Скачать статью в pdf. 

УДК 621.43:62-83

DOI: 10.15507/0236-2910.028.201802.255-265

Обкаточно-тормозной стенд двигателя внутреннего сгорания на базе асинхронного электропривода с рекуперативным преобразователем частоты

Байков Дмитрий Владимирович
научный сотрудник кафедры электроники и электротехники, ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (430005, Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68/1), ResearherID: F-9790-2018, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-2203-5899, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Иншаков Александр Павлович
профессор кафедры мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А. И. Лещанкина, ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (430005, Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68/1), доктор технических наук, ResearherID: G-3580-2018, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-3205-2396, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Федотов Юрий Борисович
заведующий кафедрой электроники и электротехники, ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (430005, Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68/1), кандидат технических наук, доцент, ResearherID: G-3587-2018, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-7978-6784, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Введение. Статья посвящена повышению качества производства и ремонта двигателей внутреннего сгорания средств малой механизации.
Материалы и методы. В работе использованы известные положения теоретической механики, общие положения теории цепей, теории двигателей внутреннего сгорания, а также методы современной теории управления и теории электрического привода. Достоверность результатов подтверждена экспериментальной реализацией обкаточно-тормозного стенда.
Результаты исследования. Предложена и практически реализована новая конструкция стенда для обкатки и испытаний двигателей средств малой механизации. Отличительной особенностью данной конструкции является простота, надежность, высокая энергоэффективность и низкая стоимость. В структуру испытательного стенда двигателей средств малой механизации входит асинхронный короткозамкнутый двигатель с встроенной системой независимого охлаждения, подключенной посредством автоматического выключателя к электрической сети, питающей через автоматический выключатель рекуперативный преобразователь частоты. Данный преобразователь, в свою очередь, состоит из транзисторного выпрямителя, на входе которого установлены входные дроссели, а на выходе через звено постоянного тока подключен транзисторный инвертор напряжения. Через автоматический выключатель инвертор питает асинхронный короткозамкнутый двигатель, соединенный через муфту с испытываемым двигателем внутреннего сгорания, на котором установлены датчики, необходимые для контроля и измерения параметров при испытаниях различного рода.
Обсуждение и заключения. Предложенная конструкция обкаточно-тормозного стенда способна обеспечить различные режимы работы: холодную и горячую обкатка, с нагрузкой и без нее. Стенд характеризуется малыми массогабаритными параметрами, низкой стоимостью и высокой энергоэффективностью, поскольку в тормозном режиме рекуперирует энергию обратно в сеть. Стенд способен обеспечить большинство из существующих способов обкатки двигателей внутреннего сгорания, включая наиболее сложные: обкатка на низких и высоких оборотах, обкатка с реверсом двигателя. Дальнейшая работа по усовершенствованию испытательного стенда видится в полной автоматизации процесса обкатки и испытаний двигателей средств малой механизации.

Ключевые слова: обкаточно-тормозной стенд, обкатка, двигатель внутреннего сгорания, средства малой механизации, рекуперативный преобразователь частоты, асинхронный электропривод

Для цитирования: Байков Д. В., Иншаков А. П., Федотов Ю. Б. Обкаточно-тормозной стенд двигателя внутреннего сгорания на базе асинхронного электропривода с рекуперативным преобразователем частоты // Вестник Мордовского университета. 2018. Т. 28, № 2. С. 255–265. DOI: https://doi.org/10.15507/0236-2910.028.201802.255-265

Благодарности: Статья подготовлена как часть прикладных исследований в соответствии с Соглашением о предоставлении субсидии № 14.574.21.0135 при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации. Уникальный идентификатор прикладных исследований – RFMEFI57417X0135.

Заявленный вклад соавторов: Д. В. Байков – подготовка начального текста с последующей доработкой, анализ литературных данных; А. П. Иншаков – научное руководство; Ю. Б. Федотов – подготовка и первичный анализ литературных данных, верстка и редактирование текста.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Байков Д. В., Иншаков А. П., Десяев С. С. Стенд для обкатки и испытаний двигателей мобильной сельскохозяйственной техники малой мощности // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2016. № 2. С. 51–53.

2. Андруш В. Г. Выбор рационального режима обкатки ремонтируемых двигателей // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В: Промышленность. Прикладные науки. 2014. № 11. С. 127–133.

3. Повышение надежности нагружающего устройства типа «машина постоянного тока – тиристорный преобразователь» при проведении обкатки и испытаний мощных автотракторных двигателей / А. П. Иншаков [и др.] // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 3. С. 66–69.

4. Храмцов Н. В. Полная обкатка автотракторных двигателей // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2012. Вып. 12, ч. 2. С. 179–185.

5. Сорокин И. А. Ускоренная обкатка как контроль качества ремонта дизельных двигателей Д-240 // Вестник НГИЭИ. 2013. Т. 21, № 2. С. 50–57.

6. Особенности построения схем электромеханических энергосберегающих стендов для обкатки и испытания автотракторных дизелей / А. П. Иншаков [и др.] // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 3. С. 81–85.

7. К вопросу модернизации и разработки стендов для обкатки и испытаний автотракторных двигателей / А. П. Иншаков [и др.] // Техника и оборудование для села. 2015. Т. 216, № 6. С. 45–48.

8. Тодарев В. В., Погуляев М. Н., Дорошенко И. В. Энергосберегающие электромеханические стенды для испытания двигателей внутреннего сгорания и трансмиссий сельскохозяйственной техники // Вестник Гомельского государственного технического университета им. П. О. Сухого. 2007. № 4. С. 80–84.

9. Киянов Н. В., Крюков О. В., Титов В. Г. Автоматизированный стенд для обкатки и испытаний автотракторных двигателей // Автоматизация в промышленности. 2009. № 6. С. 52–57.

10. Чикунов Ю. М., Чикунов А. М. Энергетический стенд с улучшенными характеристиками // Сельский механизатор. 2012. № 10. С. 28–29.

11. Hassanzadeh F., Hajizadeh A., Abbasi F. Stability analysis and optimal state feedback control of back-to-back converter // Journal of Technology Innovations in Renewable Energy. 2013. Vol. 2, no. 2. P. 139–143.

12. Saeedifard M., Iravani R. Dynamic performance of a modular back-to-back HVDC system // IEEE Transactions on Power Delivery. 2010. Vol. 25, no. 4. P. 2903–2912.

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.