如何选择测功机？测功机选择的五大注意事项

　　在汽车，机械出厂时都需要经过测功机的检测，因此，测功机的选择一直是研究院，科研院所最头疼的事，怎么才能挑选出来合适的测功机呢，测功机选择的五大注意事项，你知道吗？

　　测功器的选择要不但要满足转速、转矩、功率三个主要技术指标，还要看看是不是符合测试的具体要求，一般电机都需要测试空载转速、空载损耗、堵转转矩等参数，也是需要着重考虑的！

　　在测功器的选择时，最好普莱德测功机所有的测试数据都在测功机性能参数的30%~90%之间。因为测功器在这个区间的测试精度是最有保证的，主要分三个部分：测功器机械部分、转速转矩传感器精度范围、转速转矩功率测量仪显示精度 。

　　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？应该从以下几方面入手。

　　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：

　　

　　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。

　

　　测功机选择的五大注意事项

　　1、在交直流电机和电动工具试验中，常常使用到测功机这种测试设备，测功机主要测试电机的转矩、转速、输出功率。

　　但是不是每一台测功机都能满足所有的电机测试要求的，主要考虑三个方面的因素：

　　第一，扭矩测试范围，测功机的转矩通常是不能超过的最大转矩值，如果短时内即把试验全部完成，一般不会有太大的题。

　　第二，转速测试范围，测功机的转速通常是不能超过的承受的最大转速，如果长时间超速使用会大大缩短测功机的使用寿命，特别是机械磨损。

　　第三，测功机上通常所标的功率是指测功机所能吸收的功率，因为一般的测功机（磁滞、磁粉、电涡流测功机是靠吸收热量达到能量的消耗）即被测交直流电机或电动工具的输出功率。严格地来说，这个指标也是不能超过的，否则测功机很容易就会因为热量散不出去被烧坏；

　　2、 测功机 的选择要不但要满足转速、转矩、功率三个主要技术指标，还要看看是不是符合测试的具体要求，一般电机都需要测试空载转速、空载损耗、堵转转矩等参数，也是需要着重考虑的！

　　

　　3、在测功机的选择时，最好电机所有的测试数据都在测功机性能参数的30%~90%之间。因为测功机在这个区间的测试精度是最有保证的，主要分三个部分：测功机机械部分、转速转矩传感器精度范围、转速转矩功率测量仪显示精度。

　　4、通常用到的测功机主要有以下的分类：磁滞测功机、磁粉测功机、异步测功机（电力测功机）、涡流测功机及不太常用的测功机（永磁同步电机、伺服电机等）。

　　测功机按能达到的转速高低排序为：涡流测功机、异步测功机、磁滞测功机、磁粉测功机；

　　（1）涡流测功机、异步测功机不能将电机或电动工具做到堵转，但其转速上限却很高，通常20000~30000RPM；转矩也可以做到很大。电涡流测功机由感应子（转子）、电枢及励磁绕组、转矩、转速传感器、底板等组成，当感应子被电动机驱动旋转时，气隙磁通密度随感应子的旋转而发生周期性变化。因此，在涡流环表面及一定深度内感生涡流电动势，并产生涡流，该涡流所产生的磁场又与气隙磁场相互作用，产生制动力矩。改变定子的励磁电流，可以调节被测动力机械的转矩。适用于高转速、大功率动力机械的转矩和功率测量，尤其适用于动力机械的仿真寿命试验及温升试验，如串激电机、电动工具及大功率电机。

　　（2）磁滞测功机转速一般为20000转以下，但其可以做到堵转，不过功率不太大；转矩一般为20Nm以下。磁滞测功机由带齿极定子、空心磁滞杯转子、激磁线图、支架、底板等组成，当磁滞测功机内部线圈通过电流时产生磁力线，并形成磁回路二产生转矩，改变励磁电流即可改变负载力矩。适用于中小力矩而转速较高的电机测试，如异步电机、小功率直流电机、串激电机及电动工具行业等。

　　（3）磁粉测功机的转速较低，通常1500~5000RPM，但转矩可以做大，电机也可以做到堵转。磁粉测功机是由定子、实心转子、激磁线圈、磁粉介质、支架、底板等组成，当磁粉测功机内部线圈通过电流时产生磁场，使内部磁粉按磁力线排成磁链，由磁粉链产生拉力变为阻止转子旋转的阻力，该力即为负载力矩。改变激磁电流即可改变负载力矩。适用于大力矩而转速较低的场合。

　　5、通常异步测功机不需要水冷却，仅风冷即可；涡流测功机、磁滞测功机、磁粉测功机则需要水冷和风冷同时进行，也有些小功率的磁滞测功机不需要水冷也能满足测试要求；测功机在使用过程中，一定要开启冷却功能。