测功机的原理及测功机的优点

　　测功机工作原理和功率计算

　　1、电涡流测功机工作原理

　　由电涡流测功机结构图可知，感应子主要由旋转部分和摆动部分(电枢和励磁线圈)组成。转子轴上的感应子形状犹如齿轮，与转子同轴装有一个直流励磁线圈。当励磁线圈组通以直流电流时，其周围便有磁场存在，那么围绕励磁组就产生一闭合磁通。很明显，位于绕组左侧的感应子具有一个极性，右侧具有相反的极性。 南峰测功机旋转时，由于磁密值的周期性变化而产生涡流，此涡流产生的磁场同产生它的磁场相互作用，从而产生与被试机反向的制动力矩，使电枢摆动，通过电枢上的力臂，将制动力传给测量装置。

　　转速测量采用非接触式磁电转速传感器和装于主轴的60齿牙盘，将转速信号转换成电信号输出。

　　电涡流测功机具有以下优点：

　　1、结构简单、运行稳定、价格低廉、使用维护方便;

　　2、采用水冷却，噪音低、振动小;

　　3、输入转速范围宽，可用于变频调速等各类电动机 及动力机械的型式试验

　　4、控制器采用单相交流电源，控制功率小;

　　5、转矩的测量可以采用电子磅秤、压力传感器或高精度转矩转速测量仪等，适用于不同测量精度的场合。

　　6、该装置还能作制动器用，制动力矩大。

　　使用环境

　　1、最高环境温度不超过40℃

　　2、海拔高度不超过1000m

　　3、当环境温度为30℃时，相对湿度不大于85%

　　测功机也称测功器，主要用于测试发动机的功率，也可作为齿轮箱、减速机、变速箱的加载设备，用于测试它们的传递功率。主要分为水力测功机、电涡流测功机、电力测功机。电力测功机利用电机测量各种动力机械轴上输出的转矩，并结合转速以确定功率的设备。因为被测量的动力机械可能有不同转速，所以用作电力测功机的电机必须是可以平滑调速的电机。目前用得较多的是直流测功机、交流测功机和涡流测功机。

　　直流测功机 由直流电机、测力计和测速发电机组合而成。直流电机的定子由独立的轴承座支承，它可以在某一角度范围内自由摆动。机壳上带有测力臂，它与测力计配合，可以检测定子所受到的转矩。根据直流电机原理，电机的电磁转矩同时施加于定子和转子。定子所受到的转矩与转子所受到的转矩大小相等，方向相反，所以转轴上的转矩可以由定子上量测。运行中轴承、电刷和风致摩擦等引起的机械转矩，会使定子和转子所受的转矩不完全相等，这给测量所带来的误差需要加以考虑。

　　直流测功机可作为直流发电机运行，作为被测动力机械的负载，以测量被测机械的轴上输出转矩;也可以作直流发电机运行，拖动其他机械，以测量其轴上输入转矩。转矩与测速发电机测得的转速之积即轴功率。这就是测功机一名的由来。

　　交流测功机 通常由一台三相交流换向器电动机和测力计、测速发电机组合而成。它的测功原理与直流测功机相同。

　　涡流测功机 利用涡流产生制动转矩来测量机械转矩的装置。它由电磁滑差离合器(见电磁调速异步电动机)、测力计和测速发电机组成。被测动力机械与电磁滑差离合器的输入轴连接，带动电枢旋转，磁极则被安装其上的测力臂掣住,只能在一定范围内摆动一角度,配合测力计就可以由此摆动角直接读出电枢与磁极间作用的电磁转矩。略去风摩损耗等测量误差时，此电磁转矩就等于被测动力机械的输出转矩。涡流测功机只能产生制动转矩，不能作为电动机运行。一般用于测量转速上升而转矩下降，或转矩变化而转速基本不变的动力机械。

　　电力测功机

　　利用电机测量各种动力机械轴上输出的转矩，并结合转速以确定功率的设备。因为被测量的动力机械可能有不同转速，所以用作电力测功机的电机必须是可以平滑调速的电机。目前用得较多的是直流测功机、交流测功机和涡流测功机。

　　由直流电机、测力计和测速发电机组合而成。直流电机的定子由独立的轴承座支承，它可以在某一角度范围内自由摆动。机壳上带有测力臂，它与测力计配合，可以检测定子所受到的转矩。根据直流电机原理，电机的电磁转矩同时施加于定子和转子。定子所受到的转矩与转子所受到的转矩大小相等，方向相反，所以转轴上的转矩可以由定子上量测。运行中轴承、电刷和风致摩擦等引起的机械转矩，会使定子和转子所受的转矩不完全相等，这给测量所带来的误差需要加以考虑。

　　直流测功机可作为直流发电机运行，作为被测动力机械的负载，以测量被测机械的轴上输出转矩;也可以作直流发电机运行，拖动其他机械，以测量其轴上输入转矩。转矩与测速发电机测得的转速之积即轴功率。这就是测功机一名的由来。

　　交流测功机 通常由一台三相交流换向器电动机和测力计、测速发电机组合而成。它的测功原理与直流测功机相同。

　　涡流测功机 利用涡流产生制动转矩来测量机械转矩的装置。它由电磁滑差离合器(见电磁调速异步电动机)、测力计和测速发电机组成。被测动力机械与电磁滑差离合器的输入轴连接，带动电枢旋转，磁极则被安装其上的测力臂掣住,只能在一定范围内摆动一角度,配合测力计就可以由此摆动角直接读出电枢与磁极间作用的电磁转矩。略去风摩损耗等测量误差时，此电磁转矩就等于被测动力机械的输出转矩。涡流测功机只能产生制动转矩，不能作为电动机运行。一般用于测量转速上升而转矩下降，或转矩变化而转速基本不变的动力机械。

　　测功机的分类如下：

　　1、水利测功机，

　　2、机械摩擦式测功机，以上两种机型是比较古老的机型，结构简单、精度很低，适用笨重，基本已经淘汰。

　　3、电涡流测功机，精度较高，但成本也很高，适用于台式作业，目前在广泛使用。

　　4、电子测功机，体积小，重量轻，携带方便，但测量精度不理想。

　　电子测功机出现的原因，主要是在汽车拖拉机的快速检测的形势下诞生的，它体积小、重量轻、携带方便。适用于快速检测，方便移动使用，检测时间短，这对于拥有量很大的汽车拖拉机来讲，是首选。

　　它的工作原理是利用转动机的转动惯量来实现的，当转动机的转速从零增加到额定转速的时间被测定后，通过公式，带入已知的转动惯量，既可以计算出该机器的功率。核心技术是用单片机准确的测定加速曲线段的时间，目前的研究热点是：提高测量精度、适用于更多的转动机械功率的测量。