試驗通常采用測功器來檢測,通常由制動器、測力裝置及測速裝置等部分構造。測功器按制動器工作原理的不一樣來分類,分為水力測功器、
作業時,通過控制面板供應激磁電流給磁滯測功機,磁滯測功機內部線圈通電時則出現磁力線,通過定子齒極、氣隙、轉子磁滯杯,形成一閉合磁路,由于磁力線在齒凸極部分分布較密,齒間分布較稀,當轉子旋轉時,磁滯杯上感應電勢并產生渦流,渦流和磁場相互用途而發生轉矩,該轉矩即為負載力矩。該力矩的大小只與控制界面加在測功機線圈上的電流大小有關,而與被試電機拖動測功機旋轉的轉速基礎無關。
測功機的主要區別也是原理的不同,具體的性能上也有差別。舉個例子說,像磁滯測功機具體運用于微小容量高轉速的電機加載測試,如一些微小電機;而磁粉測功機適合于低速大功率,中小容量的加載測試,如小型電機或者減速機的加載;電渦流測功機則適合于中高速度,容量范圍適合更大一些的加載測試,如電機、減速機、發電機等,所用于發電機試驗。
水力、電渦流測功機的基礎機理是將柴油發電機發生的機械能轉化為熱能由水冷卻后把熱量帶走,柴油發電機發出的能量無法銷售,轉換程序中亦需耗費能量。而電力測功機卻可以把柴油發電機產生的機械能轉換為電能回饋到內部電網,供其他裝備操作。
水力測功機缸體部分的作用是吸收驅動機的高效轉矩,其結構如圖1所示,詳細由轉子、定子、軸、外殼等組成。定子直接與外殼鑄造為一體,接受轉子發生的反用途力矩發生擺動,轉子軸端采用聯軸器與被測傳動裝置相連接。根據轉子構造形式的不一樣,水力測功機詳細有葉輪式、孔盤式和光盤式。其中葉輪式的測功機比功率(容量與重力之比)較大,同等容量等級,該形式的測功機尺寸更小,轉子慣量也小,控制裝置響應速度快,適用于渦軸發電機測試中的加減速試驗。因為其構造優點,水流在殼體內部葉輪之間產生強烈的湍流現象,在將測功機的輸入能量轉換為水的內能程序中,由于水溫的升高和局部壓力的降低容易產生氣蝕情形。氣蝕會出現高頻噪聲和壓力脈動,進而引起高速水力測功機運行不穩定,直接致使運轉壽命明顯縮短。
與葉輪式測功機相比,孔盤式測功機比容量較小,尺寸質量相對較大,其耗功機理與葉輪式類似,但氣蝕風險大大減少。孔盤式測功機轉子構成如圖3所示。
與葉輪式和孔盤式測功機相比,光盤式測功機是通過黏性剪切而非湍流作用吸收動力,使其在抗氣蝕能力方面具有更大的優勢,壽命相對較長。因為光盤式吸收容量的機理,使其比功率較小,同等容量等級的測功機,光盤式尺寸更大,轉動慣量大,對外界的控制敏感度相對較低,控制響應較慢。
葉輪式測功機通常為單向旋轉,對于存在雙向測試需求的狀況,可選取軸兩端均可連接被測裝備的測功機,通過調轉測功機位置[3],實現不同旋向的試驗需要;也可通過額外配置轉盤的方式實現雙向旋轉??妆P式和光盤式測功機可用于雙向測功,不需掉轉方向,也無須配置額外的轉盤。
(1)電渦流制動器由轉子部分、擺動部分和固定部分組成。轉子部分是以轉子軸帶動轉子盤轉動。擺動部分有渦流環、勵磁線圈和外環。固定部分有底座和支架。
(2)當勵磁線圈中通入直流電時,產生磁場,磁力線通過轉子盤、渦流環、擺動體外環和它們之間的空氣隙而閉合。轉子盤外圓上有均布的齒槽相間,轉子盤外圓上的空氣隙寬窄間隔均布。因此,轉子盤外緣出現疏密相間的磁力線。當轉子盤轉動時,疏密相間的磁力線與轉子盤同步旋轉。對于渦流環內表面上的任一固定點,穿過它的磁力線發生周期性變化,就發生了電渦流。
(3)電渦流在勵磁磁場用途下,受力方向與轉動方向相同,使擺動體向轉子轉動方向偏轉,擺動體對轉子發生制動功率。此制動功率由擺動體通過測力臂架用途在功率傳感器上,將功率值信號輸出。
(4)速度信號是由裝在電渦流制動器轉軸上的測速齒盤出現脈沖信號,一般有60個齒,與之對應安裝的速度探頭接收脈沖信號,輸出轉速信號。
(6)渦流環和轉子盤都采用高磁導率,高電導率的純鐵制造,轉子尺寸和品質比相同功率功率的直流發電機要小得多,其組成簡易,可在高速度下運行。
(7)電渦流測功器的工作特征,在低速度范圍內,制動力矩隨勵磁電流和轉速的增加而迅速增大。當I值一定時,在達到一定轉速后,功率幾乎不再增加;當速度不變時,功率隨i值增加而增大,在i值增大到勵磁線路的磁通飽和時,功率則不再增加。
在進行柴油發電機試驗時,柴油發電機功率曲線隨速度上升至某一轉速區間,單純增減勵磁電流i來保持速度一定進行試驗是很困難的。因此,電渦流測功器,除了用手動調整勵磁電流的控制步驟外,多附加自動控制機構,使勵磁電流隨轉速自動變化。
不少電渦流測功器采用等電流自動控制裝置,使勵磁電流保持一定,與速度、電源電壓和勵磁線圈電阻的變化無關。另有一種是自動等速控制方法。在測出轉速偏離給定轉速時,反饋到勵磁回路中,使勵磁電流急劇增減,保持恒定速度。第三種是增壓控制方法,它使勵磁電流與速度成正比增加,其增加比例及調節范圍可任意設定。
電渦流測功器所消耗的勵磁容量很小,只需變動幾個安培勵磁電流就能自由控制吸收的功率,這樣,便能方便地實現控制自動化,有利于實現按預定規范試驗和耐久性試驗時無人操縱運轉。
測功機本身具有過流,斷相等保護用途,配合控制裝置的超速保護功能,有效的防范了因柴油發電機損壞而導致的測功機故障和柴油發電機事故的擴大。
電渦流測功機可以雙向加載,但在低速時加載性能比水力測功機還差,不能作為反拖裝置,在需要做發電機機械效率試驗時需要另外配置拖動裝備。
像水力測功機的加載反應時間基本上在秒級,電力測功機的加載反應主時間為ms級,這詳細取決與變頻器的階躍響應和裝置的慣性
像水力測功機只能在一個方向加載,同時速度低于一定值時加載性能變差;不能作為反拖設備,在需要做發電機機械效率試驗時需要另外配置拖動設備。
普萊德測功機的負荷電機、轉矩轉速探頭、變頻器均經國家權威部門嚴格測定,完全符合相關的行業標準。
水力測功機和電渦流測功機本身只消耗柴油發電機能量,不能供應驅動動力,因此不能作為反拖裝備。電力測功機可以方便的切換成電機拖動模式,從市電吸收能量,作為動力機械倒拖柴油發電機。
由于采用了完全符合行業標準/國家標準的配套件,用戶在保養時不必依賴制造商,完全可以自行進行平時的維護保養,甚至在需要替換主機和傳感器時亦可獨立完成,降低保養保養費用。