測功機（電機性能測試）

一、電機檢測技術概述   www.zjcegong.com

科學技術的不斷發展對產品的質量提出越來越高的要求，現在企業的發展科技創新至關重要。比如電機行業，伺服電機越來越朝著大功率、大力矩、高轉速、動態響應好、機械特性好等要求發展。隨著國家戰略發展的要求，航空工業發動機在未來的幾年之內實現國產化，提高核心競爭力。再者，隨著新能源領域的發展純電動自行車及純電動汽車也實現快速發展，電動車行業利用高效率電機（永磁同步電機、無刷電機）和驅動器來是實現節能環保的效果。同樣社會在發展，特別是電機新技術不斷的更新。對電機檢測儀器要求也越來越高！電機檢測包括電機定子測試、電機生產線快速測試、電機出廠測試、電機性能測試，要求對電機定子測試系統快速，智能化程度高；對電機出廠測試系統的整體測試精度要高，智能化程度高；電機性能測試是全面的分析電機綜合性能指標。所以電機檢測儀器技術也要不斷的更重新與發展，才能滿足時代的需求！

二、測功機選擇要素及注意事項：

1、 在交直流電機和電動工具試驗中，常常使用到測功機這種測試設備，測功機主要測試電機的轉矩、轉速、輸出功率。

但是不是每一臺測功機都能滿足所有的電機測試要求的，主要考慮三個方面的因素：

第一，扭矩測試范圍，測功機的轉矩通常是不能超過的最大轉矩值，如果短時內即把試驗全部完成，一般不會有太大的題。

第二，轉速測試范圍，測功機的轉速通常是不能超過的承受的最大轉速，如果長時間超速使用會大大縮短測功機的使用壽命，特別是機械磨損。

第三，測功機上通常所標的功率是指測功機所能吸收的功率，因為一般的測功機（磁滯、磁粉、電渦流測功機是靠吸收熱量達到能量的消耗）即被測交直流電機或電動工具的輸出功率。嚴格地來說，這個指標也是不能超過的，否則測功機很容易就會因為熱量散不出去被燒壞；

2、測功機的選擇要不但要滿足轉速、轉矩、功率三個主要技術指標，還要看看是不是符合測試的具體要求，一般電機都需要測試空載轉速、空載損耗、堵轉轉矩等參數，也是需要著重考慮的！

3、在測功機的選擇時，最好電機所有的測試數據都在測功機性能參數的30%~90%之間。因為測功機在這個區間的測試精度是最有保證的,主要分三個部分：測功機機械部分、轉速轉矩傳感器精度范圍、轉速轉矩功率測量儀顯示精度。

4、通常用到的測功機主要有以下的分類：磁滯測功機、磁粉測功機、異步測功機（電力測功機）、渦流測功機及不太常用的測功機（永磁同步電機、伺服電機等）。

測功機按能達到的轉速高低排序為：渦流測功機、異步測功機、磁滯測功機、磁粉測功機；

（1）渦流測功機、異步測功機不能將電機或電動工具做到堵轉，但其轉速上限卻很高，通常20000~30000RPM；轉矩也可以做到很大。

（2）磁滯測功機轉速一般為20000轉以下，但其可以做到堵轉，不過功率不太大；轉矩一般為20Nm以下。

（3）磁粉測功機的轉速較低，通常1500~5000RPM，但轉矩可以做大，電機也可以做到堵轉。

5、通常異步測功機不需要水冷卻，僅風冷即可；渦流測功機、磁滯測功機、磁粉測功機則需要水冷和風冷同時進行，也有些小功率的磁滯測功機不需要水冷也能滿足測試要求；測功機在使用過程中，一定要開啟冷卻功能。

三、測功機配套及使用場合：

1、配套設備：
(1) 簡單配置：電參數（單相、三相、直流）、測功機控制儀、測功機、夾具
（2）完整配置：測功機動態控制儀、測功機控制儀、單三相直流電參數儀、交流變頻電源/直流電源、夾具、工控機顯示器、控制操作臺
 
2、測功機選擇及適用場合
磁滯測功機
(1) 磁滯測功機由帶齒極定子、空心磁滯杯轉子、激磁線圖、支架、底板等組成，當磁滯測功機內部線圈通過電流時產生磁力線，并形成磁回路二產生轉矩，改變勵磁電流即可改變負載力矩。
(2) 適用于中小力矩而轉速較高的電機測試，如異步電機、小功率直流電機、串激電機及電動工具行業等。
磁粉測功機
(1) 磁粉測功機是由定子、實心轉子、激磁線圈、磁粉介質、支架、底板等組成，當磁粉測功機內部線圈通過電流時產生磁場，使內部磁粉按磁力線排成磁鏈，由磁粉鏈產生拉力變為阻止轉子旋轉的阻力，該力即為負載力矩。改變激磁電流即可改變負載力矩。
(2) 適用于大力矩而轉速較低的場合。如起動電機恒力矩帶載起動、異步電動機、直流減速電機及造紙、紡織等行業使用的恒張力控制等。
電渦流測功機
(1) 電渦流測功機由感應子（轉子）、電樞及勵磁繞組、轉矩、轉速傳感器、底板等組成，當感應子被電動機驅動旋轉時，氣隙磁通密度隨感應子的旋轉而發生周期性變化。因此，在渦流環表面及一定深度內感生渦流電動勢，并產生渦流，該渦流所產生的磁場又與氣隙磁場相互作用，產生制動力矩。改變定子的勵磁電流，可以調節被測動力機械的轉矩。
（2） 適用于高轉速、大功率動力機械的轉矩和功率測量，尤其適用于動力機械的仿真壽命試驗及溫升試驗，如串激電機、電動工具及大功率電機。

3、應用場合：
（1）測功機也稱測功器，主要用于測試發動機的功率，也可作為齒輪箱、減速機、變速箱的加載設備，用于測試它們的傳遞功率。
（2）單相異步電機（洗衣機電機、油煙機電機、風扇電機、空調電機、壓縮機電機）、罩極電機、直流電機、串極電機、電動工具、三相電機、同步電機、調速電機、步進電機、雨刮器電機、搖窗電機、汽車暖風電機、摩托車起動電機、輪轂電機、差數電機等。
 
 
四、測功機系統功能介紹：
1．主要性能:
（1）測試數據均數字顯示并可送到微機，采樣、畫曲線和打印；
（2）采用高精度負載傳感器；穩定性好，使用壽命長等特點；
（3）整機靈敏度高，負載轉矩穩定性和測試重復性好；
（4）僅調節勵磁電流便可控制負載的大小
（5）軟件操作簡單易學，并可實現手動、自動、定點等測試方式。
（6）電量測試儀具有多檔量程（自動切換）滿足大功率電機和小功率電機的測試
(7) 三維調節臺可方便安裝電機，實現快速裝夾。（供選擇）
2 、系統功能:
  (1) 可以電腦上控制電機的開關操作；
  (2) 系統具有手動、自動測試方式（此方式可不聯接電腦操作）全部過程可在控制柜上的顯示控制儀上實現；數據可鎖存,以便手工記錄；
  (3) 系統具有自動測試方式：即負載根據設置自動加載，掃描電機從空載到堵轉（或設定值）的特性曲線；
  (4) 系統具有定點測試方式：即電機運行后，負載自動調節到設定值，并在設定值處穩定運行；
  (5) 測試結果：電機測試數據以報表或曲線的方式顯示，可打印保存，方便下次打開查詢曲線，曲線坐標參數（橫坐標及縱坐標）可修整
  (6) 額定扭矩實驗精度：±0.5%；轉速精度±0.2%；
  (7)  測功范圍:0.01Nm-1000Nm(客戶可根據自己的電機功率大小,選擇量程合適的測功機)

 
五、測功機測試軟件功能介紹：
 
1、測試項目：
（1）空載、負載、堵轉測試時對電流、轉矩、轉速、輸出功率進行安全值的設定，可實現自動推出限制。
（2）自動加載與手動加載測試：
A 負載測試加載速度可調：根據實際需要自行調節。
B 測試加載增量可調:可對初始加載量和增量進行設定。
（4）定點測試：可對電流、轉矩、轉速、功率進行測試。可定一個點不卸載；定多個點卸載。定點個數最多可以定5個點。定點數據可以設定。
（5）耐久測試：測試步驟1 2 3 4 5；運行方式：空載、轉矩、輸入功率、輸出功率、不測可隨意設定；每個項目下的耐久值和誤差值可隨意設定；測試時間也可以隨意設定。
 
2、銘牌參數：
電機型號、額定功率、額定電壓、額定轉速、客戶名稱、客戶檔案、測試人員、測試日期。
參數作為報表幫助客戶整理和分析數據。
 
3、曲線坐標：
（1）兩種模式，七條坐標曲線。
（2）兩種模式：轉速模式、轉矩模式。兩種模式只是對數據分析的方式。
（3）七條曲線：電壓、電流、轉速、轉矩、輸入功率、輸出功率、效率。每條曲線的最大值和顏色代表的曲線可隨意設定，方便分析數據。
 
4、電機參數的存儲和調用：
每一種電機的參數設定好以后可以存儲，以便下次使用和調用不需要重新去設定。
 
5、測試界面：
測試界面可以實時顯示測試的瞬時值（電壓、電流、轉速、轉矩、輸入功率、輸出功率、效率），并可以間按一定的時間（隨意設定）采集數據。同時在測試過程中曲線自動繪制。更好的監控測試的過程。
 
6、報表分析：
（1）整個測試過程的曲線圖（電壓、電流、轉速、轉矩、輸入功率、輸出功率、效率）
（2）銘牌參數值
（3）關鍵點電機性能分析
空載點：電流值和轉速值
最大轉矩點：轉矩值、轉速值、電流值、輸出功率值、效率值
最大輸出功率點：轉矩值、轉速值、電流值、輸出功率值、效率值
最高效率值：轉矩值、轉速值、電流值、輸出功率值、效率值
六、測功機選型：