положим, что магнитный поток двигателя Фд постоянен, магнитная связь обмотки возбуждения двигателя с другими обмотками весьма слаба, нелинейные сопротивления щеточных контактов существенного влияния не оказывают. При указанных предположениях статическую характеристику двигателя запишем

ОВД — обмотка возбуждения двигателя

а) магнитный поток двигателя постоянен (при данном токе возбуждения), а магнитные связи обмотки возбуждения двигателя с другими обмотками пренебрежимо малы;

УПТ, где суммируется с сигналом обратной связи по напряжению на двигателе постоянного тока ДПТ. Разность этих сигналов усиливается и подается на обмотку управления ЭМУ—ОУ (ОВД и ОВТ—обметки возбуждения двигателя и тахогенератора). В другую обмотку управления может подаваться сигнал обратной связи по скорости на выходном валу двигателя к тахогенератору ТГ.

Тиристоры 77—Т6 получают питание от сети переменного тока через силовой трансформатор Тр. Каждый тиристор управляется импульсами с фазовой системы управления в БУ (блок управления). На входе БУ осуществляется сложение постоянного напряжения и напряжения с БПН. Постоянное напряжение поступает с выхода УПТ, на который подается сигнал управления U и сигнал с тахогенератора ТГ. С помощью БТО обеспечивается нелинейная обратная связь по ЭДС двигателя с целью ограничения максимальной силы тока. Питание обмоток возбуждения двигателя и тахогенератора (ОВД, ОВТ) осуществляется от отдельного выпрямителя. Для уменьшения уравнительных токов установлены два дросселя.

где Рг — мощность генератора в кет; 2jP — потери в агрегате генератор—двигатель в кет; 1Д — ток возбуждения двигателя в а; Р,.\Р,„ '• С/д— напряжение двигателя в