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新聞主題 |
測(cè)量柴油發(fā)電機(jī)有效功率的計(jì)算公式 |
柴油發(fā)電機(jī)單位時(shí)間內(nèi)對(duì)外所做的功，叫做有效功率，簡(jiǎn)稱功率，一般用字母Ne表示。柴油發(fā)電機(jī)的有效功率 Ne 是評(píng)定一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)優(yōu)劣的主要參數(shù)之一。所以正確的測(cè)定柴油發(fā)電機(jī)的有效功率是柴油發(fā)電機(jī)試驗(yàn)中最首要最基本的測(cè)量。
柴油發(fā)電機(jī)的有效功率Ne 可由下式?jīng)Q定：
式中 Mk——柴油發(fā)電機(jī)輸出軸的扭矩(公斤 ·米)，
M ——柴油發(fā)電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)／A)。
由上式可知，只要分別測(cè)定柴油發(fā)電機(jī)輸出軸的扭矩 Mk 及轉(zhuǎn)速 n 就可以計(jì)算出 柴油發(fā)電機(jī)的有效功率。在比較現(xiàn)代化的試驗(yàn)臺(tái)上，人們把測(cè)得的 Mk 及 n 值送到一 個(gè)計(jì)算器中，可以直接得出 Ne 的數(shù)值。柴油發(fā)電機(jī)輸出軸功率的測(cè)量是一種間接測(cè) 量，它的精確度取決于對(duì)輸出軸扭矩 Mk 及轉(zhuǎn)速 n 的測(cè)量精度。
1．水力測(cè)功器
基本工作原理：
水力測(cè)功器的基本工作原理是利用在水中運(yùn)動(dòng)的物體與水之間的摩擦阻力來(lái)吸收柴油發(fā)電機(jī)的功率。在軸上固定安裝的 圓盤旋轉(zhuǎn)于外殼中，水由管經(jīng)調(diào)節(jié)閥門流向中心圓盤，在圓盤離心力的作用 下，水拋向外殼周圍并繞它分散開，形成一水環(huán)。工作完了的水沿管流入下水道。為 了調(diào)節(jié)外殼中的水層厚度借于調(diào)節(jié)測(cè)功器吸收功率的大小，用蝸桿齒輪將分管繞管的軸線旋轉(zhuǎn)，使水經(jīng)由管進(jìn)入。當(dāng)旋轉(zhuǎn)(擺動(dòng))分管時(shí)，即改變了外殼中的水層厚度。
在測(cè)功器工作時(shí)因?yàn)樗c圓盤之間有摩擦力，因此水在測(cè)功器中發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)。靠近圓盤的水層由于離心力的作用是加速的，靠近外殼的水層由于外殼 阻力的作用降低了速度，付出了動(dòng)能，最后使水的溫度升高。旋轉(zhuǎn)圓盤經(jīng)常地 處于圓環(huán)形的水層中，部分地浸濕了它的表面。水層厚度愈大圓盤在水中浸濕愈 多，和水摩擦的面積也愈大，則可能吸收的功率也就愈大。由于外殼是用滾珠軸承支承于測(cè)功器的支架上；圓盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)水層傳到外殼 上，外殼也會(huì)跟隨旋轉(zhuǎn)；在此情況下，水對(duì)外殼的摩擦力矩等于測(cè)功器圓盤在軸上的 扭矩。如果在外殼的制動(dòng)臂處掛上一重量，使外殼處于平衡狀態(tài)此時(shí)制動(dòng)扭矩將為：
Mk=R•P
制動(dòng)功率：
對(duì)于某一具體的水力測(cè)功器而言，重錘平衡機(jī)構(gòu)的尺寸是確定的，所以制動(dòng)功率為：
Νe=KPn
式中 K——測(cè)功器常數(shù)。
為了計(jì)算方便，K 是往往采用 1／1000。在柴油發(fā)電機(jī)試驗(yàn)中．只要讀出各工況 的測(cè)功器重錘平衡機(jī)構(gòu)刻度盤上的讀數(shù) P 值，及該工況下的轉(zhuǎn)速 n 即能得到制動(dòng) 功率 Ne。
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水力測(cè)功器結(jié)構(gòu)圖 |
2． 電渦流測(cè)功器
電渦流測(cè)功器的基本工作原理是利用渦電流產(chǎn)生的制動(dòng)力矩而起制動(dòng)作用。它具 有精度高、振動(dòng)小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、耗電少等特點(diǎn)，并具有十分寬廣的轉(zhuǎn)速范圍和功率范圍，轉(zhuǎn)速可自 1000—25000r／min 甚至更高，功率可以達(dá) 5000kW，但此種測(cè)功器只能將柴油發(fā)電機(jī)的 功率轉(zhuǎn)換成熱量消耗掉而不能 發(fā)出電力，也不能作為電動(dòng)機(jī)倒拖柴油發(fā)電機(jī)。
（1）電渦流則功器的結(jié)構(gòu)
右圖為電渦流測(cè)功器的結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)圖，它主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。
定子上裝有勵(lì)磁線圈、定子鐵芯、和渦流環(huán)，轉(zhuǎn)子由高導(dǎo)磁性材料制成齒輪狀凹凸形的感應(yīng)子和轉(zhuǎn)軸組成。感應(yīng)子的齒頂與渦流環(huán)之間只有很小的空氣隙。轉(zhuǎn)子用軸承支承于定子中。而定子外殼用擺動(dòng)軸承支承在 支承架上可自由擺動(dòng)，并在外殼上伸出一力臂用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)矩。
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電渦流測(cè)功器特性曲線圖 |
（2）電渦流則功器的作原理
當(dāng)勵(lì)磁線圈中通以直流電時(shí)，其周圍形成磁場(chǎng)，磁力線主要通過(guò)感應(yīng)子的齒 頂進(jìn)入轉(zhuǎn)子而形成閉合磁路，此間隙的磁通分布在轉(zhuǎn)子齒頂處的磁通密度很大，而通過(guò)齒槽處的磁通密度很 小。當(dāng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速 n 旋轉(zhuǎn)時(shí)則在 A 處的磁通就減少。由電磁感應(yīng)定律可知此時(shí)將產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，力圖阻止 磁通的減少，于是就在渦流環(huán)上形成強(qiáng)烈的渦電流，渦電流與磁場(chǎng)的相互作用就 形成了制動(dòng)力矩，其大小可由勵(lì)磁電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。渦電流的方向用右手定則判定。 同理在 B 處產(chǎn)生的渦電流如工作原理圖所示。
由工作原理可見在齒頂處的電渦流方向?yàn)椤眩虼擞米笫侄▌t判定，此時(shí) 定子受力，其方向如工作原理圖所示。而在齒槽處，由于磁通很小，所以受力也小。此力使定子轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)與定子相連的力臂傳到測(cè)力機(jī)構(gòu)，便可進(jìn)行力矩測(cè)定。電渦流測(cè)功器所吸收的功率完全轉(zhuǎn)換為熱量，因此需在測(cè)功器中采用冷卻、 散熱措施將熱量帶走。通常采用水冷或風(fēng)冷方式。
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