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1、电涡流测功机的结构、原理、 使用和维护 孙 丽 凯迈（洛阳）机电有限公司 主要内容 一、原理、结构 二、现场参观 三、选型和使用 四、南峰的电涡流测功机 五、故障、原因和解决措施 六、答疑 概述 电涡流测功机是一种精密的检测设备。利用电磁感应原理进行工作 测功机分类：电涡流、水涡流和电力。盘式和鼓式；直接冷却和间接 冷却。 组成：涡流制动器、控制装置、测力装置和测速装置。控制装置通过 测速和测矩和涡流制动器电连接。 涡流测功机的作用和原理：各种动力机械一般性试验、型式试验及研 究上。测发动机的各种特性、整机、零部件、变速变矩装置等的动力 性能。电磁感应原理。 型号含义： 技术来源：水涡流和电涡
2、流从德国引进。 使用：启动水涡流、南峰的电涡流、国外的电力。 南峰的电涡流测功机 型 号额定吸收功率 （KW） 最大扭矩 （Nm） 扭 矩满量程 （Nm） 转动惯 量 （Kgm2） 平 均耗水量 （l/h） 备注 CW5-5000/15000（脂）59.55100.0021150柱 式 电 涡 流 测 功 机 CW10-3000/15000 （脂）1031400.00921300 CW20-5000/15000 （脂）2037400.00921600 CW25-2400/10000 （脂）251001000.073750 CW50-2700/10000501762000.004321,500
3、CW150-1500/650015095510001.194,500 CW100-3000/100001003184000.1433,000 CW160-3000/100001605226000.2314,800 CW260-1800/7500260139515001.397,800 CW260B-1800/7500260139515001.307,800 CW440-1500/6500440276430003.6913,200 CW440D-1500/6500440280030003.5013,200盘式 电涡 流测 功机 CW550-1500/3000 （脂）55035004000 22,
4、000 CW850-1500/3000 （脂）850540060008.0934,000 CW1300-1500/3000 （脂）85082709000 1、平均耗水量按进出水温差32，单位功率耗水量按27L/KW.h计算 2、满功率耗电不包括电控的耗电量（约2.5A） 1988从引进德国策而纳技术。 两大系列：电涡流（鼓式和盘式）和水涡流 电涡流测功机组成 电涡流测功机 主机 控制 转动部分固定部分摆动部分 转子轴 转子盘 法兰盘 测速齿盘 高速轴承 底座 支架 进出水部件 测力组件 润滑泵 测速传感器 励磁线圈 测力臂 出水管 外环 涡流环 配重块 接线盒摆动轴承 油门执行器 鼓式电涡流测
5、功机结构 盘式涡流测功机的结构 转子部件 1、最重要的零件之一：引起气隙磁场的变化， 2、齿数 3、转子和轴的连接 4、损坏形式：转子外圆磨损，轴表面损伤、弯曲 涡流环 最重要的零件之一：产生涡电流，水冷却 最易损坏的零件之一：变形、漏水 励磁线圈 技术参数：电阻、绝缘电阻（不小于200兆欧）、击穿 电压（10倍额定电压或15003500V） 安装固定： 损坏形式： 鼓（柱）式电涡流测功机结构 CW260B 鼓式测功机和盘式测功机的区别 盘式测功机突出优点轴向尺寸小、转动惯量 低、有效材料利用率高和重量轻，磁回路离 轴远，因此比不考虑预防轴电流。但从制造 的观点出发，盘式涡流制动器的转子处于磁
6、 场回路的气隙中，无论是机械的或热的原因 使转子对中心位置发生偏移时，都将引起转 子两侧的气隙的显著变化，从而导致不平衡 磁拉力的急剧增加。所以制造精度要求高。 鼓式测功机轴向尺寸大，转动惯量高、有效 材料利用率高和重量大。且由于磁回路通过 转轴，即使采取双电枢结构，也需要考虑防 轴电流。但是，加工精度较低，工作中气隙 可以保持不变。 报警装置 流量开关：不同型 号对应不同的开机 流量。 压力检测器：控制 最小的开机压力： 0.020.03MPa。 环温传感器：56 60 轴承温度传感器： 75 涡流测功机的工作原理 涡流制动器的组成： 旋转部分（感应子） 、摆动部分（电枢和 励磁绕组）组成。
7、 电枢 励磁线圈 感应子 测速传感器 拉压力传感器 转子部件 电枢（涡流环） 励磁线圈 感应子（转子） 制动力的产生： 左手定则和右手定则 左手定则： 已知电流方向和磁励线方向，判断通电导体在磁场中受力方向，如电 动机。 伸开左手,让磁励线穿入手心(手心对准N极，手背对准S极)， 四指指 向电流方向 ，那么大拇指的方向就是导体受力方向。 左手定则说的是磁场对电流作用力，或者是磁场对运动电荷的作用力 。 右手定则: 确定导体切割磁励线运动时在导体中产生的感应电流方向的定则。（ 发电机） 右手定则的内容是：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都 跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁励线垂
8、直穿入手心， 大拇指指向导体运动方向，则其余四指指向感应电流的方向 右手定则说的是导线在磁场里面，切割磁励线运动的时候，产生的感 应电流的运动方向 功率的计算 瓦 = 千瓦 = 机械特性曲线 励磁电流一定时，转矩和转速之间的关系曲线定电流 控制特性 临界转速：转矩最大时的转速。与涡流环材料的电阻系 数和导磁系数成正比；随涡流环直径的增加和气隙的减 小而降低。 转子最大直径受离心力引起的机械应力和转动惯量决定 。 最大转矩与转子直径、长度、齿数和涡流环的导电导磁 系数等有关。 电涡流测功机主要技术指标 a）系统扭矩测量精度：应不大于0.4 FSR(CW5电涡流测功机为0.5FSR)； b）扭矩测
9、量灵敏度：应不大于0.1FSR； c）转速测量误差：应不大于0.11个字； d）恒转速控制误差：应不大于5r/min； e）恒转矩控制误差：应不大于0.2FSR。 3、使用和维护 测功机的选用 O A B C D 1、OABCDO是电涡流测功机所能测量的扭矩范围；原动机曲线落在此范围内都能测到。 2、合理选择测量范围，保证精度。测功机的最大扭矩在满量程的2080%之间测量精度最高 测功机的选用 除了测功机的扭矩曲线能包容原动机的曲线外， 还应考虑以下几点： 测功机提供的负载能方便地进行调节，并 能 在自动调节中有最好的过渡品质和静态正确度 。 测功机控制系统能按试验规范要求进行控制（ 如恒转、
10、恒扭、转速比例、转速平方等）。 测功机加负荷和卸负荷的速度与试验规范相适 应，能迅速准确的与输入指令同步。 当要求数据进行自动收集（记录、处理）时， 负荷和测量系统应该有电讯号输出，这样测功 机便于控制和自动化。 另外，还应考虑寿命、可靠性、周期和费用等 因素。 电涡流测功机的布置 测功机应安装在牢固坚实的基础上，不受冲 击振动，环境中不应有尘埃、油雾及含酸、 碱、盐等的有害物质。 主机和控制柜的布置根据用户的试验场所决 定，最好分放在两个房间里，以减少噪音的 相互影响。但主机和控制柜的距离不应超过 10米。控制柜应放在振动较小的位置上。 测功机和原动机的布置，既要考虑到相互的 连接，又要便于
11、各自的安装、使用操作和维 修保养，也要便于被测原动机的运入、运出 、吊装、检查等等，还要考虑水路、电路的 走向。 电涡流测功机的安装 主机必须安装在单独的混凝土基础上或铸铁平 板上。混凝土应为高质量的水泥（425或525 号）。基础尺寸由主机底座的大小决定。基础 四周应设隔振沟。 用0.02/1000水平仪测量，气泡不应超过3个 小格（在相互垂直的两个方向测量）（发动机 和测功机安装在共同的平板上时不需要测量） 。安装时应考虑到和被测试原动机的对接。根 据给出的安装尺寸进行安装，还要考虑冷却水 的进出，进水管径应不小于主机入口管径，排 水管应有适当的坡度，使底座的积水能自动排 出。安装时一定要
12、固紧。 测功机与原动机的对接 由于测功机与原动机中心线的任何偏差都将引起它们的附 加振动，在轴和轴之间产生负荷，所以一定要尽可能地保 持两轴中心线重合。对橡胶弹性联结及尼龙绳联结等软联 结方式同轴度不大于0.2mm。 测功机所受负荷与连轴器的不平衡重和转速平方之积成正 比，可见动负荷随转速的增加而急剧增大。所以，在测功 机轴伸上的任何附件都必须进行严格的动平衡。联轴器的 参数应与测功机和被测原动机相协调。在材料和强度允许 的条件下，应尽量采用较轻的联轴器。 说明书中给出了联结法兰尺寸。 轴端联轴器所用的固紧 螺钉的力矩应大小合适，其参考力矩: 联轴器应装有安全防护罩， 螺钉规 格 M6M8M1
13、0M12M16M20 力矩（N.m ） 133050100275350 油门执行器的安装 油门执行器是控制发动机油门开度的的执行 机构。应装在发动机油门附近便于控制且振 动又比较小的地方。一般应平放。它应有坚 固的基础和托架，远离热源，它与化油器的 距离不应大于400mm。油门执行器摆杆和 发动机控制杆之间用拉杆或钢丝绳连接。调 节拉杆和钢丝绳的连接位置和长度，当油门 开度由全关调到全开时，尽量使油门执行器 摆杆从零转到最大角度（045）。拉油门 时应保证灵活，不应有摩擦、阻塞等现象。 油门执行器的型号和技术参数： 电缆与电缆连接 主机与控制部分是通过电缆连接的。 控制系统的电源为220V、5
14、0H（60HZ） ， 电源波形应无严重失真。否则会引起调节稳 定或控制精度下降。 电源引线参考值： 电涡流测功机的冷却 1.冷却原理 主机把吸收的功率转换成热量，靠冷却水流动把热量带走，以保证产品 的正常运行。冷却水量不足，水温升高。当水温超过70后，会加速涡 流环的腐蚀和积垢，影响热交换效率，严重时会损坏测功机。建议采用 带有热交换器的循环冷却系统，以便使用经过处理的冷却水。并应在进 水口加过滤网。测功机上装有温度监测报警开关，以保证水温不致过高 。 2. 对冷却水水质的要求 冷却水的水质对热交换率影响较大。水质差很容易产生积垢，造成冷却 水温度升高。因此，应使用洁净的冷却水。水中不应含有酸
15、、碱等有害 物质，悬浮物含量应控制在5mg/L以下，含盐量不应超过600mg/L。经 验证明，使用硬度较低的自来水，一般不会产生严重的结垢现象。根据 我国对冷却水水质的要求，推荐的清洁冷却水应包含的理化指标如 电涡流测功机冷却水 3、选择冷却水量（按原动机的最大负载确定）： 正确选择测功机冷却水流量是用好电涡流测功机的必要条件。 水量不足，水温升高，结垢加速，影响冷却效果。严重时将引 起关键件的变形，损害测功机。水量过多则造成不必要的资源 和能源的浪费。因此需合理选择冷却水的流量。 试验时，要根据被测发动机的使用功率和进出口水温差来确定 冷却水的水量。冷却水量的计算： Q=861.6P/100
16、0t t= ti-to =861.6/qs 式中： Q冷却水水量，m3/h; P被测原动机的最大功率,KW; to进水口水温度，； ti出水口水温度，； qs冷却水排量。一般取值 2060升/千瓦。 入水口水温一般不能超过30，出水口水温一般不超过50（ 温度开关控制）。 电涡流测功机冷却水 冷却水量取决于原动机的最大负载和进出水温差 电涡流测功机的出水管结构 出水胶管选用意大利进口胶管，柔韧性特别好， 完全能保证产品的静校精度。 轴承的润滑 为降低轴承温度，减小摩擦防止锈蚀，保证测功机长期安全运行，轴承必须润滑 。 油润滑和脂润滑。我们的电涡流测功机多采用油润滑。 活塞泵和齿轮泵。 活塞式润滑泵的工作原理：接通电源后，润滑泵开始工作，把润滑油泵入两端主 轴承内，经油管流回油室。油泵发生故障或油室内油位低时都会报
