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測(cè)功器合理地使用不同的控制方法事半功倍 |
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通過(guò)電渦流瀏功機(jī)和內(nèi)燃機(jī)工作封性的比較，指出瀏功機(jī)選型時(shí)不能僅以銘牌給出的領(lǐng)定功率和轉(zhuǎn)速為依據(jù)，而必須使洲功機(jī)的功率及扭矩特性曲線(xiàn)包容內(nèi)燃帆對(duì)應(yīng)的特性曲線(xiàn)。
電渦流測(cè)功機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、測(cè)試精度高和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，其不同的扭矩特性和轉(zhuǎn)速特性能確保整個(gè)功率范圍內(nèi)負(fù)荷點(diǎn)穩(wěn)定，并可迅速調(diào)節(jié)載卸負(fù)荷以及很適用于程序控制和遠(yuǎn)距離操作。因此，在內(nèi)燃機(jī)測(cè)試領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。
測(cè)功器的選型涉及測(cè)試精度、控制方法、使用壽命及價(jià)格成本等多種因素，但所選測(cè)功機(jī)能否對(duì)需測(cè)內(nèi)燃機(jī)有效地進(jìn)行全面測(cè)試則是最主要的。
測(cè)功器的工作原理
電渦流測(cè)功機(jī)的基本結(jié)構(gòu),與轉(zhuǎn)子同軸裝有一直流勵(lì)磁線(xiàn)圈，此線(xiàn)圈流過(guò)勵(lì)磁電流時(shí)，將產(chǎn)生流過(guò)轉(zhuǎn)子和機(jī)體的磁通。磁通密度因齒狀轉(zhuǎn)子表面不同而有所不同。在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁通密度的分布是旋轉(zhuǎn)的，因而裝在機(jī)體上的渦流環(huán)便感應(yīng)產(chǎn)生渦流，一導(dǎo)致轉(zhuǎn)子和渦流環(huán)之間的磁性藕合，與出現(xiàn)的磁力相適應(yīng)，扭矩被傳遞到機(jī)體上。在渦流環(huán)上由渦流產(chǎn)生的功率等值熱量，由持續(xù)不斷的冷卻水進(jìn)行冷卻并將其帶走。
測(cè)功機(jī)的工作特性
電渦流測(cè)功機(jī)的功率特性曲線(xiàn)。增加勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)速時(shí)，測(cè)功機(jī)的吸收功率也隨之增加。但當(dāng)勵(lì)磁電流達(dá)到一定值時(shí)，由于磁路達(dá)到飽和狀態(tài)，勵(lì)磁電流不能繼續(xù)增加而保持恒定;此時(shí)繼續(xù)增加轉(zhuǎn)速時(shí)，測(cè)功機(jī)的吸收功率隨轉(zhuǎn)速的增加變化很小，幾乎表現(xiàn)為恒定。這一轉(zhuǎn)速范圍和所對(duì)應(yīng)的功率為測(cè)功機(jī)的額定轉(zhuǎn)速和額定功率。在無(wú)勵(lì)磁電流時(shí)，測(cè)功機(jī)的特性曲線(xiàn)相當(dāng)于不同轉(zhuǎn)速下測(cè)功機(jī)的機(jī)械損耗特性曲線(xiàn)，這一曲線(xiàn)的下方部分是不能進(jìn)行有效測(cè)試的。
電渦流測(cè)功機(jī)的扭矩特性曲線(xiàn)。測(cè)功機(jī)所能承受的扭矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而增加，開(kāi)始階段增長(zhǎng)速率較快，后來(lái)逐漸趨于平緩，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的最低值時(shí)扭矩達(dá)到最大值;在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，由于吸收功率的恒定，所以扭矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而減小。在無(wú)勵(lì)磁電流時(shí)，測(cè)功機(jī)的扭矩特性曲線(xiàn)也有一損耗曲線(xiàn)與功率特性曲線(xiàn)相對(duì)應(yīng)。
內(nèi)燃機(jī)的工作特性
內(nèi)燃機(jī)的工作特性曲線(xiàn)。隨著轉(zhuǎn)速的增加，內(nèi)燃機(jī)所能發(fā)出的功率也隨之增加，在額定轉(zhuǎn)速下能發(fā)出額定功率。內(nèi)燃機(jī)具有低速大扭矩的外特性，即受外力阻礙時(shí)能以降低轉(zhuǎn)速為代價(jià)來(lái)增大扭矩克服阻力。內(nèi)燃機(jī)最大扭矩與額定工況扭矩的比值稱(chēng)為扭矩適應(yīng)性系數(shù)，一般在轉(zhuǎn)速為額定值的70%左右時(shí)具有1。1~1。3的扭矩適應(yīng)性系數(shù)，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)采用增壓等技術(shù)后，扭矩適應(yīng)性系數(shù)更大，最大扭矩所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速更低。
測(cè)功機(jī)的正確選型
由于測(cè)功機(jī)和內(nèi)燃機(jī)都以功率和轉(zhuǎn)速作為最主要的指標(biāo)來(lái)標(biāo)定，所以常被認(rèn)為只要測(cè)功機(jī)的領(lǐng)定功率和轉(zhuǎn)速大于內(nèi)燃機(jī)的額定功率和轉(zhuǎn)速，即可進(jìn)行有效的測(cè)試，并以此作為測(cè)功機(jī)選型的依據(jù)，其實(shí)未必盡然。從測(cè)功機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的工作特性曲線(xiàn)可以看到，內(nèi)燃機(jī)所能發(fā)出的功率和測(cè)功機(jī)所能吸收的功率都是相對(duì)于某一特定的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速范圍而言的。功率的比較必須以相同的轉(zhuǎn)速為必要條件，由于內(nèi)燃機(jī)和測(cè)功機(jī)的額定轉(zhuǎn)速具有一定的差異，因此其額定功率也不能等同而論。同樣，內(nèi)燃機(jī)的最大扭矩和測(cè)功機(jī)的最大扭矩，由于各自所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速不同，也不能直接加以比較。所以，測(cè)功機(jī)選型時(shí)必須使其功率特性曲線(xiàn)和扭矩特性曲線(xiàn)包容內(nèi)燃機(jī)對(duì)應(yīng)的特性曲線(xiàn)。
CW37測(cè)功機(jī)、N485QA柴油機(jī)和內(nèi)燃機(jī)A、內(nèi)燃機(jī)B的功率特性曲線(xiàn)。顯然，CW37測(cè)功機(jī)由于功率不足而不能對(duì)內(nèi)燃機(jī)A進(jìn)行全面測(cè)試，同時(shí)又由于功率太大導(dǎo)致空載損耗過(guò)大而不能對(duì)內(nèi)燃機(jī)B進(jìn)行全面測(cè)試。因此，對(duì)內(nèi)燃機(jī)A應(yīng)選功率比CW37大的測(cè)功機(jī)，對(duì)內(nèi)燃機(jī)B則應(yīng)選功率比CW37小的測(cè)功機(jī)。
CW37測(cè)功機(jī)和N485QA柴油機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格見(jiàn)附表。從技術(shù)規(guī)格特別是功率和轉(zhuǎn)速來(lái)看，CW37測(cè)功機(jī)是能夠全面測(cè)試N485QA柴油機(jī)的。從圖5所示的功率特性曲線(xiàn)來(lái)看，N485QA柴油機(jī)的額定工況在CW37測(cè)功機(jī)的測(cè)試范圍內(nèi)，但低速時(shí)兩曲線(xiàn)基本重合，即測(cè)功機(jī)可能已滿(mǎn)量程或超量程工作。從圖6所示的扭矩特性曲線(xiàn)上可以看到，盡管柴油機(jī)的最大扭矩與測(cè)功機(jī)的最大扭矩?cái)?shù)值相等，但柴油機(jī)的最大扭矩工況已超越了測(cè)功機(jī)的許用測(cè)試范圍。所以，不能選用CW37測(cè)功機(jī)來(lái)測(cè)試N485QA柴油機(jī)。與此相類(lèi)似的情況在測(cè)功機(jī)選型時(shí)須特別加以重視。
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)燃機(jī)具有15min功率、功率、功率和持續(xù)功率等種功率標(biāo)定，其中采用后2種功率標(biāo)定的內(nèi)燃機(jī)一般均具有110%的超負(fù)荷功率。測(cè)功機(jī)與常規(guī)的儀器儀表一樣，為提高測(cè)試精度和延長(zhǎng)使用壽命，一般是不宜滿(mǎn)量程工作的。這些因素都應(yīng)在測(cè)功機(jī)選型時(shí)充分予以考慮。
測(cè)功機(jī)的合理使用
電渦流測(cè)功機(jī)一般具有多種控制特性。恒電流控制時(shí)，測(cè)功機(jī)的扭矩將依附于轉(zhuǎn)速而穩(wěn)定，勵(lì)磁電流可以通過(guò)一個(gè)電流調(diào)節(jié)器直接而迅速地改變，同時(shí)也迅速改變了相應(yīng)的瞬時(shí)扭矩，因此特別適用于動(dòng)力傳動(dòng)測(cè)試。恒轉(zhuǎn)速控制時(shí)，測(cè)功機(jī)能自動(dòng)地控制所吸收的功率，以維持被試機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在給出的數(shù)值上。恒扭矩控制時(shí)，測(cè)功機(jī)利用扭矩測(cè)控裝置直接測(cè)出所給定的扭矩值并加以控制，維持測(cè)功機(jī)吸收的扭矩穩(wěn)定。綜合控制時(shí)，勵(lì)磁電流按轉(zhuǎn)速比例增加，轉(zhuǎn)速增加使得吸收功率與吸收扭矩增加，但受轉(zhuǎn)速反饋的控制，因此吸收功率和吸收扭矩的增加速率比恒電流控制快。
測(cè)功器在不同的測(cè)試中，合理地使用不同的控制方法，能獲得事半功倍的效果。 |
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