《10转速、转矩和功率测量》由会员分享，可在线阅读，更多相关《10转速、转矩和功率测量（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十章、转速、转矩和功率测量,热工测试技术,本章学习要求：,1.转速表的分类和基本原理 2.转矩测量的方法和常用仪器 3.测功机的原理和结构,第十章、转速、转矩和功率测量,动力机械运转状况参数 转速转矩功率,10.1 转速测量,在动力机械测试中，转速是指单位时间内转轴的旋转次数，通常以每分钟的转数作为计量单位。所以一般是指平均旋转速度，而不是瞬时旋转速度。 分两类：接触式转速表；非接触式转速表,第十章、转速、转矩和功率测量,一、接触式转速表 消耗被测转轴能量，精度差； 离心式转速表； 磁性转速表； 电动转速表； 定时转速表；,10.1 转速测量,离心式转速表,10.1 转速测量,磁性(电涡流)
2、转速表,10.1 转速测量,电动转速表,10.1 转速测量,HMZ定时转速表；,10.1 转速测量,二、非接触式转速表 不消耗被测转轴能量，精度高，但结构复杂； 根据转速传感器类型分类： 光电式转速表； 磁电式转速表； 激光转速表；,10.1 转速测量,光电式,10.1 转速测量,磁电式；计脉冲数，与脉冲电压大小无关,10.2 转矩测量,一、测量方法分类,第十章、转速、转矩和功率测量,1、传递法 轴受到转矩作用时会产生变形、应力或应变 2、平衡力法 动力机械在对外输出转矩时，其机壳上同时作用着大小相等、方向相反的平衡力矩。 输入转矩 输出转矩,10.2 转矩测量,注意：不要超出弹性扭轴的机械强
3、度,10.2 转矩测量,二、常用转矩测量仪器,光电式；,10.2 转矩测量,测量直接方波占空比或脉冲电流的平均值与电流幅值比 可计算出相位差,10.2 转矩测量,磁电式；测量两磁头脉冲的相位差,10.2 转矩测量,应变式： 在转轴主应力方向上贴应变片，测应变值,10.2 转矩测量,磁致伸缩式； 磁致伸缩效应：机械变形（应变） 磁化特性（磁阻）,10.3 功率测量,第十章、转速、转矩和功率测量,测输入功率：制冷机、风机、压缩机和泵 测输出功率：内燃机、水轮机、汽轮机 功率的测量方法： 1.通过电功率测量 电动机作为原动机带动动力机械，测量电动机的输入功率，再根据损耗分析计算动力机械的输入功率。
4、2.通过转矩间接测量 用测功机作为负载进行功率测量 制动器、测力机构、测速装置； 外壳可自由摆动以测力 或采用转矩仪测量转矩 转矩仪不消耗发动机输出功，要加制动器调节负荷。,10.3 功率测量,一、电力测功机 直流电力测功机、交流电力测功机、电涡流测功机,直流电力测功机 直流电动机：倒拖测摩擦功 直流发电机：回收发动机能量,10.3 功率测量,直流电力测功机的特性曲线（负荷电阻控制方式）,当测功机工作发电机模式时，由电磁力产生的制动力矩(即被测动力机械的输出转矩)Tt、Pe：,线段A、B、C、D、E所围成的面积为测功器工作范围： 线段A为测功机在最大负荷调节线（最大电流）； 线段B相当于测功机
5、转子和轴允许的最大转矩下的强度限制线；, 线段C为测功机最大允许值的功率限制线（散热条件限制）； 线段D为受离心力负荷或轴承允许转速所限制的最高转速限制线； 线段E相当于测功机空转时能测量的最小转矩和功率（轴承及空气阻力）。,10.3 功率测量,交流电力测功机 将交流电机发出的交流电经ACS变频器逆变为直流电然后再逆变为交流电上网。 ACS交流变频调速系统调节电机的上网电流来控制原动机的转速和扭矩。,直流电力测功机 将直流电机发出的直流电经直流调速系统逆变为交流电， 并通过直流调速系统调节电机的上网电流来控制原动机的转速和扭矩。,自动馈网控制方式,10.3 功率测量,电涡流测功机 将被测动力机
6、械的功率所产生的涡电流转换成热能消耗掉，而不能发出电力反馈电网，同时它也不能作电动机倒拖动力机械。 需要冷却系统,10.3 功率测量,10.3 功率测量,测力传感器,测速传感器,10.3 功率测量,水力测功机 利用水对旋转的转子形成的摩擦力矩吸收并传递动力机械的输出功率。 制动器的转子封闭在外壳内，其间充以水。测功时，水被转子带动获得动量矩并传递给外壳。这样，动力机械加给转子的转矩以同样大小作用于外壳上。动力机械的输出功率通过分子间的相互摩擦变成热能。,圆盘式水力测功机 7调节水层厚度，改变水的摩擦面积，达到调节制动转矩的目的。,10.3 功率测量,涡流室式水力测功机 转子凹坑与左右侧壳凹坑形
7、成工作腔，使水产生涡流，消耗能量并带走热能。,10.3 功率测量,销钉式水力测功机 销钉搅动水，消耗能量。,注水口,10.3 功率测量,水力测功机工作范围,线段A、B、C、D、E所围成的面积为测功器工作范围： 线段A为测功机在最大负荷调节位置； 线段B相当于测功机转子和轴允许的最大转矩下的强度限制线；, 线段C为测功机出水温度达到最大允许值的功率限制线； 线段D为受离心力负荷或轴承允许转速所限制的最高转速限制线； 线段E相当于测功机空转时能测量的最小转矩和功率特性。,10.3 功率测量,测功机的选型依据： 1）工作范围 2）测量精度：被测动力机械的最大功率应大于量程的75 3）响应速度：动态特
8、性,对某一动力机械选择测功机的基本条件是，它的被测特性曲线必须位于测功机的工作范围内；,例如，有三种内燃机的外特性曲线，分别是曲线1、2、3如图所示：, 此种水力测功机不适用于特性曲线1所指内燃机的试验； 对于特性曲线2所指内燃机，亦只能作出转速高于2500r/min那一段的特性试验； 对于特性曲线3所指内燃机，可以在4000rmin以下进行试验。,10.3 功率测量,4）工作稳定性,它是指当被测动力机械和测功机的调节机构不动，而输出转矩与制动转矩间的平衡被破坏时，测功机自行进行负荷调整，使转速改变不大而能迅速返问原平衡位置并以等速运转的能力；,从固有特性看，工作稳定性： 水力测功机直流电力测功机电涡流测功机,5）低速制动性,从固有特性看，低速制动性： 电涡流测功机直流电力测功机水力测功机,10.3 功率测量,扩大测功机量程的方法: 1）组合测功机：水力测功机电力测功机 2）变速器,
