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 DW型电涡流测功机
来源: 点击数:87880次 更新时间:2022/1/18 17:06:57

DW系列盘式电涡流测功机,是在DWZ系列盘式电涡流制动器机体上加上测量扭矩和转速的装置的测功机,主要用来测量动力机械特性的试验仪器,尤其用在中小功率和微小功率的动力加载测试中。

DW电涡流测功机适用于中、小型功率电机、汽车、内燃机、燃气轮机、水轮机、工程机械、林业、矿山、石油钻采等机械的性能试验等等,用处可谓广泛。

并且当DW电涡流测功机的感应盘旋转时,气隙磁密随之发生周期性变化,感应出涡流,由于“涡流”和磁场的耦合作用。

在转子上产生制动力矩,而在电枢体上则产生与拖动力矩相同的转矩,并经装在电枢体上的力传感器检测出来,从而达到测试扭矩的目的。 在转速测量上,采用非接触式的磁电式转速传感器,将转速信号转换成电信号输出。



DW系列电涡流测功机主要技术指标


电涡流制动器/测功机 额定吸收功率 额定扭矩 额定转速 最高转速 转动惯量 最大激磁电压 最大激磁电流 冷却水压 冷却水流量
DWZ/DW-0.75 0.75 5 2000-2600 16000 0.002 80 3 0.1~0.3 1
DWZ/DW-3 3 10 2000-2600 14000 0.003 80 3 0.1~0.3 2
DWZ/DW-6 6 25 2000-2600 14000 0.003 80 3 0.1~0.3 3
DWZ/DW-10 10 50 2000-2600 13000 0.01 80 3 0.1~0.3 4.5
DWZ/DW-16 16 70 2000-2600 13000 0.02 80 3.5 0.1~0.3 6.5
DWZ/DW-25 25 120 2000-2600 11000 0.05 80 3.5 0.1~0.3 15
DWZ/DW-40 40 160 2000-2600 10000 0.1 90 4 0.1~0.3 25
DWZ/DW-63 63 250 2000-2600 9000 0.18 90 4 0.1~0.3 45
DWZ/DW-100 100 400 2000-2600 8500 0.32 120 4 0.1~0.3 60
DWZ/DW-160 160 600 2000-2600 8000 0.52 120 5 0.1~0.3 100
DWZ/DW-250 250 1100 2000-2600 7000 1.8 150 5 0.2~0.4 180
DWZ/DW-300 300 1600 2000-2600 6000 2.7 150 5 0.2~0.4 210
DWZ/DW-400 400 2200 2000-2600 5000 3.6 180 10 0.2~0.4 300
DWZ/DW-630 630 3600 2000-2600 5000 5.3 180 10 0.2~0.4 450


电涡流测功器是在原西德电涡流测功器的基础上改进提高的新产品。该系列电涡流测功器共有16个规格,其测量功率范围从5kW至1000kW,制动扭矩从12Nm至4000Nm。该系列测功器可适用于额定功率为1.0kW至800kW动力机(汽油机,柴油机,涡轮机,电动机,液压马达等)的性能试验;亦可用于其他动力机械作为可控模拟负载。与数字测量控制系统配套,具有优异的测量和控制性能。
■特点
●结构简单,维护方便。
●转速范围宽。
●负荷控制容易。
●工作稳定性好。
●高精度及高可靠性

●必须配置控制仪器,实现PID自动控制。

延伸阅读:

       电涡流测功机具有大负荷、小惯量、高转动速率、高可靠性、高精度等级等优点,能够满足发动机及整车的耐久试验、性能试验和开发试验,因此常用于发动机试验台架,对发动机进行瞬态运行评估电涡流测功机的工作原理是将发动机等试验设备输出的机械能通过电磁效应转换为热能,产生的热量通过流经测功机的冷却液冷却.学者们根据具体工程实际,对测功机冷却系统进行设计研究.目前常用的冷却方式为开环水路冷却,冷却水一部分给发动机冷却,一部分给测功机冷却,也有使用电制冷机进行冷却的采用循环水对 CW160电涡流测功机、GW63电涡流测功机和内燃机同时进行冷却,节约了使用费用对测功机循环供水系统进行设计,满足试车技术要求为混合汽车动力总成台架试验设计了一种新型冷却系统,可以同时对发动机和测功机进行冷却,可满足各自温度及流量需求,将原先的开环水路冷却改为闭环水路冷却,达到提升测功机冷却效能的目的,但该冷却系统仍接有外部冷冻水回路.
      为解决上述研究中同时满足发动机和测功机冷却要求而使冷却系统复杂化的问题及上冷却系统外接造成的浪费现象,并满足发动机测功实验台的正常运行,本文针对电涡流测功机水冷却系统的散热及储水要求,进行热力学分析,设计了一套适用于 GW100B电涡流测功机的水冷却系统,并利用 Matlab/Simulink对电涡流测功机水冷却系统仿真建模,验证其合理性.
GW100B电涡流测功机介绍
研究对象为发动机测功试验台用 GW100B电涡流测功机,如图1(a)所示.发动机测功试验台使用桑塔纳2000车用 AJR型发动机.发动机测功试验台所用发动机和电涡流测功机的技术参数见表1.
GW100B电涡流测功机结构见图1(b),根据其工作要求,设计了一套外接闭环水冷系统,使冷却水温度保持在试验温度要求范围内,保证试验顺利完成
 电涡流测功机水冷却系统原理及组成电涡流测功机的水冷却系统是保障其正常工作的关键,水冷却系统为强制循环水冷系统,即通过水泵给冷却水增压,使冷却水在电涡流测功机中强制循环流动.如图2所示,电涡流测功机水冷却系统由水泵、水箱、测功机水套、散热风扇及其他配套设施组成.冷却水的循环路径为:在水泵的作用下,冷却水进入测功机水套,在吸收测功机生热后流经散热水箱,冷却水向散热水箱 周 围 的 空 气 中 散 热 而 降温,最后冷却水从散热水箱的出水管返回水泵,如此循环往复.
3.3 其他部件的设计
散热风扇用于加速冷却水冷却,风扇风量越大,单位时间内空气吸热越多.由于轴流风扇结构紧凑,安装方便,故采用轴流风扇给水箱加速散热.
水冷却系统中的水管连接电涡流测功机水套、水泵和水箱,保证冷却系统的正常运行,确保电涡流测功机的正常使用.
本文选取的部件及相应参数皆以保证系统正常运行为原则,在电涡流测功机水冷却系统的设计中具有广泛的应用价值.
4 电涡流测功机水冷却系统建模及仿真分析
针对发动机测功机试验台用 GW100B电涡流测功机水冷却系统,在 Matlab/Simulink中对其建模,可以开展电涡流测功机水冷却系统的热流量分析.图5(a)中冷却水温度、冷却水侧及空气侧传热系数、内外侧热阻等选用表4中参数,通过仿真模型中的scope?榈玫缴杓频牡缥辛鞑夤淙聪低晨衫淙慈攘髁课罚叮埃罚担耍,大于发动机额定功率,满足散热需求.
测功机冷却系吸热理论上等于发动机做功,取发动机 Pe=74KW,通过式(3)可得电涡流测功机所需冷却水体积与散热温差、工作时间的关系电涡流测功机工作时间由0s至3600s,散热温差由0℃至35℃,可见工作时间越长所需冷却水体积越多,温差越大所需冷却水体积越少.
表5为温差、工作时间具体数值对应的冷却水体积和散热面积值,当冷却水温差为35℃时,发动机以额定功率工作3600s产生的热量需要至少1.81m3 的冷却水体积及46.2m2 的水箱散热面积.设计的电涡流测功机水冷却系统水箱总散热面积为48m2,总体积为16m3,满足工作要求,验证了设计的合理性.
现实中发动机测功试验台连续工作远低于3600s,且由于机械损失,发动机做功生热一部分散入空第2期 侯振煜等 基于Simulink的电涡流测功机水冷却系统设计与仿真 131气中,因此设计的电涡流测功机水冷却系统满足使用需求.
结论
本文设计了一套用于发动机测功试验台用 GW100B电涡流测功机的水冷却系统,达到了电涡流测功机的使用要求.通过建立电涡流测功机水冷却系统模型,对其分析研究,得到如下结论:
(1)采用循环冷却水对电涡流测功机进行冷却,只考虑电涡流测功机的冷却需求,而不用考虑发动机的冷却需求,避免了系统的复杂性,且冷却方式经济,系统设计简洁.
(2)根据热力学原理,在 Matlab/Simulink中对设计的电涡流测功机水冷却系统建模,得出电涡流测功机工作3600s所需冷却水量为1.81m3,所需散热面积为46.2m2.设计的水冷却系统水箱储水量为16m3,散热面积为48m2,满足了电涡测功机的冷却需求,验证了设计的合理性,为电涡流测功机水冷却系统的研究提供了理论依据.


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