马达侧功机主机结构及工作原理

概述：电机测试系统由测功机、控制器、输入电参数仪和电源系统（直流）组成，它可以任意改变电机的负载，直接测量出电机的、耐压、空载、负载、等特性的测试，测量电机的输入电压、电流、功率及输出转距、转速、输出功率及效率。可以进行电机的自动测试、参数设定好后可以对电机进行合格判断。

一、 马达测功机主机结构与工作原理

1. 马达测功机主机结构

马达测功机系统由控制系统（测功机智能控制仪、多功能电参数测量仪、微机、系统控制软件等）、动力系统、执行系统组成。

它可以任意改变被试电机的负载，测量出电机在空载、各负载点及堵转状态下的电机电压、电流、输入功率、转矩、转速、输出功率及效率（交流还可测功率因数及频率）。本系统软件运行在 Windows7环境下，用户界面友好，操作方便，具有手动、自动、定点测试方式，即负载可手动、自动、定点调节，测试数据在微机上显示，可自动绘制动态曲线、自动生成测试报告、自动进行合格判定，可自动保存测试结果，测试结果可以表格和图形方式显示、打印，并以文件形式保存在微机中，几个不同的电机特性曲线可在同一界面内比较，并可由微机直接控制被试电机运行及停止。

马达测功机系统组成图：
控制柜	测功机

系统接线图

注意：

①端子1和2的短路片不能断开；

②接线必须与接线图一致，否则可能损坏设备；

③取样/补偿在大电流小电压情况下补偿压降（直流），交流无需补偿。

2.测功机原理及特点

2.1 ZC系列磁滞测功机

原理：

磁滞测功机是根据电磁力矩技术设计制造的制动式测功机（力矩机）是对被试电机施加转矩负载并吸收其功率的转矩机，也是旋转力矩——静止力矩变换器。转速传感器及转矩传感器都安装在测功机上，通过测功机将被试电机的转速和转矩转换成脉冲信号和模拟信号，送至测功机控制器显示；被试电机拖动磁滞测功机旋转时，电机输出的全部功率都被磁滞测功机吸收并转化为热能，借助散热器及外设冷却风扇将其散热。工作时，通过控制器提供溦磁电流给磁滞测功机，磁滞测功机内部线圈通电时则帝生磁力线，通过定子齿极、气隙、转子磁滞杯，形成一闭合磁路，由于磁力线在齿凸极部分分布较密，齿间分布较稀，当转子旋转时磁滞杯上感应电势并生涡流，涡流和磁场相互作用而产生转矩，该转矩即为负载力矩。该力矩的大小只与控制器加在测功机线上的电流大小有关，而与被试电机拖动测功机旋转的速度基本无关。

适用范围：

根据磁滞测功机的结构特点可见，该种测功机适用于中小力矩而转速较高的场合。如起动电机恒力矩带载起动、异步电动机、小功率直流电机、串激电机及电动工具行业使用。尤其适合于各种电机的动态测试其特性曲线的要求。

2.2 ZF系列磁粉测功机

工作原理：

磁粉测功机是根据磁粉力矩技术原理设计制造的制动式测功机（转矩机），是对被试电机施加转矩负载并吸收其功率的转矩机，也是旋转力矩静止力矩变换器。转速传感器及转矩传感器都安装在测功机上，通过测功机将被试电机的转速和转矩转换成脉冲信号和模拟信号，送至测功机控制器显示，被试电机拖动磁粉测功机旋转时，电机输出的全部功率都被磁粉测功机吸收并转化为热能，借助散热器及外设冷却风扇或水冷将其散热。当工作时，通过控制器提供励磁电流给磁粉测功机，磁粉测功机内部线图通电时则产生磁场，使内部磁粉按磁力线排成磁链，由磁粉链产生的拉力变为阻止转子旋转的阻力，该力即为负载力矩，该力矩的大小只与控制器加在测功机线图上的电流大小有关，而与被试电机拖动测功机旋转的速度基本无关。

特点：

①测功机转子为实心鼓形转子，转子惯量小，承受离心力大，适用于大力矩快起动的特性；

②测功机的力矩产生是由磁粉链的拉力形成的，力矩的变化具有缓冲性，且具有较小的力矩面能产生较大力矩的特性；

③静态转矩时力矩平滑，没有齿槽波动转矩；

④无磨擦结构，使用寿命长；

⑤操作方便，只需调节励磁电流即可改变测功机的力矩大小；

⑥设计合理，外部结构简单，辅助设备少。

适用范围：

根据磁粉测功机的特定结构可见，该种测功机适用于大力矩而转速较低的场合。如起动电机恒力矩带载起动、异步电动机、大功率直流减速电机，及造纸、纺织等行业使用的恒张力控制等。

2.3 ZD系列电涡流测功机

电涡流测功机是由导电导磁材料制成的涡流环、铁磁材料的定子与直流磁极线圈组成的涡流腔定子，和铁磁材料的实心转子组合而成的旋转机。在定子上安装了转速转矩的测量部件。

电涡流测功机的工作原理是：当定子直流磁极线圈未施加励磁电流时，转子无力矩自由旋转（轴承摩擦力矩忽略），当定子直流磁极线圈通入电流时，定、转子的磁极气隙将产生磁场，在定子上的涡流环内产生自成回路的涡流，涡流又与磁场相互作用而产生制动力矩。被试电动机带动测功机旋转时，测功机的定子上受到一个与转子旋转方向相同的力矩，该力矩通过力传感器转换成电信号输送到相关的显示设备。

另电涡流测功机是靠涡流产生力矩的，所以，当转子静止时，即使对直流励磁线圈施加电流，也没有涡流产生（磁场形成的磁拉力忽略），也就基本是没有力矩的。

电涡流测功机作负载实验时，被试电动机输出的全部能量都将被测功机本身吸收，主要在涡流环上产生热量，因此，只要将涡流环浸泡在水里，即可解决散热问题，采用水冷的方式比起磁滞测功机和磁粉测功机在结构上都要简单的多。

结构特点：

①结构简单，操作维护方便

②制动力矩大，测试精度高，工作稳定

③转动惯量小，动态响应速度快；

④无磨擦结构，使用寿命长

⑤操作方便，只需调节励磁电流即可改变测功机的力矩大小

⑥设计合理，外部结构简单，辅助设少

适用范围：

根据电磁测功机的特定结构可见，在高速方面尤为突出、该种测功机特别适用于制作高转速，大扭矩的测功机。如串激电机、大功率异步电动机、大功率直流减速电机等。不适合低速电机做试验，不能对电机进行堵转试验。