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選擇測功機主要考慮哪些方面因素
2024-02-29

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zui佳的測試范圍,超出zui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。

選擇測功機主要考慮哪些方面因素?今天易登科技小編就跟大家聊聊:

1.zui高轉速:

測功機本身所能承受的zui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zui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zui高轉速時,測功機并不能輸出zui大轉矩。

2.zui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zui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zui大轉矩:Tmax=(Po*9.55)/(n0*0.9)*2倍   n0:空載轉速

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

●估算直流電機zui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zui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zui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zui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zui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zui低要求,同時又能zui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zui終的效率計算出現較大的偏差。同樣,轉速的zui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

電渦流測功機

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zui好,通常轉矩在20Nm~500 Nm之間

良好

一般

較經濟

一般

 

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