第9次课第10章转速转矩和功率测量.pptVIP

热能与动力机械测试技术;第一节 转速测量 第二节 转矩测量 第三节 功率测量;;;;;;;;;;依据能量守恒定律，通过测量其他形式能量如电能、热能参数来测量旋转机械的机械能，进而求得转矩的方法即能量转换法。 从方法上讲，能量转换法实际上就是对功率和转速进行测量的方法。能量转换法测转矩一般只在电机和液机方面有较多的应用。 ;三种方式的比较;●二、常用转矩测量仪器 ;在被测轴上相隔距离的两个面上固定安装着两个测量环，两根振弦分别被夹紧在测量环的支架上。;当轴传递扭矩时，轴产生扭转形变，轴的两相邻截面就扭转一个角度，使装在卡筒上的两个振弦传感器中的一个受拉、一个受压。 根据虎克定律,在弹性变形范围内,轴的扭转角度是与外加的扭矩成正比的，振弦的伸缩变形也就与外加的扭矩成正比。 而振弦的振动频率的平方差与它所受应力成正比，因此可利用测量弦的振动频率的方法来测量轴所承受的扭矩。;图5-1 振弦式传感器原理及间歇激励方式图 （a） 自激式； （b） 他激式； （c） 激励与输出波形 ;激励方式——（1） 间歇激励方式 　　振弦的间歇激励有自激式和他激式两种方式。  （1） 图5-1（a）为自激式： 在弦的两侧放一永久磁铁， 工作时， 弦中通以脉冲电流， 脉冲电流受磁场作用使弦起振。 起振后， 弦作为导体在磁场中运动， 感应出交变电动势， 通过测量感应电动势的频率， 即为振弦的自由振动频率。 （2） 图5-1（b）为他激式： 在弦的两侧分别放一个激励线圈和测量线圈。激励线圈绕在软磁铁上，测量线圈绕在永久磁铁上， 弦上固定一个软铁块。 给激励线圈通以脉冲电流， 振弦便被吸放一次，开始起振。 振弦在振动中引起测量线圈磁路的交替变化，线圈中便感应出交变电动势，感应电动势的频率就等于振弦的自由振动频率。若振弦为铁磁材料，则可省去软铁块。;;;;;;;;;;转矩测量仪器使用注意事项： ● 标定； ● 最大瞬时转矩； ● 弹性连接及同轴度； ● 消除安装的误差。;;;;;;;;;;;;;;;;电涡流测功机的控制方式及其特性 a)手动控制 b)自动控制 c)恒励磁电流特性 d)恒转速特性 e)比例控制特性 E-被测动力机械 ED-电涡流测功机 RL-励磁调节电阻 TD-转速传感器 AD-比例控制特性;;直流、交流、电涡流测功机特点及优缺点比较;;;;;;对某一动力机械选择测功机的基本条件是，它的被测特性曲线必须位于测功机的工作范围内；;;;;;所有平衡式测功机外壳所受摆动转矩，在理论上应与测功机测量的转矩相等； 然而由于摆动阻力、测力机构的几何关系失真以及测功机安装不当等原因，必定存在误差； 主要包括： ? 风阻引起的误差 ? 外壳摆动引起的误差 ? 水管、导线引起的误差 ? 测功机主轴不水平和摆动外壳不平衡引起的误差 ? 测力机构几何关系失真和装配不当引起的误差;水力测功机的加载反应时间基本上在秒级，电力测功机的加载反应主时间为ms级，这主要取决与变频器的阶跃响应和系统的惯性；;水力、电力测功机特点及优缺点比较;失励失步 失励失步是由于励磁系统的原因，使同步电动机的励磁绕组失去直流励磁。由于球磨机的同步电机过载力矩很大，导致同步电动机失去静态稳定，滑出同步。电机发生失励失步时，负载基本不变，定子电流增大1.5～3倍，电机声音异常，而GL型继电器主要用于起动时的电流保护，其整定值为6～7倍的额定值，所以GL型继电器拒动或动作时间过长。在此情况下失励失步一般不易被值班人员及时发现，待发现电机冒烟时，电机已失步了相当长时间，并已造成电机绕组或励磁装置的损坏。应当指出的是电机的失励失步，大多不当场损坏电机，出现电机冒烟后，停机常规检查，往往又查不出毛病，电机还能再投入运行。 由于失步运行，在阻尼绕组中就流过超过额定电流数倍至数十倍的电流，尤其是负载较重时，由于转差较大，所以流过阻尼绕组电流就更大。阻尼绕组的温升和热容量，一般是按短时工作制考虑的，由于长期流过大电流，必定会导致阻尼绕组温度过高，造成开焊、笼条断裂，甚至于阻尼绕组完全烧毁。正是在这种状况下，使得电机的寿命大为缩短。需要指出的是，电机失励失步时还会在转子回路中产生高电压，造成励磁装置主回路元件损坏，引起灭磁电阻发热，严重时甚至造成整台励磁装置烧坏。 带励失步 带励失步，是由于负载突增（如球磨机胀肚），电机在运行中短时间严重欠励磁；或电机起动过程中励磁系统过早投励等原因引起的。 电机在带励失步时，励磁系统虽仍有直流励磁，但励磁电流及定子电流（包络线）强烈脉动，电机亦遭受强烈脉振，有时甚至产生电气共振和机械共振。带励失步与失励失步对电机造??的危害其性质是一样的。严重时甚至出现断轴事故。由于电机和主机是同轴运行，电机的强烈脉振，同样会波及到主机