原创经验分享：怎样选择小功率电机的测功机？

agfxu

      市面上现在有三种常见的测功机产品可供客户选择使用：HD磁滞式全系列、MPD磁粉式全系列、ECD涡流式全系列，包含风冷式F、水冷式W、压缩气冷式A和鼓风机冷却方式B。每一种测功机都有它的优势和限制，所以必须根据实际的测试要求来选择合适的测功机。我们有百余款测功机可供客户选择，我们的专业销售人员随时可以帮您选择最适合您实际测试需求的测功机。
世界上没有哪一台测功机可以测试所有的电机！每一台测功机都有其固定的最佳的测试范围，超出最佳测试范围，就会导致测试数据偏差较大，严重者甚至可能损坏测试设备。
如何选择测功机？应该从以下五方面入手。
1、        最高转速   测功机本身所能承受的最高转速是测功机一个重要性能指标，超过了这个转速限值，测功机容易出现性能衰退并加速老化，甚至造成不可修复的致命损坏，主要表现在轴承烧死、空心杯转子甩裂、磁粉退磁等方面。按被试品的转速高低来选择确定测功机的类型，以确保其空载转速处于测功机的安全转速范围内，且越低于测功机的最高转速越好。一般而言，比较高速（经验认为空载转速在8000rpm以上）的被试品一般采用涡流测功机测试，中高速（经验认为空载转速在800rpm到15000rpm之间）的被试品宜采用磁滞测功机测试，较为低速（经验认为空载转速在1000rpm以下）的被试品使用磁粉测功机测试。三种测功机的测试范围存在着一定程度的交叉，选择时可兼顾其它方面的考虑：比如说输出功率、转矩、价格、后续的发展、使用的频率等等；
注：通常在最高转速时，测功机并不能输出最大转矩。
2、        最大转矩   测功机的转矩传感器就是一个带传感信号且可恢复的弹簧片，形变的大小反映出转矩的大小。通常在测功机的转矩量程范围内，传感器可以自由变形和恢复，但如果出现严重超载、强烈震动、猛烈冲击等现象，则会对传感器造成损坏。转矩传感器一般只能更换，不能维修。在《单相异步电动机试验方法GB/T9651-2008》的4.2.2章节中明确提出：“选择仪表时，应使测量值位于20%~ 95%仪表量程范围内”，“转矩测量仪的标称转矩，应不超过被试电机额定转矩的3倍”，所以，选择测功机要预先估算出被试品的最大转矩。部分公式及经验值如下：
        输出功率公式：P2=n*T/9.55       n：转速(r/min)     T：转矩(N.m)
        效率公式：η=P2/P1*100%         P2:输出功率(W)   P1:输入功率(W)
        效率经验值：串激电机：＜65%   罩极电机：＜30%      非特殊情况下
        估算感应电机最大转矩：Tmax=(P2*9.55)/(no*0.9)*2倍     no：空载转速
        估算串激电机最大转矩：Tmax=(P1*η*9.55)/(no*0.6)*2倍  no：空载转速
        估算直流电机最大转矩：Tmax=(U*I*η*9.55)/(no*0.5)*2倍  I：额定电流
3、        运行功率   运行功率就是测功机能够接受的最大功率及测功机给被试品加载时发出的热量。测功机吸收的功率和加载后发出的热量由施加给被试品的扭力(T)和受到负载后被试品的转速(n)所产生的。由此可见，被试品的输出功率必须小于测功机的运行功率，否则将会因热量迭加给测功机造成致命的、不可修复的损坏。运行功率分为短时（5分钟）运行功率和连续（2小时）运行功率，通常短时运行功率比连续运行功率大一些。测功机的散热能力直接决定了其持续加载的时间长短，散热方式的不同决定了运行功率的大小，因此，功率比较大的电机选择测功机时，应当考虑合适的冷却方式。
4、        测试精度   测试精度是指观测结果、计算值或估计值与真值（或被认为是真值）之间的接近程度，经常使用的的精度为 2.5 、1.5、1.0 级，0.5和0.2级的则属于高精度。通常测试仪器的精度等级是以它的允许误差占表盘刻度值（量程满度）的百分数来划分的，其精度等级数越大允许误差占表盘刻度极限值（量程满度）越大。量程越大，同样精度等级的，它测得压力值的绝对值允许误差越大，所以在选择测功机时，尽量选择精度高的仪器，量程满度不要太大于被测品的最大转矩。在2012年06月29日获批、2012年11月01日实施的《三相异步电动机试验方法GB-T1032-2012》中的4.3.2.2章节规定：“测定电机效率时，为保证试验结果的准确性和重复性，仪器的准确度等级应不低于0.2级。”4.3.5.1章节规定：“转速测量仪的准确度应在0.1%以内或误差在1r/min，取二者误差最小者。”4.3.6.1章节规定：“测量效率时转矩传感器及测量仪的精准度等级不低于0.2级。用于其它试验时应不低于0.5级。”4.3.6.2章节规定：“转矩传感器及测量仪的标称转矩应不超过被试电机额定转矩的2倍。”
5、        灵敏度   在测试过程中，可以反映被测品转矩波动并能引起读数变化的最小转矩读数值称之为测功机的转矩灵敏度，灵敏度越高，测试数据越精准。2012年06月29日获批、2012年11月01日实施的《三相异步电动机试验方法GB-T1032-2012》中的4.3.6.1章节规定：“转矩变化的灵敏度达到额定转矩的0.25%”。也就是说，额定转矩是3Nm的电机，一般会选用5Nm的测功机测试，按照上述国标规定，那么5Nm的测功机最小显示数值应该是：3Nm*0.25%=0.0075 Nm。如果5Nm测功机显示是5.00Nm是不合规范的，必须是至少5.000Nm或其以上的测功机才可以满足国标的最低要求，同时又能最大限度地保证测试精度。对于高速电机来说，较小的转矩变化就能改变电机的输出功率的读数，以至于最终的效率计算出现较大的偏差。同样，转速的最小分辨率也是可以影响效率失真的因素，比较特别明显的情况就是在较大转矩时，1rpm的转速变化都能引起很多功率数值的偏差。

本人多年经验总结，请大家转发时注明“徐广法原创”，谢谢！

lishiyou1990

写的很好！确实不错

agfxu

lishiyou1990 发表于 2018-9-7 23:40
写的很好！确实不错

多谢认可！我会更加努力！【握手】

magtrol310

市面上现在有三种常见的测功机产品可供客户选择使用：HD磁滞式全系列、PB磁粉式全系列、WB涡流式全系列。 专业

子闻

很专业，对选型很有帮助，谢谢分享

agfxu

magtrol310 发表于 2019-2-18 15:43
市面上现在有三种常见的测功机产品可供客户选择使用：HD磁滞式全系列、PB磁粉式全系列、WB涡流式全系列。  ...

谢谢参与！希望大家可以分享更多的经验！

agfxu

子闻 发表于 2019-2-19 11:25
很专业，对选型很有帮助，谢谢分享

近二十的工作经验，希望能对大家有所帮助！

bocai

请教一下 测出来效率大于100%是什么原因 怎么解决 还有效率曲线波峰型（一浪一浪的）

agfxu

bocai 发表于 2019-4-2 20:11
请教一下 测出来效率大于100%是什么原因 怎么解决 还有效率曲线波峰型（一浪一浪的）

效率大于100%是输入参数和输出参数的测量刷新频率不一致，是属于测功机系统的设计架构不合理，应急的解决方法是使用稳态测量，长期的解决是使用一体机彻底解决。效率曲线有连续波峰，一是由于对中连接没有做好，二是控制器的反馈系统有问题（设计上或设置时）。

agfxu

被测功机国标的起草单位收纳为专业经验分享，发表了，呵呵

bocai

agfxu 发表于 2019-4-6 22:42
效率大于100%是输入参数和输出参数的测量刷新频率不一致，是属于测功机系统的设计架构不合理，应急的解决 ...

怎么彻底解决。。。。。。。。。。

agfxu

bocai 发表于 2019-4-7 19:46
怎么彻底解决。。。。。。。。。。

1、找原来的生产厂家解决。
2、找我给你更换测功机控制器和软件。
3、找其它技术大牛搞定。
4、迁就使用。