柴油发电机功率检测器具的工作原理和特点

试验通常采用测功器来检测，通常由制动器、测力装置及测速装置等部分构造。测功器按制动器工作原理的不一样来分类，分为水力测功器、

作业时，通过控制面板供应激磁电流给磁滞测功机，磁滞测功机内部线圈通电时则出现磁力线，通过定子齿极、气隙、转子磁滞杯，形成一闭合磁路，由于磁力线在齿凸极部分分布较密，齿间分布较稀，当转子旋转时，磁滞杯上感应电势并产生涡流，涡流和磁场相互用途而发生转矩，该转矩即为负载力矩。该力矩的大小只与控制界面加在测功机线圈上的电流大小有关，而与被试电机拖动测功机旋转的转速基础无关。

测功机的主要区别也是原理的不同，具体的性能上也有差别。举个例子说，像磁滞测功机具体运用于微小容量高转速的电机加载测试，如一些微小电机；而磁粉测功机适合于低速大功率，中小容量的加载测试，如小型电机或者减速机的加载；电涡流测功机则适合于中高速度，容量范围适合更大一些的加载测试，如电机、减速机、发电机等，所用于发电机试验。

水力、电涡流测功机的基础机理是将柴油发电机发生的机械能转化为热能由水冷却后把热量带走，柴油发电机发出的能量无法销售，转换程序中亦需耗费能量。而电力测功机却可以把柴油发电机产生的机械能转换为电能回馈到内部电网，供其他装备操作。

水力测功机缸体部分的作用是吸收驱动机的高效转矩，其结构如图1所示，详细由转子、定子、轴、外壳等组成。定子直接与外壳铸造为一体，接受转子发生的反用途力矩发生摆动，转子轴端采用联轴器与被测传动装置相连接。根据转子构造形式的不一样，水力测功机详细有叶轮式、孔盘式和光盘式。其中叶轮式的测功机比功率（容量与重力之比）较大，同等容量等级，该形式的测功机尺寸更小，转子惯量也小，控制装置响应速度快，适用于涡轴发电机测试中的加减速试验。因为其构造优点，水流在壳体内部叶轮之间产生强烈的湍流现象，在将测功机的输入能量转换为水的内能程序中，由于水温的升高和局部压力的降低容易产生气蚀情形。气蚀会出现高频噪声和压力脉动，进而引起高速水力测功机运行不稳定，直接致使运转寿命明显缩短。  

与叶轮式测功机相比，孔盘式测功机比容量较小，尺寸质量相对较大，其耗功机理与叶轮式类似，但气蚀风险大大减少。孔盘式测功机转子构成如图3所示。  

与叶轮式和孔盘式测功机相比，光盘式测功机是通过黏性剪切而非湍流作用吸收动力，使其在抗气蚀能力方面具有更大的优势，寿命相对较长。因为光盘式吸收容量的机理，使其比功率较小，同等容量等级的测功机，光盘式尺寸更大，转动惯量大，对外界的控制敏感度相对较低，控制响应较慢。 

叶轮式测功机通常为单向旋转，对于存在双向测试需求的状况，可选取轴两端均可连接被测装备的测功机，通过调转测功机位置[3]，实现不同旋向的试验需要；也可通过额外配置转盘的方式实现双向旋转。孔盘式和光盘式测功机可用于双向测功，不需掉转方向，也无须配置额外的转盘。 

（1）电涡流制动器由转子部分、摆动部分和固定部分组成。转子部分是以转子轴带动转子盘转动。摆动部分有涡流环、励磁线圈和外环。固定部分有底座和支架。

（2）当励磁线圈中通入直流电时，产生磁场，磁力线通过转子盘、涡流环、摆动体外环和它们之间的空气隙而闭合。转子盘外圆上有均布的齿槽相间，转子盘外圆上的空气隙宽窄间隔均布。因此，转子盘外缘出现疏密相间的磁力线。当转子盘转动时，疏密相间的磁力线与转子盘同步旋转。对于涡流环内表面上的任一固定点，穿过它的磁力线发生周期性变化，就发生了电涡流。

（3）电涡流在励磁磁场用途下，受力方向与转动方向相同，使摆动体向转子转动方向偏转，摆动体对转子发生制动功率。此制动功率由摆动体通过测力臂架用途在功率传感器上，将功率值信号输出。

（4）速度信号是由装在电涡流制动器转轴上的测速齿盘出现脉冲信号，一般有60个齿，与之对应安装的速度探头接收脉冲信号，输出转速信号。

（6）涡流环和转子盘都采用高磁导率，高电导率的纯铁制造，转子尺寸和品质比相同功率功率的直流发电机要小得多，其组成简易，可在高速度下运行。

（7）电涡流测功器的工作特征，在低速度范围内，制动力矩随励磁电流和转速的增加而迅速增大。当I值一定时，在达到一定转速后，功率几乎不再增加；当速度不变时，功率随i值增加而增大，在i值增大到励磁线路的磁通饱和时，功率则不再增加。

在进行柴油发电机试验时，柴油发电机功率曲线随速度上升至某一转速区间，单纯增减励磁电流i来保持速度一定进行试验是很困难的。因此，电涡流测功器，除了用手动调整励磁电流的控制步骤外，多附加自动控制机构，使励磁电流随转速自动变化。

不少电涡流测功器采用等电流自动控制装置，使励磁电流保持一定，与速度、电源电压和励磁线圈电阻的变化无关。另有一种是自动等速控制方法。在测出转速偏离给定转速时，反馈到励磁回路中，使励磁电流急剧增减，保持恒定速度。第三种是增压控制方法，它使励磁电流与速度成正比增加，其增加比例及调节范围可任意设定。

电涡流测功器所消耗的励磁容量很小，只需变动几个安培励磁电流就能自由控制吸收的功率，这样，便能方便地实现控制自动化，有利于实现按预定规范试验和耐久性试验时无人操纵运转。

测功机本身具有过流，断相等保护用途，配合控制装置的超速保护功能，有效的防范了因柴油发电机损坏而导致的测功机故障和柴油发电机事故的扩大。

电涡流测功机可以双向加载，但在低速时加载性能比水力测功机还差，不能作为反拖装置，在需要做发电机机械效率试验时需要另外配置拖动装备。

像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，这详细取决与变频器的阶跃响应和装置的惯性

像水力测功机只能在一个方向加载，同时速度低于一定值时加载性能变差；不能作为反拖设备，在需要做发电机机械效率试验时需要另外配置拖动设备。

普莱德测功机的负荷电机、转矩转速探头、变频器均经国家权威部门严格测定，完全符合相关的行业标准。

水力测功机和电涡流测功机本身只消耗柴油发电机能量，不能供应驱动动力，因此不能作为反拖装备。电力测功机可以方便的切换成电机拖动模式，从市电吸收能量，作为动力机械倒拖柴油发电机。

由于采用了完全符合行业标准/国家标准的配套件，用户在保养时不必依赖制造商，完全可以自行进行平时的维护保养，甚至在需要替换主机和传感器时亦可独立完成，降低保养保养费用。