一测功机概述

　　测功机是电机试验的基本实验设备之一，随着技术的进步与发展，测功机技术从最早的水力和机械式测功机发展到现代的电力测功机。常用的测功机有水力测功机、电涡流测功机、磁粉测功机、磁滞测功机、直流测功机和交流测功机，直流测功机和交流测功机又被称为电力测功机。

二测功机分类

01磁滞测功机

　　1、组成及原理

　　磁滞测功机是由带齿极定子、空心磁滞杯转子、激磁线圈、底板等组成，当磁滞测功机内部线圈通过电流时则产生磁力线，并形成磁回路而产生转矩，改变激磁电流即可改变测功机滞动转矩从而达到控制负载转矩的目的完成对负载特性的测试。

　　2、产品特点

　　(1)转子为空心杯形结构，适用于低速和中高速电机。(2)测试精度高，灵敏度高，负载转矩稳定性和测试重复性好。(3)无电刷滑环结构，气隙中无磁粉摩擦,使用寿命超长。

　　3、应用场合

　　适用于中小功率电机的型式试验，如起动电机恒力矩带载起动、异步电动机、单相异步电机(洗衣机电机、油烟机电机、风扇电机、空调电机、压缩机电机)、罩极电机、直流电机、串极电机、步进电机、摩托车起动电机、小功率直流电机、串激电机及电动工具行业等。尤其适合于测试各种微特电机的动态特性曲线。

02磁粉测功机

　　1、组成及原理

　　磁粉测功机是由定子、实心转子、激磁线圈、磁粉介质、支架、底板等组成，当磁粉测功机内部线圈通过电流时产生磁场，使内部磁粉按磁力线排成磁链，由磁粉链产生拉力变为阻止转子旋转的阻力，该力即为负载力矩。改变激磁电流即可改变负载力矩。

　　2、产品特点

　　(1)转子为空心鼓形转子，惯性小，承受离心力大。(2)测功机的力矩产生是由磁粉链的拉力形成，力矩变化具有缓冲性。(3)静态转矩力矩平滑，没有齿槽波动转矩，无剩磁转矩。(4)无摩擦结构，使用寿命长。(5)操作方便,只需调节激磁电流即可改变测功机的力矩大小。

　　3、应用场合

　　用于中大力矩而转速低的电机测试，如起动电机恒力矩带载起动、异步电动机、直流减速电机、单相异步电机、洗衣机电机、油烟机电机、风扇电机、空调电机、压缩机电机、罩极电机、直流电机、电动工具、三相电机、同步电机、调速电机、步进电机、雨刮器电机、摇窗电机、汽车暖风电机、电动车电机及造纸、纺织等行业使用的恒张力控制等。

03电涡流测功机

　　1、组成及原理

　　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。

　　2、产品特点

　　(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。

　　3、应用场合

　　(1)适用于高转速、大功率动力机械的转矩和功率测量，尤其适用于动力机械的仿真寿命试验及温升试验，如串激电机、三相电机、同步电机、调速电机、电动工具及大功率电机。 (2)电涡流测功机做性能试验、型式试验、研究试验。

04电力测功机

　　1、组成及原理

　　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。电力测功机分直流电力测功机和交流电力测功机，目前用得较多的是交流电力测功机。

　　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撑，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。

　　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。

　　2、产品特点

　　(1)节能：由于采用发电回馈加载，具有节能效果好的特点。(2)加载特性非常好：在额定转速以下可以保持恒扭矩加载(零转速甚至反转)，额定转速以上可以恒功率加载。(3)恒扭矩和恒转速控制稳定度是其他加载器无可比拟的，它可以在全程转速(甚至在零转速下)和扭矩范围内保持极高的稳定性。(4)可以很方便的实现零扭矩和零转速启动，以完成真正的对电网和机械的无冲击软启动。

05水力测功机

　　1、组成及原理

　　水力测功机是利用物体在水中运动产生摩擦阻力吸收发动机的功率的一种测功装置。由制动器、测力机构、供水系统和指示控制部分组成。制动器是吸收功率的部件，由转子及壳体组成。水通过进水孔进入涡流中心，转子使水在涡流室中做旋转运动，通过与外壳的摩擦，使外壳摆动。控制阀控制出水量以调节水层厚度，水层越厚，水与外壳的摩擦力矩越大，吸收功越多，外壳摆动角度也越大，测力计上的读数相应的增加。

　　2、产品特点

　　结构简单、造价低廉、高速吸收功率大，运转平稳;缺点是控制不便，测量精度差，难以实现远距离操纵及自动调节。

　　3、应用场合

　　(1)主要用于功率300kW以上的汽油和柴油发动机(可高达30MW)。(2)以低转速下高功率和高扭矩的为主的柴油机研究开发试验台和无快速反应特性要求的耐久试验。(3)重型发动机、机车和轮船发动机的质量控制试验台。(4)有特殊性价比要求(用海水作为工作介质以降低成本)

三测功机特点比较

　　水力测功机只能单向加载，而电涡流测功机可以双向加载，但是电涡流测功机低速加载性能差，甚至会出现低速无法加载的情况。磁粉制动器无法用于高速场合，磁滞测功机不适用于大功率的场合。电力测功机具有馈电功能，因此在实验中节约能源。

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