电力测功机

01直流测功机原理

　　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；也可以作直流电动机运行，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。

02交流测功机原理

　　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。

　　交流电力测功机还有一个最大的优点是能源回馈功能，它可以将被测机械发出的能量以电能的型式回馈给电网，供其他设备使用，而不是将能量转换成热能消耗掉，从这一点来说，交流测功机在建成后使用经济性是其他测功机无法比拟的，因为节约了能源，也就等于产生了经济效益。

电力测功机典型应用系统

　　总体而言，概括起来电力测功机工作原理就是：电力测功机采用交流变频回馈加载，加载能量通过交流负载发电机回馈电网，扭矩、转速通过扭矩传感器直接测量，电量综合测量仪表检测电流、电压、频率、功率因数等，计算机自动检测、显示并完成数据处理、报表及各种曲线。利用电机测量各种动力机械轴上输出的转矩，并结合转速以确定设备的功率。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。

01节能

　　水力、电涡流是将动力机械设备发出的机械能转换为水的热能以达到测功的目的，虽然水在经过水循环后可以重复利用，但是热能无法回收，只能白白浪费。电力测功机却可以把产生的机械能转换为电能回馈到内部电网，供其他电气设备使用，其电能回馈效率可达92%以上，使节能的一种好选择。

02高精度

　　电力测功机无论是直接转矩还是矢量变频控制方式都可以实现对转速和扭矩的良好控制，配合高性能的扭矩传感器和转速传感器的使用，可以保证测功器控制扭矩和转速在±1到2之间。这样的精度，满足了我们对电机等驱动设备测试精确控制以及测量范围较大的要求。

03高性能

　　电力测功机的加载特性在0到额定转速时为恒转速扭矩特性，在额定转速到最高转速时为恒功率特性，这满足了驱动设备启动和测试的动力要求。水力测功器仅能一个方向加载，电涡流测功器虽然可以两个方向加载但是不能实现倒拖功能，而电力测功机可以双向加载还可实现倒拖功能。

04高稳定

　　作为测功器的电机技术极为成熟，其工作的稳定性成为测功器运行的基础，从使用过程来看，使用的稳定性和可对比性相对于其他测功器有明显的优势。

05可维护性

　　目前电机的技术相对成熟，相对维护时间较长，一般为5000到10000小时才需要维护一次。

　　电力测功机以往大都采用直流测功电机，这是因为直流电机的调速性能好，控制简单。但直流电机由于换向器的影响，不能适用于高速运行，因此在转速很高的情况下，往往采用机械减速装置，使系统复杂且噪声增大。

　　交流测功机是一种新型的机电一体化测功机，适合各种不同类型的电机性能测试。交流电力测功机由于不存在换向器问题，因而结构简单、可靠性高，且近几年来随着电机控制技术和电力电子技术的发展，交流传动系统在动、静态性能上得到了显著提高，因此对于交流测功机的研究成为主流趋势。

　　将现代交流测功机技术应用于电机性能测试领域，可以充分发挥其优异的转速和转矩控制特性，以及动态响应快、结构灵活多样、高效节能、可靠性高等特点；同时，可以设计出机械测功机无法实现的控制方案，如能量回馈、电封闭测试和多路并行测试等，并可使用计算机和虚拟仪器技术实现电动机测试系统的自动化和智能化。