如何選擇測功機(jī)？測功機(jī)選擇的五大注意事項(xiàng)

　　在汽車，機(jī)械出廠時(shí)都需要經(jīng)過測功機(jī)的檢測，因此，測功機(jī)的選擇一直是研究院，科研院所最頭疼的事，怎么才能挑選出來合適的測功機(jī)呢，測功機(jī)選擇的五大注意事項(xiàng)，你知道嗎？

　　測功器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！

　　在測功器的選擇時(shí)，最好普萊德測功機(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功器在這個(gè)區(qū)間的測試精度是最有保證的，主要分三個(gè)部分：測功器機(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 。

　　世界上沒有哪一臺測功機(jī)可以測試所有的電機(jī)！每一臺測功機(jī)都有其固定的最佳的測試范圍，超出最佳測試范圍，就會導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)偏差較大，嚴(yán)重者甚至可能損壞測試設(shè)備。?

　　如何選擇測功機(jī)？應(yīng)該從以下幾方面入手。

　　1、???最高轉(zhuǎn)速??

　　?測功機(jī)本身所能承受的最高轉(zhuǎn)速是測功機(jī)一個(gè)重要性能指標(biāo)，超過了這個(gè)轉(zhuǎn)速限值，測功機(jī)容易出現(xiàn)性能衰退并加速老化，甚至造成不可修復(fù)的致命損壞，主要表現(xiàn)在軸承燒死、空心杯轉(zhuǎn)子甩裂、磁粉退磁等方面。按被試品的轉(zhuǎn)速高低來選擇確定測功機(jī)的類型，以確保其空載轉(zhuǎn)速處于測功機(jī)的安全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，且越低于測功機(jī)的最高轉(zhuǎn)速越好。一般而言，比較高速（經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為空載轉(zhuǎn)速在8000rpm以上）的被試品一般采用渦流測功機(jī)測試，中高速（經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為空載轉(zhuǎn)速在800rpm到15000rpm之間）的被試品宜采用磁滯測功機(jī)測試，較為低速（經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為空載轉(zhuǎn)速在1000rpm以下）的被試品使用磁粉測功機(jī)測試。三種測功機(jī)的測試范圍存在著一定程度的交叉，選擇時(shí)可兼顧其它方面的考慮：比如說輸出功率、轉(zhuǎn)矩、價(jià)格、后續(xù)的發(fā)展、使用的頻率等等；

　　注：通常在最高轉(zhuǎn)速時(shí)，測功機(jī)并不能輸出最大轉(zhuǎn)矩。?

　　2、???最大轉(zhuǎn)矩???

　　測功機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳感器就是一個(gè)帶傳感信號且可恢復(fù)的彈簧片，形變的大小反映出轉(zhuǎn)矩的大小。通常在測功機(jī)的轉(zhuǎn)矩量程范圍內(nèi)，傳感器可以自由變形和恢復(fù)，但如果出現(xiàn)嚴(yán)重超載、強(qiáng)烈震動、猛烈沖擊等現(xiàn)象，則會對傳感器造成損壞。轉(zhuǎn)矩傳感器一般只能更換，不能維修。在《單相異步電動機(jī)試驗(yàn)方法GB/T9651-2008》的4.2.2章節(jié)中明確提出：“選擇儀表時(shí)，應(yīng)使測量值位于20%~?95%儀表量程范圍內(nèi)”，“轉(zhuǎn)矩測量儀的標(biāo)稱轉(zhuǎn)矩，應(yīng)不超過被試電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的3倍”，所以，選擇測功機(jī)要預(yù)先估算出被試品的最大轉(zhuǎn)矩。部分公式及經(jīng)驗(yàn)值如下：

　　3、???運(yùn)行功率???

　　運(yùn)行功率就是測功機(jī)能夠接受的最大功率及測功機(jī)給被試品加載時(shí)發(fā)出的熱量。測功機(jī)吸收的功率和加載后發(fā)出的熱量由施加給被試品的扭力（T）和受到負(fù)載后被試品的轉(zhuǎn)速（n）所產(chǎn)生的。由此可見，被試品的輸出功率必須小于測功機(jī)的運(yùn)行功率，否則將會因熱量迭加給測功機(jī)造成致命的、不可修復(fù)的損壞。運(yùn)行功率分為短時(shí)（5分鐘）運(yùn)行功率和連續(xù)（2小時(shí)）運(yùn)行功率，通常短時(shí)運(yùn)行功率比連續(xù)運(yùn)行功率大一些。測功機(jī)的散熱能力直接決定了其持續(xù)加載的時(shí)間長短，散熱方式的不同決定了運(yùn)行功率的大小，因此，功率比較大的電機(jī)選擇測功機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮合適的冷卻方式。

　　4、???測試精度???

　　測試精度是指觀測結(jié)果、計(jì)算值或估計(jì)值與真值（或被認(rèn)為是真值）之間的接近程度，經(jīng)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?jǐn)?shù)來劃分的，其精度等級數(shù)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(jī)時(shí)，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(zhuǎn)矩。在2012年06月29日獲批、2012年11月01日實(shí)施的《三相異步電動機(jī)試驗(yàn)方法GB-T1032-2012》中的4.3.2.2章節(jié)規(guī)定：“測定電機(jī)效率時(shí)，為保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和重復(fù)性，儀器的準(zhǔn)確度等級應(yīng)不低于0.2級?！?.3.5.1章節(jié)規(guī)定：“轉(zhuǎn)速測量儀的準(zhǔn)確度應(yīng)在0.1%以內(nèi)或誤差在1r/min，取二者誤差最小者。”4.3.6.1章節(jié)規(guī)定：“測量效率時(shí)轉(zhuǎn)矩傳感器及測量儀的精準(zhǔn)度等級不低于0.2級。用于其它試驗(yàn)時(shí)應(yīng)不低于0.5級?！?.3.6.2章節(jié)規(guī)定：“轉(zhuǎn)矩傳感器及測量儀的標(biāo)稱轉(zhuǎn)矩應(yīng)不超過被試電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的2倍?！?/p>

　　?5、???靈敏度???

　　在測試過程中，可以反映被測品轉(zhuǎn)矩波動并能引起讀數(shù)變化的最小轉(zhuǎn)矩讀數(shù)值稱之為測功機(jī)的轉(zhuǎn)矩靈敏度，靈敏度越高，測試數(shù)據(jù)越精準(zhǔn)。2012年06月29日獲批、2012年11月01日實(shí)施的《三相異步電動機(jī)試驗(yàn)方法GB-T1032-2012》中的4.3.6.1章節(jié)規(guī)定：“轉(zhuǎn)矩變化的靈敏度達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的0.25%”。也就是說，額定轉(zhuǎn)矩是3Nm的電機(jī)，一般會選用5Nm的測功機(jī)測試，按照上述國標(biāo)規(guī)定，那么5Nm的測功機(jī)最小顯示數(shù)值應(yīng)該是：3Nm*0.25%=0.0075?Nm。如果5Nm測功機(jī)顯示是5.00Nm是不合規(guī)范的，必須是至少5.000Nm或其以上的測功機(jī)才可以滿足國標(biāo)的最低要求，同時(shí)又能最大限度地保證測試精度。對于高速電機(jī)來說，較小的轉(zhuǎn)矩變化就能改變電機(jī)的輸出功率的讀數(shù)，以至于最終的效率計(jì)算出現(xiàn)較大的偏差。同樣，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩時(shí)，1rpm的轉(zhuǎn)速變化都能引起很多功率數(shù)值的偏差。

　　測功機(jī)選擇的五大注意事項(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。電渦流測功機(jī)由感應(yīng)子（轉(zhuǎn)子）、電樞及勵(lì)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(lì)磁電流，可以調(diào)節(jié)被測動力機(jī)械的轉(zhuǎn)矩。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)。

　?。?）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。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(lì)磁電流即可改變負(fù)載力矩。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。

　　（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)。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。適用于大力矩而轉(zhuǎn)速較低的場合。

　　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。