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測功器應用中需了解的重點
 
    一、電渦流測功機主要特點

    1、結構簡單,操作維護方便;

    2、制動力矩大,測試精度高,工作穩定;

    3、轉動慣量小,動態響應速度快;

    4、與測控系統配套,可實現自動化操作。

    二、電渦流測功機原理

    測功機是根據作用力矩與反作用力矩大小相等方向相反的原理來測量扭矩,因此所測扭矩可以通過作用在測功器上的旋轉力矩(即制動器外殼反力矩)來指示。電渦流測功機由制動器、測力機構和測速裝置等幾部分組成。制動器調節原動機的載荷,并同時把所吸收的原動機功率轉換為熱能,經水冷卻后帶走熱量。具體來說,電渦流測功機主要由旋轉部分(感應體)、擺動部分(電樞和勵磁部分)、測力部分和校正部分組成。GW系列其結構簡圖見下圖。由結構簡圖可知,感應體形狀猶如直齒輪,產生渦流地方在導磁渦流環的孔壁上。勵磁繞組通上直流電后,則圍繞勵磁繞組產生一個閉合磁通。

    當感應體被原動機帶動旋轉時,氣隙磁密隨感應體的旋轉而發生周期性變化,在渦流環孔壁表面及一定深度范圍內將產生渦流電勢,并產生渦流,該渦流所形成的磁場又與氣隙磁場相互作用,就產生了制動轉矩。該轉矩通過外環及傳力臂傳至測力裝置上,由力傳感器將力的大小轉換成電信號輸出,從而達到測轉矩的目的。

    三、電渦流測功器結構

    電渦流測功器由電渦流制動器和測力機構組成。

    (1)電渦流制動器由轉子部分、擺動部分和固定部分組成。轉子部分是以轉子軸帶動轉子盤轉動。擺動部分有渦流環、勵磁線圈和外環。固定部分有底座和支架。

    (2)當勵磁線圈中通入直流電時,產生磁場,磁力線通過轉子盤、渦流環、擺動體外環和一們之間的空氣隙而閉合。轉子盤外圓上有均布的齒槽相間,轉子盤外圓上的空氣隙寬窄間隔均布。因此,轉子盤外緣產生疏密相間的磁力線。當轉子盤轉動時,疏密相間的磁力線與轉子盤同步旋轉。對于渦流環內表面上的任一固定點,穿過它的磁力線發生周期性變化,就產生了電渦流。

   (3)電渦流在勵磁磁場的作用下,受力方向與轉動方向相同,使擺動體向轉子轉動的方向偏轉,擺動體對轉子產生制動扭矩。此制動扭矩由擺動體通過測力臂架作用在扭矩傳感器上,將扭矩值信號輸出。 

   (4)轉速信號是由安裝在電渦流制動器轉軸上的測速齒盤(一般有60個齒)產生脈沖信號,與之對應安裝的轉速傳感器接收脈沖信號,輸出轉速信號。

   (5)柴油發電機輸出的功率,可由測得的扭矩和轉速,經自動測控系統精確“計算”后,由顯示系統標出。

(6)渦流環和轉子盤都采用高磁導率、高電導率的純鐵制造,轉子尺寸和質量與相同功率容量的直流電機要小得多,其結構簡單,可在高轉速下運行。

    四、電渦流測功器的工作特性

    1、在低轉速范圍內,制動力矩隨勵磁電流和轉速的增加而迅速增大。當電流值一定時,在達到一定轉速后,扭矩幾乎不再增加;當轉速不變時,扭矩隨電流丆值增加而增大,在電流值增大到勵磁線路的磁通飽和時,扭矩則不再增加。

    2、在進行柴油發電機試驗時,柴油發電機扭矩曲線隨轉速上升至某一轉速區間,單純增減勵磁電流來保持轉速一定進行試驗是很困難的。因此,電渦流測功器除了用手動調整勵磁電流的控制方式外,多附加自動控制裝置,使勵磁電流隨轉速自動變化。

    3、電渦流測功器控制方式

   (1)不少電渦流測功器采用等電流自動控制裝置,其接線使勵磁電流保持一定,與轉速、電源電壓和勵磁線圈電阻的變化無關。

   (2)自動等速控制方式。在測出轉速偏離給定轉速時,反饋到勵磁回路中,使勵磁電流急劇增減,保持恒定轉速。

   (3)增壓控制方式,它使勵磁電流與轉速成正比增加,其增加比例及調整范圍可任意設定。

    電渦流測功器所消耗的勵磁功率很小,只需變動幾個安培勵磁電流就能自由控制吸收的扭矩,這樣,便能方便地實現控制自動化,有利于實現按預定規范試驗和耐久性試驗時無人操縱運轉。



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