离心调节器性能测试装置及测试方法研究

王悦 彭杰 罗雁

【摘 要】恒速传动装置是飞机电源系统内一个重要的部件，用于将发动机输出的变化转速转变为恒定的转速，供交流发电机发出频率稳定的交流电。离心调节器用于实时检测恒速传动装置的输出转速，提供转速补偿的控制压力信号。本文介绍了一种离心调节器专用测试设备，利用精密传感器能够迅速对离心调节器输出参数进行高精度测量。

【关键字】离心调节器；测试设备；恒速传动装置

中图分类号： TP273.5 文献标识码： A 文章编号： 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

在多种电源系统中，恒速恒频交流电源系统（CSCF）是一种通过各种恒速传动装置使发电机恒速运行以产生恒频交流电的系统。发电机是传统的同轴三级无刷交流发电机，由永磁副励磁机、交流励磁机和主发电机组成，向飞机交流系統提供400Hz的三相交流电。

恒速传动装置长时间工作后，零件运动产生磨损、疲劳、变形等现象，造成输出转速逐渐偏移。离心调节器部件感受恒速传动装置实际输出转速并实时向液压机提供纠正偏差的控制压力信号。液压机接受产品输入转速和来自调节器的控制压力信号，向差动齿轮系提供相应的补偿转速，保证恒速传动装置输出转速保持稳定。

本文采用基于PLC控制系统，实现对离心调节器输入、输出参数的快速实时测量，包括：输入转速、输入压力、输出压力等参数。针对离心调节器的特点，设计了测试的硬件和软件。

1 试验设备设计

该试验设备由电机带动叶片式油泵，经过可调变压阀，将试验所需压力提供给被试产品。在叶片式油泵前和产品进油口前均设置液压油滤，保证输入产品的工作液清洁度需要满足产品试验要求。

在产品进油口和出油口设置精密压力表，实时监控产品输入和输出压力。在产品进油口和出油口安装温度传感器，实时监控产品输入和输出温度差，并在温差超过10℃时提供警报。

被测产品输入轴由交流电动机带动，在交流电动机与被测产品输入轴之间设置速度传感器，将产品输入转速实时显示在试验台显示屏上。

试验设备中的速度传感器、压力传感器、温度传感器实时监控试验台的运行状态，当一项被测数据存在超差现象，试验台将紫铜停止试验，并提供警报指示。

测控系统主要完成对系统状态参数（温度、压力、流量等）的测量、控制。其硬件设计包括：PLC控制系统、仪表、传感器、控制电路。

测控系统采用S7-smart200做为PLC控制系统核心，能实时快速采集现场各种信号，做成相应的数据处理，触摸屏单元可以实时反馈数据处理过程，记录试验参数、时间等数据量小的参数，操作台面板见图2。

在转速测量模块中，加入扭矩传感器。可监控离心调节器工作过程是否存在扭矩过大现象，保证离心调节器处在正常的工作状态。

系统采用WIN7操作系统作为测试主机的软件平台。测控系统软件的编程采用Labview专业版开发系统。Labview是一套专为数据采集、数据分析和数据表达而设计 的图形化编程环境，利用它可以快速地生成显示、分析和控制的图形化用户界面。更重要的是利用NI-DAQ丰富的VI库可快速的完成数据采集分析等工作。

2 离心调节器性能测试方法

（1）将离心调节器进油孔和控制压力孔与试验台相连，将输入齿轮与试验台电机相连。

（2）启动试验台供油泵，为离心调节器进油孔提供2MPa的固定压力。

（3）打开试验台电机电源，将电机输出转速从0上升到3439r/min。

（4）调节调整齿轮，使输出控制压力为1Mpa，作为离心调节器的调制点。

（5）在（3079～3619）r/min调节器的输入转速，每隔60r/min记录一次控制压力值。

（6）改变调节器的输入转速，当输出控制压力为1MPa时，电机转速应为3439r/min。否侧重新进行3～5步骤，直到控制压力为1MPa时，电机转速为3439r/min，检查离心调节器的滞回特性。

（7）逐渐升高输入转速，直到输出控制压力降为0，为离心调节器高速保护。

（8）降低输入转速，直到输出控制压力突然降到0.5Mpa以下，为离心调节器低速保护。

3 结论

本文介绍了一种离心调节器专用测试设备，利用精密传感器能够迅速对离心调节器输出参数进行高精度测量。并介绍了一种离心调节器性能测试方法，能够测试离心调节器调制点、滞回特性、高低速保护特性。该试验设备及测试方法具有普遍适用意义，对实际产品修理有一定的指导意义。

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