热工测试技术 转速转矩和功率测量ppt课件.ppt

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1、第十章、转速、转矩和功率测量热工测试技术本章学习要求：1.转速表的分类和基本原理2.转矩测量的方法和常用仪器3.测功机的原理和结构第十章、转速、转矩和功率测量动力机械运转状况参数转速×转矩＝功率10.1转速测量在动力机械测试中，转速是指单位时间内转轴的旋转次数，通常以每分钟的转数作为计量单位。所以一般是指平均旋转速度，而不是瞬时旋转速度。分两类：接触式转速表；非接触式转速表第十章、转速、转矩和功率测量一、接触式转速表消耗被测转轴能量，精度差；离心式转速表；磁性转速表；电动转速表；定时转速表；10.1转速测量

2、离心式转速表10.1转速测量磁性(电涡流)转速表10.1转速测量电动转速表10.1转速测量HMZ定时转速表；10.1转速测量二、非接触式转速表不消耗被测转轴能量，精度高，但结构复杂；根据转速传感器类型分类：光电式转速表；磁电式转速表；激光转速表；10.1转速测量光电式10.1转速测量磁电式；计脉冲数，与脉冲电压大小无关激光转速表10.1转速测量10.2转矩测量一、测量方法分类第十章、转速、转矩和功率测量1、传递法轴受到转矩作用时会产生变形、应力或应变2、平衡力法动力机械在对外输出转矩时，其机壳上同时作用着大

3、小相等、方向相反的平衡力矩。输入转矩输出转矩10.2转矩测量注意：不要超出弹性扭轴的机械强度10.2转矩测量二、常用转矩测量仪器光电式；10.2转矩测量测量直接方波占空比或脉冲电流的平均值与电流幅值比可计算出相位差10.2转矩测量磁电式；测量两磁头脉冲的相位差10.2转矩测量应变式：在转轴主应力方向上贴应变片，测应变值10.2转矩测量磁致伸缩式；磁致伸缩效应：机械变形（应变）磁化特性（磁阻）10.3功率测量第十章、转速、转矩和功率测量测输入功率：制冷机、风机、压缩机和泵测输出功率：内燃机、水轮机、汽轮机功率

4、的测量方法：1.通过电功率测量电动机作为原动机带动动力机械，测量电动机的输入功率，再根据损耗分析计算动力机械的输入功率。2.通过转矩间接测量用测功机作为负载进行功率测量制动器、测力机构、测速装置；外壳可自由摆动以测力或采用转矩仪测量转矩转矩仪不消耗发动机输出功，要加制动器调节负荷。10.3功率测量一、电力测功机直流电力测功机、交流电力测功机、电涡流测功机直流电力测功机＝直流电动机：倒拖测摩擦功＋直流发电机：回收发动机能量10.3功率测量直流电力测功机的特性曲线（负荷电阻控制方式）当测功机工作发电机模式时，由

5、电磁力产生的制动力矩(即被测动力机械的输出转矩)Tt、Pe：线段A、B、C、D、E所围成的面积为测功器工作范围：•线段A为测功机在最大负荷调节线（最大电流）；•线段B相当于测功机转子和轴允许的最大转矩下的强度限制线；•线段C为测功机最大允许值的功率限制线（散热条件限制）；•线段D为受离心力负荷或轴承允许转速所限制的最高转速限制线；•线段E相当于测功机空转时能测量的最小转矩和功率（轴承及空气阻力）。10.3功率测量交流电力测功机将交流电机发出的交流电经ACS变频器逆变为直流电然后再逆变为交流电上网。ACS交流

6、变频调速系统调节电机的上网电流来控制原动机的转速和扭矩。直流电力测功机控制方式：负荷电阻、馈网电流将直流电机发出的直流电经直流调速系统逆变为交流电，并通过直流调速系统调节电机的上网电流来控制原动机的转速和扭矩。自动馈网控制方式10.3功率测量电涡流测功机将被测动力机械的功率所产生的电涡流转换成热能消耗掉，而不能发出电力反馈电网，同时它也不能作电动机倒拖动力机械。需要冷却系统10.3功率测量10.3功率测量测力传感器测速传感器10.3功率测量水力测功机利用水对旋转的转子形成的摩擦力矩吸收并传递动力机械的输出功

7、率。制动器的转子封闭在外壳内，其间充以水。测功时，水被转子带动获得动量矩并传递给外壳。这样，动力机械加给转子的转矩以同样大小作用于外壳上。动力机械的输出功率通过分子间的相互摩擦变成热能。圆盘式水力测功机7调节水层厚度，改变水的摩擦面积，达到调节制动转矩的目的。10.3功率测量涡流室式水力测功机转子凹坑与左右侧壳凹坑形成工作腔，使水产生涡流，消耗能量并带走热能。10.3功率测量销钉式水力测功机销钉搅动水，消耗能量。注水口10.3功率测量水力测功机—工作范围线段A、B、C、D、E所围成的面积为测功器工作范围：•

8、线段A为测功机在最大负荷调节位置；•线段B相当于测功机转子和轴允许的最大转矩下的强度限制线；•线段C为测功机出水温度达到最大允许值的功率限制线；•线段D为受离心力负荷或轴承允许转速所限制的最高转速限制线；•线段E相当于测功机空转时能测量的最小转矩和功率特性。10.3功率测量测功机的选型依据：1）工作范围2）测量精度：被测动力机械的最大功率应大于量程的75％3）响应速度：动态特性对某一动力机械选择测功机的基本条件是