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測功機(jī)（電機(jī)性能測試）

一、電機(jī)檢測技術(shù)概述   www.zjcegong.com

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展對產(chǎn)品的質(zhì)量提出越來越高的要求，現(xiàn)在企業(yè)的發(fā)展科技創(chuàng)新至關(guān)重要。比如電機(jī)行業(yè)，伺服電機(jī)越來越朝著大功率、大力矩、高轉(zhuǎn)速、動態(tài)響應(yīng)好、機(jī)械特性好等要求發(fā)展。隨著國家戰(zhàn)略發(fā)展的要求，航空工業(yè)發(fā)動機(jī)在未來的幾年之內(nèi)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，提高核心競爭力。再者，隨著新能源領(lǐng)域的發(fā)展純電動自行車及純電動汽車也實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，電動車行業(yè)利用高效率電機(jī)（永磁同步電機(jī)、無刷電機(jī)）和驅(qū)動器來是實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的效果。同樣社會在發(fā)展，特別是電機(jī)新技術(shù)不斷的更新。對電機(jī)檢測儀器要求也越來越高！電機(jī)檢測包括電機(jī)定子測試、電機(jī)生產(chǎn)線快速測試、電機(jī)出廠測試、電機(jī)性能測試，要求對電機(jī)定子測試系統(tǒng)快速，智能化程度高；對電機(jī)出廠測試系統(tǒng)的整體測試精度要高，智能化程度高；電機(jī)性能測試是全面的分析電機(jī)綜合性能指標(biāo)。所以電機(jī)檢測儀器技術(shù)也要不斷的更重新與發(fā)展，才能滿足時(shí)代的需求！

二、測功機(jī)選擇要素及注意事項(xiàng)：

1、 在交直流電機(jī)和電動工具試驗(yàn)中，常常使用到測功機(jī)這種測試設(shè)備，測功機(jī)主要測試電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率。

但是不是每一臺測功機(jī)都能滿足所有的電機(jī)測試要求的，主要考慮三個(gè)方面的因素：

第一，扭矩測試范圍，測功機(jī)的轉(zhuǎn)矩通常是不能超過的最大轉(zhuǎn)矩值，如果短時(shí)內(nèi)即把試驗(yàn)全部完成，一般不會有太大的題。

第二，轉(zhuǎn)速測試范圍，測功機(jī)的轉(zhuǎn)速通常是不能超過的承受的最大轉(zhuǎn)速，如果長時(shí)間超速使用會大大縮短測功機(jī)的使用壽命，特別是機(jī)械磨損。

第三，測功機(jī)上通常所標(biāo)的功率是指測功機(jī)所能吸收的功率，因?yàn)橐话愕臏y功機(jī)（磁滯、磁粉、電渦流測功機(jī)是靠吸收熱量達(dá)到能量的消耗）即被測交直流電機(jī)或電動工具的輸出功率。嚴(yán)格地來說，這個(gè)指標(biāo)也是不能超過的，否則測功機(jī)很容易就會因?yàn)闊崃可⒉怀鋈ケ粺龎模?/p>

2、測功機(jī)的選擇要不但要滿足轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率三個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)，還要看看是不是符合測試的具體要求，一般電機(jī)都需要測試空載轉(zhuǎn)速、空載損耗、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩等參數(shù)，也是需要著重考慮的！

3、在測功機(jī)的選擇時(shí)，最好電機(jī)所有的測試數(shù)據(jù)都在測功機(jī)性能參數(shù)的30%~90%之間。因?yàn)闇y功機(jī)在這個(gè)區(qū)間的測試精度是最有保證的,主要分三個(gè)部分：測功機(jī)機(jī)械部分、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器精度范圍、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩功率測量儀顯示精度。

4、通常用到的測功機(jī)主要有以下的分類：磁滯測功機(jī)、磁粉測功機(jī)、異步測功機(jī)（電力測功機(jī)）、渦流測功機(jī)及不太常用的測功機(jī)（永磁同步電機(jī)、伺服電機(jī)等）。

測功機(jī)按能達(dá)到的轉(zhuǎn)速高低排序?yàn)椋簻u流測功機(jī)、異步測功機(jī)、磁滯測功機(jī)、磁粉測功機(jī)；

（1）渦流測功機(jī)、異步測功機(jī)不能將電機(jī)或電動工具做到堵轉(zhuǎn)，但其轉(zhuǎn)速上限卻很高，通常20000~30000RPM；轉(zhuǎn)矩也可以做到很大。

（2）磁滯測功機(jī)轉(zhuǎn)速一般為20000轉(zhuǎn)以下，但其可以做到堵轉(zhuǎn)，不過功率不太大；轉(zhuǎn)矩一般為20Nm以下。

（3）磁粉測功機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，通常1500~5000RPM，但轉(zhuǎn)矩可以做大，電機(jī)也可以做到堵轉(zhuǎn)。

5、通常異步測功機(jī)不需要水冷卻，僅風(fēng)冷即可；渦流測功機(jī)、磁滯測功機(jī)、磁粉測功機(jī)則需要水冷和風(fēng)冷同時(shí)進(jìn)行，也有些小功率的磁滯測功機(jī)不需要水冷也能滿足測試要求；測功機(jī)在使用過程中，一定要開啟冷卻功能。

三、測功機(jī)配套及使用場合：

1、配套設(shè)備：
(1) 簡單配置：電參數(shù)（單相、三相、直流）、測功機(jī)控制儀、測功機(jī)、夾具
（2）完整配置：測功機(jī)動態(tài)控制儀、測功機(jī)控制儀、單三相直流電參數(shù)儀、交流變頻電源/直流電源、夾具、工控機(jī)顯示器、控制操作臺
 
2、測功機(jī)選擇及適用場合
磁滯測功機(jī)
(1) 磁滯測功機(jī)由帶齒極定子、空心磁滯杯轉(zhuǎn)子、激磁線圖、支架、底板等組成，當(dāng)磁滯測功機(jī)內(nèi)部線圈通過電流時(shí)產(chǎn)生磁力線，并形成磁回路二產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，改變勵磁電流即可改變負(fù)載力矩。
(2) 適用于中小力矩而轉(zhuǎn)速較高的電機(jī)測試，如異步電機(jī)、小功率直流電機(jī)、串激電機(jī)及電動工具行業(yè)等。
磁粉測功機(jī)
(1) 磁粉測功機(jī)是由定子、實(shí)心轉(zhuǎn)子、激磁線圈、磁粉介質(zhì)、支架、底板等組成，當(dāng)磁粉測功機(jī)內(nèi)部線圈通過電流時(shí)產(chǎn)生磁場，使內(nèi)部磁粉按磁力線排成磁鏈，由磁粉鏈產(chǎn)生拉力變?yōu)樽柚罐D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的阻力，該力即為負(fù)載力矩。改變激磁電流即可改變負(fù)載力矩。
(2) 適用于大力矩而轉(zhuǎn)速較低的場合。如起動電機(jī)恒力矩帶載起動、異步電動機(jī)、直流減速電機(jī)及造紙、紡織等行業(yè)使用的恒張力控制等。
電渦流測功機(jī)
(1) 電渦流測功機(jī)由感應(yīng)子（轉(zhuǎn)子）、電樞及勵磁繞組、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速傳感器、底板等組成，當(dāng)感應(yīng)子被電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣隙磁通密度隨感應(yīng)子的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生周期性變化。因此，在渦流環(huán)表面及一定深度內(nèi)感生渦流電動勢，并產(chǎn)生渦流，該渦流所產(chǎn)生的磁場又與氣隙磁場相互作用，產(chǎn)生制動力矩。改變定子的勵磁電流，可以調(diào)節(jié)被測動力機(jī)械的轉(zhuǎn)矩。
（2） 適用于高轉(zhuǎn)速、大功率動力機(jī)械的轉(zhuǎn)矩和功率測量，尤其適用于動力機(jī)械的仿真壽命試驗(yàn)及溫升試驗(yàn)，如串激電機(jī)、電動工具及大功率電機(jī)。

3、應(yīng)用場合：
（1）測功機(jī)也稱測功器，主要用于測試發(fā)動機(jī)的功率，也可作為齒輪箱、減速機(jī)、變速箱的加載設(shè)備，用于測試它們的傳遞功率。
（2）單相異步電機(jī)（洗衣機(jī)電機(jī)、油煙機(jī)電機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)、空調(diào)電機(jī)、壓縮機(jī)電機(jī)）、罩極電機(jī)、直流電機(jī)、串極電機(jī)、電動工具、三相電機(jī)、同步電機(jī)、調(diào)速電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、雨刮器電機(jī)、搖窗電機(jī)、汽車暖風(fēng)電機(jī)、摩托車起動電機(jī)、輪轂電機(jī)、差數(shù)電機(jī)等。
 
 
四、測功機(jī)系統(tǒng)功能介紹：
1．主要性能:
（1）測試數(shù)據(jù)均數(shù)字顯示并可送到微機(jī)，采樣、畫曲線和打印；
（2）采用高精度負(fù)載傳感器；穩(wěn)定性好，使用壽命長等特點(diǎn)；
（3）整機(jī)靈敏度高，負(fù)載轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性和測試重復(fù)性好；
（4）僅調(diào)節(jié)勵磁電流便可控制負(fù)載的大小
（5）軟件操作簡單易學(xué)，并可實(shí)現(xiàn)手動、自動、定點(diǎn)等測試方式。
（6）電量測試儀具有多檔量程（自動切換）滿足大功率電機(jī)和小功率電機(jī)的測試
(7) 三維調(diào)節(jié)臺可方便安裝電機(jī)，實(shí)現(xiàn)快速裝夾。（供選擇）
2 、系統(tǒng)功能:
  (1) 可以電腦上控制電機(jī)的開關(guān)操作；
  (2) 系統(tǒng)具有手動、自動測試方式（此方式可不聯(lián)接電腦操作）全部過程可在控制柜上的顯示控制儀上實(shí)現(xiàn)；數(shù)據(jù)可鎖存,以便手工記錄；
  (3) 系統(tǒng)具有自動測試方式：即負(fù)載根據(jù)設(shè)置自動加載，掃描電機(jī)從空載到堵轉(zhuǎn)（或設(shè)定值）的特性曲線；
  (4) 系統(tǒng)具有定點(diǎn)測試方式：即電機(jī)運(yùn)行后，負(fù)載自動調(diào)節(jié)到設(shè)定值，并在設(shè)定值處穩(wěn)定運(yùn)行；
  (5) 測試結(jié)果：電機(jī)測試數(shù)據(jù)以報(bào)表或曲線的方式顯示，可打印保存，方便下次打開查詢曲線，曲線坐標(biāo)參數(shù)（橫坐標(biāo)及縱坐標(biāo)）可修整
  (6) 額定扭矩實(shí)驗(yàn)精度：±0.5%；轉(zhuǎn)速精度±0.2%；
  (7)  測功范圍:0.01Nm-1000Nm(客戶可根據(jù)自己的電機(jī)功率大小,選擇量程合適的測功機(jī))

 
五、測功機(jī)測試軟件功能介紹：
 
1、測試項(xiàng)目：
（1）空載、負(fù)載、堵轉(zhuǎn)測試時(shí)對電流、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率進(jìn)行安全值的設(shè)定，可實(shí)現(xiàn)自動推出限制。
（2）自動加載與手動加載測試：
A 負(fù)載測試加載速度可調(diào)：根據(jù)實(shí)際需要自行調(diào)節(jié)。
B 測試加載增量可調(diào):可對初始加載量和增量進(jìn)行設(shè)定。
（4）定點(diǎn)測試：可對電流、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率進(jìn)行測試?？啥ㄒ粋€(gè)點(diǎn)不卸載；定多個(gè)點(diǎn)卸載。定點(diǎn)個(gè)數(shù)最多可以定5個(gè)點(diǎn)。定點(diǎn)數(shù)據(jù)可以設(shè)定。
（5）耐久測試：測試步驟1 2 3 4 5；運(yùn)行方式：空載、轉(zhuǎn)矩、輸入功率、輸出功率、不測可隨意設(shè)定；每個(gè)項(xiàng)目下的耐久值和誤差值可隨意設(shè)定；測試時(shí)間也可以隨意設(shè)定。
 
2、銘牌參數(shù)：
電機(jī)型號、額定功率、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速、客戶名稱、客戶檔案、測試人員、測試日期。
參數(shù)作為報(bào)表幫助客戶整理和分析數(shù)據(jù)。
 
3、曲線坐標(biāo)：
（1）兩種模式，七條坐標(biāo)曲線。
（2）兩種模式：轉(zhuǎn)速模式、轉(zhuǎn)矩模式。兩種模式只是對數(shù)據(jù)分析的方式。
（3）七條曲線：電壓、電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、輸入功率、輸出功率、效率。每條曲線的最大值和顏色代表的曲線可隨意設(shè)定，方便分析數(shù)據(jù)。
 
4、電機(jī)參數(shù)的存儲和調(diào)用：
每一種電機(jī)的參數(shù)設(shè)定好以后可以存儲，以便下次使用和調(diào)用不需要重新去設(shè)定。
 
5、測試界面：
測試界面可以實(shí)時(shí)顯示測試的瞬時(shí)值（電壓、電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、輸入功率、輸出功率、效率），并可以間按一定的時(shí)間（隨意設(shè)定）采集數(shù)據(jù)。同時(shí)在測試過程中曲線自動繪制。更好的監(jiān)控測試的過程。
 
6、報(bào)表分析：
（1）整個(gè)測試過程的曲線圖（電壓、電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、輸入功率、輸出功率、效率）
（2）銘牌參數(shù)值
（3）關(guān)鍵點(diǎn)電機(jī)性能分析
空載點(diǎn)：電流值和轉(zhuǎn)速值
最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩值、轉(zhuǎn)速值、電流值、輸出功率值、效率值
最大輸出功率點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩值、轉(zhuǎn)速值、電流值、輸出功率值、效率值
最高效率值：轉(zhuǎn)矩值、轉(zhuǎn)速值、電流值、輸出功率值、效率值
六、測功機(jī)選型：