摘要：目前市場上電機測試系統(tǒng)的電機負載種類繁多，例如電渦流制動器負載、磁粉制動器負載、磁滯制動器負載、伺服電機負載等?？紤]到被測電機的特性及成本，選擇一款合適的負載至關重要，那么如何才能選擇一款合適的電測試平臺的負載呢?
首先我們來了解各類型的負載制動器的特性及工作原理：
一、 電渦流制動器
電渦流制動器是目前國內先進的模擬加載設備，主要用來模擬各種動力裝置的輸出性能，由感應盤、電樞和勵磁部分等組成。當與轉子同軸裝配的勵磁線圈通直流電時，其產生的磁通經電樞體、渦流環(huán)、氣隙和轉子形成閉合回路。由于轉子外圓面被制成有均勻分布的齒和槽，故在氣隙和電樞體或渦流環(huán)表面產生疏密相間的磁場，因此，轉子被拖動旋轉時，電樞體和渦流環(huán)內表面上任何一點的磁場產生叫變變化，由此感應出“渦流”，在“渦流”和磁場的耦合作用下，在轉子上產生制動力矩。由于電樞體是通過機座固定在底板上的，故轉子無法帶動電樞體旋轉，動力機械輸出的功率被轉化成電樞體和渦流環(huán)上“渦流”產生的等值熱量，熱量由進入電樞體和渦流環(huán)冷卻水槽中持續(xù)不斷的冷卻水及渦流制動器自身消耗。對應于勵磁線圈每一恒定的電流，電渦流制動器均表現(xiàn)出一條轉矩依附于轉速的穩(wěn)定制動特性曲線，通過改變勵磁電流的大小，即可以改變制動力矩。
圖1電渦流制動器
二、磁粉制動器
磁粉制動器是采用磁粉作介質，在通電情況下形成磁粉鏈來傳遞扭矩的新型傳動元件，由內轉子、外轉子、激磁線圈及磁粉組成。當線圈不通電時，主動轉子旋轉，由于離心力的作用，磁粉被甩在主動轉子的內壁上，磁粉與從動轉子之間沒有接觸，主動轉子空轉。接通直流電源后產生電磁場，工作介質磁粉在磁力線作用下形成磁粉鏈，把內轉子、外轉子聯(lián)接起來，從而達到傳遞、制動扭矩的目的。在同滑差無關的情況下能夠傳遞一定的轉矩，具有響應速度快、結構簡單、無污染、無噪音、無沖擊振動節(jié)約能源等優(yōu)點。
圖2磁粉制動器
三、磁滯制動器
磁滯制動器由轉子和定子磁極兩大部分組成，轉子由特殊的磁滯材料制成，定子磁極中有一定的間隙，轉子在間隙中轉動。當線圈通電時，間隙中產生磁場，從而使轉子產生磁滯效應。當磁滯轉子在外力作用下克服磁滯力轉動時，產生額定的扭矩。扭矩僅與激磁電流大小有關，與轉速無關，實現(xiàn)非接觸的扭矩傳輸。
圖3 磁滯制動器
四、伺服電機
伺服電機分為直流和交流伺服電動機兩大類，可高精確控制速度、位置，將電壓信號轉化為轉矩、轉速，以驅動控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制，并能快速反應，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機電時間常數小、線性度高、始動電壓等特性，可把收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。其主要特點是，當電壓信號為零時無自轉現(xiàn)象，轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。
圖4 伺服電機
五、如何選型
其次還需根據被測電機的轉速、扭矩、功率等屬性及上述負載適合場景來選擇合適的負載。各類型的負載都有各自的優(yōu)缺點：
1.電渦流，適合高速大功率場合，5kw下最高轉速可支持30,000rpm;
2.磁粉制動，價格低廉，主要應用于低速大功率場合，但需要考慮散熱問題，精度較低，會有零飄;
3.磁滯制動器，適合高速小功率場合，扭矩范圍很小，5kw左右的功率最高只能測到30N.m;
4.伺服電機，適合精度要求高的場合，測試可重復性好，支持饋能式負載。轉速和扭矩的范圍不固定，可根據被測電機的特性可以靈活挑選對應的負載電機。
故根據被測電機的測試需求，通過比較各類型負載的特性來決定選擇哪一款負載制動器。
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