測功機也稱測功器,主要用于測試發(fā)動機的功率,也可作為齒輪箱、減速機、變速箱的加載設(shè)備,用于測試它們的傳遞功率。主要分為水力測功機、電渦流測功機、電力測功機。電力測功機利用電機測量各種動力機械軸上輸出的轉(zhuǎn)矩,并結(jié)合轉(zhuǎn)速以確定功率的設(shè)備。因為被測量的動力機械可能有不同轉(zhuǎn)速,所以用作電力測功機的電機必須是可以平滑調(diào)速的電機。目前用得較多的是直流測功機、交流測功機和渦流測功機。
直流測功機 由直流電機、測力計和測速發(fā)電機組合而成。直流電機的定子由獨立的軸承座支承,它可以在某一角度范圍內(nèi)自由擺動。機殼上帶有測力臂,它與測力計配合,可以檢測定子所受到的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)直流電機原理,電機的電磁轉(zhuǎn)矩同時施加于定子和轉(zhuǎn)子。定子所受到的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子所受到的轉(zhuǎn)矩大小相等,方向相反,所以轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩可以由定子上量測。運行中軸承、電刷和風(fēng)致摩擦等引起的機械轉(zhuǎn)矩,會使定子和轉(zhuǎn)子所受的轉(zhuǎn)矩不完全相等,這給測量所帶來的誤差需要加以考慮。
直流測功機可作為直流發(fā)電機運行,作為被測動力機械的負載,以測量被測機械的軸上輸出轉(zhuǎn)矩;也可以作直流發(fā)電機運行,拖動其他機械,以測量其軸上輸入轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩與測速發(fā)電機測得的轉(zhuǎn)速之積即軸功率。這就是測功機一名的由來。
交流測功機 通常由一臺三相交流換向器電動機和測力計、測速發(fā)電機組合而成。它的測功原理與直流測功機相同。
渦流測功機 利用渦流產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩來測量機械轉(zhuǎn)矩的裝置。它由電磁滑差離合器(見電磁調(diào)速異步電動機)、測力計和測速發(fā)電機組成。被測動力機械與電磁滑差離合器的輸入軸連接,帶動電樞旋轉(zhuǎn),磁極則被安裝其上的測力臂掣住,只能在一定范圍內(nèi)擺動一角度,配合測力計就可以由此擺動角直接讀出電樞與磁極間作用的電磁轉(zhuǎn)矩。略去風(fēng)摩損耗等測量誤差時,此電磁轉(zhuǎn)矩就等于被測動力機械的輸出轉(zhuǎn)矩。渦流測功機只能產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩,不能作為電動機運行。一般用于測量轉(zhuǎn)速上升而轉(zhuǎn)矩下降,或轉(zhuǎn)矩變化而轉(zhuǎn)速基本不變的動力機械。