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小型電動機轉矩測試臺

下面對幾種類型電動機轉矩測試方法進行分析，就測試誤差、工作可 靠性、操作方便、設備表等方面進行綜合比較，提出采用磁粉制動器作負載的測試方法并根據(jù)廠方要求，研制成小型電動機轉矩試臺，在生產中經較長時期使用，得到較為滿意的結果 。


由單相電動機驅動的套絲機，使用方便，在水、暖、煤、衛(wèi)生設施安裝以及室內裝潢等行業(yè)中廣泛使用，需要量很大。杭某機 械廠生產的套絲機，需要由其他廠家生產的單相電動機與之配套。但由于制造技術水平、材料等諸多原因，在進貨的每批電機中，經常出現(xiàn)一些質量問題，其中主要的問題是電動機轉矩達不到額定值。而這一缺陷往往在電動機不加負載情況下難以發(fā)現(xiàn)，而裝上套絲機后或者到 了用戶手中才會發(fā)現(xiàn)。這就使生產廠家的聲譽受損，影響產品銷路。為使套絲機整機質量達標，產品具有競爭力，必須對電動機質量事先進行檢測，剔除不合格的電動機，保證整機質量，廠方急需一臺電動機轉矩測試臺。本文就此對幾種電動機轉矩測試方法進行分析對比，提 出用磁粉制動器作為負載的測試方法。為廠方研制成功一臺電動機轉矩測試臺，使套絲機整機質量得到保證。

1、幾種電動機轉矩測試方法分析比較

1．1 電渦流測功機
利用電渦流產生制動力矩，改變勵磁電流太小，使制動轉矩改變，被測電動機的負載也隨之而變。這種測功器調節(jié)方便，準確度較高但其輸入功率全部轉化為熱能，對于測試小功率電動機測功器需要風冷，對于測試大功率電動機測功器需要水冷，體積大，結構復雜。

1．2 電動測功機
利用直流電機作負載，工作穩(wěn)定，測量精度高，但需要設備多，投資較大。檢測時，電流很大，容易過熱，溫升對電動機堵轉轉矩十分敏感。故對操作者速度快慢有要求。

1．3 磁粉制動器
磁粉制動器由勵磁線 圈、磁粉 、轉軸組成，當線圈不通 電時不產生磁通，磁粉呈自由狀態(tài)，當轉軸旋轉時，由離心力的作用，磁粉甩在轉動件與機殼之間，此時制動力矩幾近為零。當線圈通電后，在線圈周圍產生磁場，磁粉連接成鏈狀態(tài)，轉動件與機殼之間產生很大的摩擦力，從而引起對轉動軸的制動作用，如調節(jié)線圈的電流，就能對制動轉矩進行調節(jié)，而且有較好的重復性。這種制動器結構簡單，使用方便，準確度高，但不宜較長時間運行，避免因發(fā)熱產生高溫而使磁粉燒結，降低使用壽命，工作時應通水強制冷卻。這種加載方式對測驗中、小型電動機轉矩十分合適。

2、ZJY W 型轉矩轉速測量儀和 zJ 型轉矩傳感器測試電動機轉矩、轉速

工作原理：相位差式zJ 型轉矩傳感器安裝在動力機和負載之間，將動力機的輸出轉矩傳遞到負載。傳感器內部有一彈性扭力軸，扭力軸兩端裝有外齒輪，齒輪上方各有一個繞有信號線圈的磁鋼，工作時扭力軸兩端齒輪之間產生相對角位移，其大小與外加轉矩成正比。利用磁電感應，在兩線圈內感應出具有相位差的兩路電訊號來進行測量。當扭力軸未受到外加轉矩時，這兩路電訊號的相位差為零或為某個固定值。

1．磁粉制動器；
2．鋁質聯(lián)軸器； 
3．ZJ 型轉矩傳感器；
4．鋁質 軸器；
5．支承架；
6．雙萬向聯(lián)軸器 ；
7．被測電動機；
8．升降工作臺；
9．底座。
10．ZJYWI 型微機型轉矩轉速儀 ；
1.1直流電源零時 ，可在顯示窗上調整調零開關將轉矩起始值調整到零 。zJYwI型微機型轉矩轉速儀綜合了相位測量技術 、頻率測量技術和微處理機技術的專用數(shù)字測量儀器 。該儀器對相位差與轉矩大小成正比的兩路電壓訊號進行放大、整形和鑒相 。通過放大整形使波形成為矩形波 ，通過鑒相電路 ，使脈沖寬度直接等于兩路訊號的相位差 。再通過其他電路 ，在顯示窗 口用數(shù)字顯示出轉矩 、轉速 。如配用 SC 1 6 光線示波器或 x Y 函數(shù)記錄儀 ，能顯示或繪制動態(tài)曲線。
2．3 轉矩傳感器規(guī)格確定
根據(jù)廠方提出的被測電動機的型號 ，額定功率 、轉速 ，確定傳感器規(guī)格與套絲機配套的電動機有臥式、立式兩種 ，型號為 Y L 90L 一2 單相雙值電容異步電動機，其功率 P 為 0．75～1．5kW ；轉速 為 1400r／m in 和 2800r／m in．則轉 矩 為M 一9549P ／n 一5．12～ l0．23N ·m考慮到電動機起動轉矩和過載情況 ，確定選用 20N ·m 規(guī)格 的 zJ 型傳感器 。
2．4 測試結果與分析
下面給 出 Y L 90L 一4 型 A 、B 兩臺電動機 的機 械性 能測 試結果 ，并列于表 1。根據(jù) Y L g0L一4 電動機的性能標準，其機械性能指標為：功率：0．75kW ；同步轉速：1500r／m in ；額 定轉速 ：1400r／m in ；最大轉矩／額定轉矩 ：1．6。由所測 數(shù)據(jù) 對 比可知 ，電動機 A 加載到超過 額定功率 的 zo％，轉速仍在額定值以上 ，屬合格產 品。電動機 B 在 額定轉速 下僅 能加載到額定功率的 70 ，再增 大加載量 ，轉速大幅度 下滑 ，電動機溫度急劇上 升 ，功率僅 為額定值的 80 ，屬不合格產品。
3 注意事項
a) 傳感器的彈性扭 力軸只承 受轉 矩 ，若承受彎矩 時 ，影響測試精度 ，甚 至會 損壞扭力軸 。因此 ，必 須使 負載 、傳感器、支承架三者固定在剛性 好的基座上 ，同時應具有 良好 的同心度 ，采用撓性鋁質聯(lián)軸器以減輕重量和轉動慣量，提高測試精度。為適應不同型號、規(guī)格的臥式 、立式 電動機測試和提高被測電動機的裝拆速度 ，在支承架和被測 電動機之 間傳動采用雙萬 向聯(lián)軸器 ，為立式 電動機測試設計專用部件 。
b ) 整個測試系統(tǒng)安裝在 同一穩(wěn) 固的基 座上 ，必須避免各部件發(fā)生振動 。本測試系統(tǒng)的測試對象為小型電動機 ，考慮到搬動方便 ，整個系統(tǒng)安裝在剛性好的一塊底板上 ，不需地腳螺釘 。
C) 測試系統(tǒng)安裝好后要不帶負載校零 ，以檢查是否有因安裝誤差 引起 的附加彎矩 ，并設法消除安裝誤差 。
d ) 在一次檢測中不能 同時測試正 、反兩個方向轉矩 ，否則彈性 扭力軸受力方向相反 ，加上彈性扭力軸有變形滯后現(xiàn)象 ，初始相位角不一樣，難以準確調零 ，影響測試精度。
e) 連續(xù)測試 ，應注意對磁粉制動器通水冷卻 ，以避免因溫升過高而燒毀
4 結束語
電動機測試臺裝拆待測電動機方便 ，操作簡單 ，勞動強度低 ，平均 8～lOm in 可測試一臺。本測試臺已檢測了 500 多臺電動機，剔除了其中一批不合格的電動機 ，保證套絲機整機質量 ，避免過 去因電動機質量問題而退貨的現(xiàn)象 ，并為進入國際市場創(chuàng)造條件 。
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