Разработка и исследование электропривода стенда для испытания вертолётных трансмиссий

• Автор: Холин, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОПРИВОД ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО СТЕНДА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВЕРТОЛЁТНЫХ РЕДУКТОРОВ
1.1. Функциональная схема технологической части стенда
1.2. Обоснование мощности электрических машин стенда
1.3. Технологические требования к электроприводу стенда
1.4. Функциональная схема силовой части привода стенда
1.5. Выбор элементов силовой электрической части стенда
Выводы
ГЛАВА 2. СТАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА
2.1. Кинематическая схема испытательного стенда
2.2. Структурная схема механической части стенда для взлётного режима его работы
2.3. Частотные характеристики механической части стенда для взлётного режима работы
2.4. Частотные характеристики механической части привода стенда в режиме авторотации
2.5. Свойства механической части стенда с учётом диссипативных сил
2.6. Свойства механической части стенда с учётом диссипативных сил в режиме авторотации
2.7. Переходные характеристики механической части привода стенда .53 Выводы
ГЛАВА 3. СИЛОВАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА
3.1. Математическая модель силовой электрической части электропривода стенда
3.2. Динамические показатели разомкнутой системы электропривода стенда при его скачкообразном пуске

3.3. Динамические показатели разомкнутой системы электропривода стенда при пуске с задатчиком интенсивности
3.4. Динамические показатели разомкнутой системы электропривода
стенда при набросе нагрузочного момента со стороны генераторов
Выводы
ГЛАВА 4. ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ СТЕНДА
4.1. Система управления скоростью двигателей стенда
4.2. Система управления моментом нагрузочных генераторов
4.3. Обобщенная модель системы управления электроприводом стенда
4.4. Переходные процессы в системе управления приводом стенда при скачке задания
4.5. Переходные процессы в системе управления приводом стенда при пуске с задатчиком интенсивности
4.6. Переходные процессы в системе управления приводом стенда при набросе нагрузки со стороны генераторов
4.7. Чувствительность системы управления приводом испытательного
стенда к изменению его кинематических параметров
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Одна из сложнейших отраслей машиностроения - вертолётостроение. С каждым годом расширяются области применения этих винтокрылых машин как у нас в стране, так и за рубежом. Широкое применение вертолётов и вызванное этим увеличение затрат на их производство и эксплуатацию ставят жёсткие требования к повышению экономичности, надёжности, ресурса и безопасности полётов.
Эти задачи невозможно решить без организации всесторонних комплексных испытаний заложенных в конструкцию вертолетов отдельных узлов и агрегатов на всех этапах их создания [М3]. С этой целью создаются самые разнообразные стенды для различных видов испытаний, в том числе испытательные установки для вертолётных трансмиссий [1447]. При этом в качестве испытательных установок для вертолётных трансмиссий нередко используются натурные стенды, где в роли приводных двигателей используются штатные авиадвигатели, а нагружение механической передачи осуществляется за счёт несущего и рулевого винтов вертолёта. Эти установки при высоком качестве проведения испытаний не отвечают требованиям высокой экономичности, надёжности, максимальной автоматизация процесса испытания, унификации технических решений и экологии. В наибольшей мере этому отвечают электромеханические испытательные комплексы [ 18 23].
Разработке подобных стендов посвящены работы ряда ведущих специалистов в области электропривода: Иванова Г. М., Иванова А. Г., Новикова В. И., Осипова О. И., Ильинского Н. Ф. и других ученых.
Однако многообразие испытательных стендов, сложность технологических и энергетических взаимосвязей между многодвигательными электроприводами подобных стендов для испытаний вертолетных трансмиссий из-за наличия упругостей в кинематических узлах их механизмов создают ряд технических и научных проблем при реализации подобных комплексов. К ним следует отнести:
Жёсткость С[ оказывается последовательно соединённой с жёсткостью С[. Суммарная жёсткость, состоящая из двух параллельно соединённых жёсткостей С'4, последовательно соединена с жёсткостью С) (рис. 2.2). При этом суммарная жёсткость, состоящая из двух параллельно соединённых жёсткостей С'5, оказывается последовательно соединённой с жёсткостью С' (рис. 2.2).
Общая жёсткость между массами двигателя и испытуемого редуктора определяется как для последовательного соединения жёсткостей [33]:
JL = _L = J_ _L J_ с ~ с с с1 с' '
Д2 Д '“'1 2 3
Отсюда:
С - С' -С'
р _ р _ . 2 3
Д2 р/ ' р/ , р " р! . р ' р!
О 2 * О- 2 т О j * v_-- 2 О і * О
1,57 106 1,65 105 2,76-106 , _ , тт

1,65 105 2,76 10е +1,57 10б 2,76 10б +1,57 10б 1,65
Суммарная жёсткость двух параллельно соединённых жёсткостей С[ составляет 2С[. Общая жёсткость между массами испытуемого редуктора и генератора Г2 определится как:
_L-J_ _L _L
сГ2 ~ 2с' с) с' '
Отсюда:
2С' - С' - С'
р _
Г2 сСс'ЧгсХ + 2с) с)
5,52-106-33160-0,78-106 =
33160 0,78 - 10б + 5,52 106 0,78 106 + 5,52 10б 33160
Суммарная жёсткость двух параллельно соединённых жёсткостей С[ составит 2C'S. Общая жёсткость между массами испытуемого редуктора и генератора Г1 определится из соотношения: