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怎樣選擇測功機?
發布日期:2019-05-23

怎樣選擇測功機

青島儀迪電子有限公司主要有三種測功機產品可供客戶選擇使用:IDI56H磁滯式、IDI56M磁粉式、IDI56E渦流式,包含F風冷式、W水冷式、A壓縮氣冷式和B鼓風機冷卻方式。每一種測功機都有其優勢和限制,必須根據實際的測試要求來選擇合適的測功機。

測功機型號和代碼定義

 

 

 

世界上沒有哪一臺測功機可以測試所有的電機!每一臺測功機都有其固定的最佳的測試范圍,超出最佳測試范圍,就會導致測試數據偏差較大,嚴重者甚至可能損壞測試設備。

如何選擇測功機?主要考慮以下幾個方面的因素:

1.最高轉速

測功機本身所能承受的最高轉速是測功機一個重要性能指標,超過了這個轉速限值,測功機容易出現性能衰退并加速老化,甚至造成不可修復的致命損壞,主要表現在軸承燒死、空心杯轉子甩裂、磁粉退磁等方面。按被測品的轉速高低來選擇確定測功機的類型,以確保其空載轉速處于測功機的安全轉速范圍內,且越低于測功機的最高轉速越好。一般而言,比較高速(經驗認為空載轉速在8000rpm以上)的被測品一般采用渦流測功機測試,中高速(經驗認為空載轉速在800rpm到15000rpm之間)的被測品宜采用磁滯測功機測試,較為低速(經驗認為空載轉速在1000rpm以下)的被測品使用磁粉測功機測試。三種測功機的測試范圍存在著一定程度的交叉,選擇時可兼顧其他方面的考慮:比如說輸出功率、轉矩、價格、后續的發展、使用的頻率等等;

注:通常在最高轉速時,測功機并不能輸出最大轉矩。

2.最大轉矩

測功機的轉矩傳感器就是一個帶傳感信號且可恢復的彈簧片,形變的大小反映出轉矩的大小。通常在測功機的轉矩量程范圍內,傳感器可以自由變形和恢復,但如果出現嚴重超載、強烈震動、猛烈沖擊等現象,則會對傳感器造成損壞。轉矩傳感器一般只能更換,不能維修。在《單相異步電動機試驗方法GB/T9651-2008》的4.2.2章節中明確提出:“選擇儀表時,應使測量值位于20%~ 95%儀表量程范圍內”,“轉矩測量儀的標稱轉矩,應不超過被試電機額定轉矩的3倍”,所以,選擇測功機要預先估算出被測品的最大轉矩。部分公式及經驗值如下:

●  輸出功率公式:Po= n *T/9.55                             n:轉速(r/min),T:轉矩(N.m)

●  效率公式:η=Po/Pi*100%                                 Po:輸出功率(W),Pi:輸入功率(W)

●  效率經驗值:串激電機:<65%,罩極電機:20%~30%         (非特殊情況下)

●  估算感應電機最大轉矩:Tmax=(Po*9.55)/(n0*0.9)*2倍       n0:空載轉速

●  估算串激電機最大轉矩:Tmax=(Pi*η*9.55)/(n0*0.6)*2倍    n0:空載轉速

●  估算直流電機最大轉矩:Tmax=(U*I*η*9.55)/(n0*0.5)*2倍   I:額定電流

3.運行功率

運行功率就是測功機能夠接受的最大功率及測功機給被測品加載時發出的熱量。測功機吸收的功率和加載后發出的熱量由施加給被測品的扭力(T)和受到負載后被測品的轉速(n)所產生的。由此可見,被測品的輸出功率必須小于測功機的運行功率,否則將會因熱量迭加給測功機造成致命的、不可修復的損壞。運行功率分為短時(5分鐘)運行功率和連續(2小時)運行功率,通常短時運行功率比連續運行功率大一些。測功機的散熱能力直接決定了其持續加載的時間長短,散熱方式的不同決定了運行功率的大小,因此,功率比較大的電機選擇測功機時,應當考慮合適的冷卻方式。

4.測試精度

 測試精度是指觀測結果、計算值或估計值與真值(或被認為是真值)之間的接近程度,經常使用的的精度為 2.5 、1.5、1.0 級,0.5和0.2級的則屬于高精度。通常測試儀器的精度等級是以它的允許誤差占表盤刻度值(量程滿度)的百分數來劃分的,其精度等級數越大允許誤差占表盤刻度極限值(量程滿度)越大。量程越大,同樣精度等級的,它測得壓力值的絕對值允許誤差越大,所以在選擇測功機時,盡量選擇精度高的儀器,量程滿度不要太大于被測品的最大轉矩。在2012年06月29日獲批、2012年11月01日實施的《三相異步電動機試驗方法GB-T1032-2012》中的4.3.2.2章節規定:“測定電機效率時,為保證試驗結果的準確性和重復性,儀器的準確度等級應不低于0.2級。”4.3.5.1章節規定:“轉速測量儀的準確度應在0.1%以內或誤差在1r/min,取二者誤差最小者。”4.3.6.1章節規定:“測量效率時轉矩傳感器及測量儀的精準度等級不低于0.2級。用于其他試驗時應不低于0.5級。”4.3.6.2章節規定:“轉矩傳感器及測量儀的標稱轉矩應不超過被試電機額定轉矩的2倍。”

5.靈敏度

在測試過程中,可以反映被測品轉矩波動并能引起讀數變化的最小轉矩讀數值稱之為測功機的轉矩靈敏度,靈敏度越高,測試數據越精準。2012年06月29日獲批、2012年11月01日實施的《三相異步電動機試驗方法GB-T1032-2012》中的4.3.6.1章節規定:“轉矩變化的靈敏度達到額定轉矩的0.25%”。也就是說,額定轉矩是3Nm的電機,一般會選用5Nm的測功機測試,按照上述國標規定,那么5Nm的測功機最小顯示數值應該是:3Nm*0.25%=0.0075 Nm。如果5Nm測功機顯示是5.00Nm是不合規范的,必須是至少5.000Nm或其以上的測功機才可以滿足國標的最低要求,同時又能最大限度地保證測試精度。對于高速電機來說,較小的轉矩變化就能改變電機的輸出功率的讀數,以至于最終的效率計算出現較大的偏差。同樣,轉速的最小分辨率也是可以影響效率失真的因素,比較特別明顯的情況就是在較大轉矩時,1rpm的轉速變化都能引起很多功率數值的偏差。

測功機快速選型

測功機類型

適用范圍

堵轉特性

壽命

價格

連續負荷運行

磁滯測功機

低于15000rpm的較小功率的直流電機

低于15000rpm的較小功率的串激電機

小于3000W的電容電機

小于3000W的三相電機

小于3000W的罩極電機

小于3000W的減速電機

小于3000W的同步電機

轉速介于800rpm到15000rpm之間其他電機,通常轉矩在100 mNm~30 Nm之間

良好

半永久

較高

良好

渦流測功機

功率在300W~10KW之間的串激電機

功率在300W~10KW之間的直流電機

功率在300W~10KW之間的其他高速電機

空載轉速在5000rpm以上的其他電機,通常轉矩在500 mNm~500 Nm之間

不能

半永久

較經濟

良好

磁粉測功機

低于4000rpm較大功率和轉矩的三相電機

低于4000rpm較大功率或轉矩的直流電機

低于4000rpm較大功率和轉矩的單相電容電機

低于4000rpm較大功率和轉矩的減速電機

普通的汽車電機

測試轉速低于1000rpm的電機效果最好,通常轉矩在20Nm~500 Nm之間

良好

一般

較經濟

一般

 

 

 

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