離心調節器性能測試裝置及測試方法研究

王悅 彭杰 羅雁

【摘 要】恒速傳動裝置是飛機電源系統內一個重要的部件，用于將發動機輸出的變化轉速轉變為恒定的轉速，供交流發電機發出頻率穩定的交流電。離心調節器用于實時檢測恒速傳動裝置的輸出轉速，提供轉速補償的控制壓力信號。本文介紹了一種離心調節器專用測試設備，利用精密傳感器能夠迅速對離心調節器輸出參數進行高精度測量。

【關鍵字】離心調節器；測試設備；恒速傳動裝置

中圖分類號： TP273.5 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）24-0032-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.24.016

【Abstract】Constant speed transmission is an important part of aircraft power supply system. It is used to change the variable speed of engine output into a constant speed for the alternator to produce frequency stable alternating current. Centrifugal regulator is used to detect the output speed of constant speed transmission device in real time and provide the control pressure signal of speed compensation. A special testing equipment for centrifugal regulator is introduced in this paper. The output parameters of centrifugal regulator can be measured quickly and accurately by using precise sensors.

【Key words】Centrifugal regulator；Test equipment；Constant speed transmission device

0 概述

在多種電源系統中，恒速恒頻交流電源系統（CSCF）是一種通過各種恒速傳動裝置使發電機恒速運行以產生恒頻交流電的系統。發電機是傳統的同軸三級無刷交流發電機，由永磁副勵磁機、交流勵磁機和主發電機組成，向飛機交流系統提供400Hz的三相交流電。

恒速傳動裝置長時間工作后，零件運動產生磨損、疲勞、變形等現象，造成輸出轉速逐漸偏移。離心調節器部件感受恒速傳動裝置實際輸出轉速并實時向液壓機提供糾正偏差的控制壓力信號。液壓機接受產品輸入轉速和來自調節器的控制壓力信號，向差動齒輪系提供相應的補償轉速，保證恒速傳動裝置輸出轉速保持穩定。

本文采用基于PLC控制系統，實現對離心調節器輸入、輸出參數的快速實時測量，包括：輸入轉速、輸入壓力、輸出壓力等參數。針對離心調節器的特點，設計了測試的硬件和軟件。

1 試驗設備設計

該試驗設備由電機帶動葉片式油泵，經過可調變壓閥，將試驗所需壓力提供給被試產品。在葉片式油泵前和產品進油口前均設置液壓油濾，保證輸入產品的工作液清潔度需要滿足產品試驗要求。

在產品進油口和出油口設置精密壓力表，實時監控產品輸入和輸出壓力。在產品進油口和出油口安裝溫度傳感器，實時監控產品輸入和輸出溫度差，并在溫差超過10℃時提供警報。

被測產品輸入軸由交流電動機帶動，在交流電動機與被測產品輸入軸之間設置速度傳感器，將產品輸入轉速實時顯示在試驗臺顯示屏上。

試驗設備中的速度傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器實時監控試驗臺的運行狀態，當一項被測數據存在超差現象，試驗臺將紫銅停止試驗，并提供警報指示。

測控系統主要完成對系統狀態參數（溫度、壓力、流量等）的測量、控制。其硬件設計包括：PLC控制系統、儀表、傳感器、控制電路。

測控系統采用S7-smart200做為PLC控制系統核心，能實時快速采集現場各種信號，做成相應的數據處理，觸摸屏單元可以實時反饋數據處理過程，記錄試驗參數、時間等數據量小的參數，操作臺面板見圖2。

在轉速測量模塊中，加入扭矩傳感器?？杀O控離心調節器工作過程是否存在扭矩過大現象，保證離心調節器處在正常的工作狀態。

系統采用WIN7操作系統作為測試主機的軟件平臺。測控系統軟件的編程采用Labview專業版開發系統。Labview是一套專為數據采集、數據分析和數據表達而設計 的圖形化編程環境，利用它可以快速地生成顯示、分析和控制的圖形化用戶界面。更重要的是利用NI-DAQ豐富的VI庫可快速的完成數據采集分析等工作。

2 離心調節器性能測試方法

（1）將離心調節器進油孔和控制壓力孔與試驗臺相連，將輸入齒輪與試驗臺電機相連。

（2）啟動試驗臺供油泵，為離心調節器進油孔提供2MPa的固定壓力。

（3）打開試驗臺電機電源，將電機輸出轉速從0上升到3439r/min。

（4）調節調整齒輪，使輸出控制壓力為1Mpa，作為離心調節器的調制點。

（5）在（3079～3619）r/min調節器的輸入轉速，每隔60r/min記錄一次控制壓力值。

（6）改變調節器的輸入轉速，當輸出控制壓力為1MPa時，電機轉速應為3439r/min。否側重新進行3～5步驟，直到控制壓力為1MPa時，電機轉速為3439r/min，檢查離心調節器的滯回特性。

（7）逐漸升高輸入轉速，直到輸出控制壓力降為0，為離心調節器高速保護。

（8）降低輸入轉速，直到輸出控制壓力突然降到0.5Mpa以下，為離心調節器低速保護。

3 結論

本文介紹了一種離心調節器專用測試設備，利用精密傳感器能夠迅速對離心調節器輸出參數進行高精度測量。并介紹了一種離心調節器性能測試方法，能夠測試離心調節器調制點、滯回特性、高低速保護特性。該試驗設備及測試方法具有普遍適用意義，對實際產品修理有一定的指導意義。

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