电机试验台测试系统 河北测功机试验台

一、概 述  

电机试验测试系统为电机性能试验设计，测量电机的电压、电流、转矩、转速、输入输出功率、效率等性能参数，打印试验报告，绘制各种性能曲线。

转矩转速传感器测量电机的输出扭矩和转速，负载采用磁粉制动器（或电涡流测功机，本系统以磁粉制动器为例），使用电量变送器将电压和电流转换为标准电压信号，由计算机采集。

系统可以完成的测量项目：电机的输入电压、电流、输出转矩、转 率计算等，可根据国标或用户要求定制输出报表和曲线格式。系统在计算机上构建，所有传感器输出信号通过各种采集卡（转矩转速功率测量卡、A/D卡）直接接入计算机，控制信号由计算机通过各种控制卡（I/O卡、D/A卡）直接控制机构动作。

本系统由控制柜和试验台架组成（图1）。

（一）控制柜

1. 15`触摸屏工业控制计算机

2. 磁粉制动器控制器（或电涡流测功机控制器）

3. 电机多参数测量系统

4. 智能型模拟量采集模块

5. 电量传感器电源模块

6. 变频调速器

7. 变频调速器控制器可外加打印机

（二）试验台架

1．安装底座机械平台

2．HCNJ-101扭矩传感器

3．磁粉制动器负载

4．活动式电机装夹架

5．连轴节、支撑架、接线端子

6．隔离式电流传感器

7．隔离式电压传感器  

二、功能及技术指标

（一）系统功能

1、系统能对电机进行：空载实验：电流、电压、转速负载实验：电流、电压、转矩、转速、输入功率、输出功率、效率堵转实验：电流、电压、转矩

2、系统能对各种电机的特定点进行测试。

3、系统能实时显示电机的电压、电流、输入功率、转矩、转速、输出功率、效率。

4、系统能自动判别并显示正负扭矩。

5、系统能对电流、电压、转矩、转速分别进行上、下限报警，报警值可任意设定。

6、系统可以对测试数据进行连续存储或按使用者的意愿进行选点存储。

7、系统在“选点测量”方式下，能实时显示采集数据和曲线。

8、系统可将测试结果进行转矩电流、电压、转速、功率、效率的曲线绘制。

9、系统对于各种参数的设置具有记忆功能，只需输入一次即可。

10、允许数据编辑、修改，系统具有历史数据回放功能。

11、系统可以通过打印机对测试结果进行数据、曲线打印。

12、系统的整个功能具有菜单和快捷键双重操作。

13、系统在WINDOWS环境下运行，整个界面生动、美观。

（二）技术指标

1、 电压测量精度：±0.5FS

2、 电压显示精度: 1位小数

3、 电流测量精度：±0.5FS

4、 电流显示精度: 2位小数

5、 电功率运算精度: ±1个字

6、 电功率显示单位: kW

7、 转矩测量精度：优于±1FS

8、 转矩测量范围: 0100N.m

9、 转矩显示精度: 3位小数

10、 转速测量精度: 50r/min以上±0.1, 50r/min以下±0.5

11、 转速显示精度: 1位小数

12、 转速显示单位: r/min

13、 功率运算精度: ±1个字

14、 功率显示单位: kW 

15、 效率运算精度: ±1个字

16、 效率显示精度：2位小数

17、 效率显示单位：

18、 报警数值范围：任意设定上限和下限。

三、结构概述

1、试验台架：由安装底座机械平台、测量传感器、磁粉制动器、升降机构组成。（见图2，以2000Nm扭矩传感器及配套设备为例）

2、控制柜：由卧式或立式机柜构成，内部装有控制线路、15`触摸屏工业控制计算机、磁粉制动器控制器、变频调速器、变频调速器控制器、传感器测量采集系统。

3、负载：由磁粉制动器构成。磁粉制动器具有定子和转力两个相对运动部件的旋转机械。定子和转力都由磁性导磁材料制成。定子和转子间的工作间隙充满磁性导磁磁粉。当定子上的激磁线圈通入激磁电流时，磁粉聚集而形成磁粉链。由粉末间的磁性结合和粉末与两运动件的摩擦力来传递力矩。激磁电流增大，所传递的转矩也随之增大，当激磁电流增至一定值时，导磁材料发生磁饱和，所传递的转矩也呈饱和状态。当中断激磁电流时，磁粉失去束缚，处于松散状态。因此基本上不传递力矩。磁粉制动器在测试之前，一定要先通水。测试后，待温度降低才能停止供水。磁轭表面温度应控制在85oC，若温度过高，应用鼓风机进行吹风冷却，或降低进水温度。特别是夏天应改善散热条件。

4、联轴器：采用刚性连接（法兰、轴套），从而保证测量精度

5、传感器：HCNJ-101扭矩传感器测量电机输出转速和扭矩，隔离式电流、电压传感器测量电机的输入电流和电压。

6、安装底座、升降机构：底座采用标准平台，平台上有标准的T型槽，表面光洁。平板的安装不平度小于0.05mm。底座稳固，避免过大震动，否则将造成数据测试不准。升降机构由2030mm钢材和M16M30螺杆螺帽构成。升降时，调节螺帽即可完成。测试时，一定要紧固升降机构，防止过大震动。安装时，根据电机高度，调节升降钢板。注意同轴度，避免传感器变形而产生的附加弯矩。当存在弯矩时，不仅会降低测试精度，在某些情况下，甚至可能损坏变形轴，

具体方法：先连接好电机，不要紧固电机底座，用手转动传感器、电机应平稳，不应有稍微移动。转动时，手感要平稳，如果安装同轴度未达到，调节升降钢板，直至达到要求。 后紧固电机和升降钢板螺柱。

7、加载控制：

（1）、由计算机利用D/A模块调整控制器输出电流大小，实现计算机自动加载。

（2）、控制器单元：利用PWM调节模块输出电流，进行精确调整。

（3）、 退出系统时，系统会把控制器输出电流调整到 小。设定值与电流反馈相比较，通过比例（P）、积分（I）、微分（D） 调节固态继电器，控制脉宽来调节励磁电流的大小，当设定值保持不变时，励磁电流保持不变（恒流源），由于固态继电器内部采用场效应管做开关元件，无机械动作，不产生电火花干扰，故可靠性高。

8、电机转速控制： 计算机软件给定电机转速，然后通过变频调速器控制器、变频调速器实现对电机转速的控制。