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經(jīng)驗分享:如何選擇電機測試時的負載制動器

發(fā)布時間:2015-10-23 責(zé)任編輯:sherry

【導(dǎo)讀】目前市場上電機測試系統(tǒng)的電機負載種類繁多,例如電渦流制動器負載、磁粉制動器負載、磁滯制動器負載、伺服電機負載等??紤]到被測電機的特性及成本,選擇一款合適的負載至關(guān)重要,那么如何才能選擇一款合適的電測試平臺的負載呢?
電機測試如何選擇負載制動器
電機測試如何選擇負載制動器
 
首先我們來了解各類型的負載制動器的特性及工作原理:
 
一、 電渦流制動器
 
電渦流制動器是目前國內(nèi)先進的模擬加載設(shè)備,主要用來模擬各種動力裝置的輸出性能,由感應(yīng)盤、電樞和勵磁部分等組成。當(dāng)與轉(zhuǎn)子同軸裝配的勵磁線圈通直流電時,其產(chǎn)生的磁通經(jīng)電樞體、渦流環(huán)、氣隙和轉(zhuǎn)子形成閉合回路。由于轉(zhuǎn)子外圓面被制成有均勻分布的齒和槽,故在氣隙和電樞體或渦流環(huán)表面產(chǎn)生疏密相間的磁場,因此,轉(zhuǎn)子被拖動旋轉(zhuǎn)時,電樞體和渦流環(huán)內(nèi)表面上任何一點的磁場產(chǎn)生叫變變化,由此感應(yīng)出“渦流”,在“渦流”和磁場的耦合作用下,在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生制動力矩。由于電樞體是通過機座固定在底板上的,故轉(zhuǎn)子無法帶動電樞體旋轉(zhuǎn),動力機械輸出的功率被轉(zhuǎn)化成電樞體和渦流環(huán)上“渦流”產(chǎn)生的等值熱量,熱量由進入電樞體和渦流環(huán)冷卻水槽中持續(xù)不斷的冷卻水及渦流制動器自身消耗。對應(yīng)于勵磁線圈每一恒定的電流,電渦流制動器均表現(xiàn)出一條轉(zhuǎn)矩依附于轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定制動特性曲線,通過改變勵磁電流的大小,即可以改變制動力矩。
 
二、磁粉制動器
 
磁粉制動器是采用磁粉作介質(zhì),在通電情況下形成磁粉鏈來傳遞扭矩的新型傳動元件,由內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子、激磁線圈及磁粉組成。當(dāng)線圈不通電時,主動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),由于離心力的作用,磁粉被甩在主動轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上,磁粉與從動轉(zhuǎn)子之間沒有接觸,主動轉(zhuǎn)子空轉(zhuǎn)。接通直流電源后產(chǎn)生電磁場,工作介質(zhì)磁粉在磁力線作用下形成磁粉鏈,把內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子聯(lián)接起來,從而達到傳遞、制動扭矩的目的。在同滑差無關(guān)的情況下能夠傳遞一定的轉(zhuǎn)矩,具有響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡單、無污染、無噪音、無沖擊振動節(jié)約能源等優(yōu)點。
 
三、磁滯制動器
 
磁滯制動器由轉(zhuǎn)子和定子磁極兩大部分組成,轉(zhuǎn)子由特殊的磁滯材料制成,定子磁極中有一定的間隙,轉(zhuǎn)子在間隙中轉(zhuǎn)動。當(dāng)線圈通電時,間隙中產(chǎn)生磁場,從而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁滯效應(yīng)。當(dāng)磁滯轉(zhuǎn)子在外力作用下克服磁滯力轉(zhuǎn)動時,產(chǎn)生額定的扭矩。扭矩僅與激磁電流大小有關(guān),與轉(zhuǎn)速無關(guān),實現(xiàn)非接觸的扭矩傳輸。
 
四、伺服電機
 
伺服電機分為直流和交流伺服電動機兩大類,可高精確控制速度、位置,將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速,以驅(qū)動控制對象。伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制,并能快速反應(yīng),在自動控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性,可把收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。其主要特點是,當(dāng)電壓信號為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。
 
五、如何選型
 
其次還需根據(jù)被測電機的轉(zhuǎn)速、扭矩、功率等屬性及上述負載適合場景來選擇合適的負載。各類型的負載都有各自的優(yōu)缺點:
 
1.電渦流,適合高速大功率場合,5kw下最高轉(zhuǎn)速可支持30,000rpm;
 
2.磁粉制動,價格低廉,主要應(yīng)用于低速大功率場合,但需要考慮散熱問題,精度較低,會有零飄;
 
3.磁滯制動器,適合高速小功率場合,扭矩范圍很小,5kw左右的功率最高只能測到30N.m;
 
4.伺服電機,適合精度要求高的場合,測試可重復(fù)性好,支持饋能式負載。轉(zhuǎn)速和扭矩的范圍不固定,可根據(jù)被測電機的特性可以靈活挑選對應(yīng)的負載電機。
 
故根據(jù)被測電機的測試需求,通過比較各類型負載的特性來決定選擇哪一款負載制動器。
 
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