專利名稱：交流電力測功器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量機械功率的裝置，特別是一種通過測定轉矩值來測量原動機功率值的裝置。
目前，國內測功器約有上萬臺，但95％以上是浪費大量能源的水利測功器和電渦流測功器。國外一些測功器專業廠商如奧地利的AVL公司、英國Froude公司等研制生產了一些交流電力測功器，可準確測量內燃機輸出功率，又可回收能源，但結構復雜、價格昂貴，不適合我國國情，難以廣泛應用。
中國專利申請案89202914.5(公告號2047785U)介紹了一種具有較低成本的“轉差控制式交流測功機”，但仍模仿了上述國外廠商的產品，實際上只是一種國外產品的國產化。它主要由三相異步電機和作為轉差聯接器的電磁轉差離合器，安裝在三相異步電機上的扭矩傳感器，及控制電路所組成，三相異步電機與底座間采用軸承支承。它的主要缺點是利用調節電磁轉差離合器的勵磁電流來調節負載的作法既復雜也不準確，而且還需經專門實驗來準定修正參數，這對于交流電力測功器在我國的主要用途－－大批量中小型柴油機的出廠試驗來說是不適合的，因為我國中小型柴油機出廠前只在額定轉速下進行測試。另外，其采用的軸承支承也帶來許多問題，如軸承滾珠滾道會產生永久性變形，測功器易受被測原動機及周圍其它振動源的影響，以上都會直接影響到測量精度，而且工作壽命短，噪音較大。
本實用新型的目的是提供一種結構簡單，成本低，測量精度高，工作壽命長，噪音小，適合我國國情，又可節約和回收能源的交流電力測功器。
本實用新型的技術解決方案是一種用于測量原動機輸出功率的交流電力測功器由三相異步電機，在三相異步電機與被測原動機間起轉差聯接作用的轉差聯接器，安裝在三相異步電機上的扭矩傳感器，及為三相異步電機提供控制的控制電路所組成，轉差聯接器采用齒輪減速箱；三相異步電機與底座間采用彈性支承；三相異步電機為內通風式；控制電路由接在三相異步電機及電網上的受控連接電路和為受控連接電路提供控制的狀態控制電路所組成。
本實用新型中的扭矩傳感器為拉壓傳感器。
本實用新型中的三相異步電機與齒輪減速箱安裝在同一個底座上。
本實用新型中的狀態控制電路由一個一端接A相線，另一端接零線的電源控制電路；一個隨電源控制電路接通而并聯在電源控制電路兩端的計時控制電路；一個與計時控制電路同時接通，并隨其計時結束而斷開的電機“Y”連接電路；一個隨電機“Y”連接電路接通而接通，但不隨其斷開而斷開的電機饋電電路；一個隨電機“Y”連接電路接通而斷開，并隨其斷開而接通的電機“△”連接電路所組成。
本實用新型中的受控聯接電路在三相異步電機上的連接為三相異步電機的三個末出線端1Fa、1Fb、1Fc在電機“Y”連接電路接通時，在其控制下連接到一起；三相異步電機的三個始出線端1FA、1FB、1FC在電機饋電電路接通時，在其控制下分別接電源A、B、C三相線；三相異步電機的三個末出線端1Fa、1Fb、1Fc和三個始出線端1FA、1FB、1FC在電機“△”連接電路接通時，在其控制下對應連接。
本實用新型的優點是由于采用了結構簡單和價廉的齒輪減速箱，成本低，更適合我國中小型柴油機生產量大，只進行額定轉速下的輸出功率測試的情況。在測試同時，以發電的方式回收能源，電能回收率可達70～80％。并且是在“△”連接狀態時，直接自然過渡并網發電，對電網污染小。采用先進的彈性支承，提高了測量精度，延長了工作壽命。采用內通風結構的三相異步電機，使外部支承及扭矩傳感器、靜校裝置等的安裝更為方便，并有利于提高測量精度。本實用新型還可用來起動被測原動機，實現電起動，降低了操作人員的勞動強度。還可實現冷磨合和負載突加、突減試驗。
以下結合附圖介紹一個實施例
圖1為本實用新型的一種交流電力測功器結構示意圖；圖2為圖1的A－A向視圖；圖3為本實用新型所采用的三相異步電機內通風結構示意圖；圖4為本實用新型的彈性支承結構示意圖；圖5為本實用新型的受控連接電路；圖6為本實用新型的狀態控制電路。
圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6描述了本實用新型的一個實施例。它的結構是一個內通風式三相異步電機5與一個速比根據所測原動機的額定轉速而定，以保證測功器能在原動機額定轉速的1％誤差范圍內測功發電(使三相異步電機5的轉速略高于其同步轉速)的齒輪減速箱3，安裝在同一個底座6上；三相異步電機5依靠四個安裝在其外殼上的彈性支承10支承在底座6上，三相異步電機5與底座6之間還有四個保護支架11，以備在運輸等情況下支承住三相異步電機5，保護彈性支承10及拉壓傳感器12等；三相異步電機5與齒輪減速箱3通過一個聯軸節4相連接，在三相異步電機5與齒輪減速箱3之間還裝有信號輪15和轉速傳感器16；齒輪減速箱3的另一端裝有信號輪2及聯軸節1，以便與被測原動機聯接；拉壓傳感器12裝在三相異步電機5的外殼與底座6之間；在三相異步電機5的外殼上還可安裝一個靜校臂13，其末端掛有砝碼14；在三相異步電機5的外殼上與安裝的靜校臂相對的另一側可同時安裝平衡臂9，其末端裝有平衡錘8。測功器控制電路及電源通過接線盒7與三相異步電機連接。
三相異步電機的內通風式結構如圖3所示，電機轉子16依靠軸承支承在前端蓋15和殼體18上；冷卻風扇19將環境空氣經后端蓋20上的孔21吸入風扇腔22，并經孔23進入后腔24，再經定子17與外殼18間的冷卻通道25將電機發散的熱量帶入前腔26，并經前端蓋15上的孔27進入外部環境，這樣的結構，不但方便散熱，而且可使風扇19消耗的功率仍包括在一個整體中從而提高了測量精度，同時也方便了在三相異步電機上安裝支承等部件。
彈性支承的結構如圖4所示。一個可套在三相異步電機5前、后端蓋15、20上的支承架28，支承架28的下端通過螺釘29墊片30、壓板31、螺母32與彈簧鋼制成的彈性支承板33連接；彈性支承板33的另一端由螺釘39、螺母40、壓板41、墊片42與支承座圈34連接；支承座圈34由橡膠減振套35、軸套36、銷軸37安裝在支架38上；支架38固定在底座6上。
測功器控制電路的狀態控制電路如圖6所示。一個電源控制繼電器ZC與常開開關AN2及常閉開關AN1串接，開關AN2上并接有ZC的一個常開觸點，以上構成1一個電源控制電路，其兩端經繼電器ZC的二個常開觸點并接著由依次串接的常閉開關AN3、AN5、常開開關AN4、一個電機“△”連接交流接觸器1ZC△的一個常閉觸點一個時間控制交流接觸器1SJ組成的計時控制電路，在常開開關AN4兩端還并接著常開開關AN6，在開關AN4同AN5連接的一端與時間交流接觸器接零線的一端之間并聯有依次串接著的電機饋電交流接觸器1ZC的一個常開觸點、電機“Y”連接交流接觸器1ZCY的一個常開觸點、時間控制交流接觸器1SJ的計時控制觸點、電機“Y”連接交流接觸器1ZCY組成的電機“Y”連接電路，在時間控制繼電器電源正極連線端與電機“Y”連接電路中的1ZCY常開觸點同時間控制繼電器1SJ相接的一端相連，電機“Y”連接電路中的1ZC常開觸點同1ZCY常開觸點相連端與電源零線間并聯著由串接的電機饋電交流接觸器1ZC、溫控繼電器的溫控觸點RJ1組成的電機饋電電路，在電機饋電電路兩端并聯著由串聯的1ZCY的一個常閉觸點、電機“△”連接交流接觸器1ZC△組成的電機“△”連接電路。在上述電源控制繼電器ZC，電機“Y”連接交流接觸器1ZCY，電機“△”連接交流接觸器1ZC△兩端分別并有指示燈D1、D2、D3。
測功器控制電路的受控連接電路如圖5所示。三相異步電機的三個始出線端1FA、1FB、1FC接有溫控繼電器，并經電機饋電交流接觸器1ZC的三個常開觸點和保險絲RD、自動空氣開關ZK接電源A、B、C三相線，三相異步電機的三個末出線端1Fa、1Fb、1Fc通過電機“Y”連接交流接觸器的三個常開觸點連接在一起，1Fa、1Fb、1Fc與1FA、1FB、1FC三組對應觸點通過電機“△”連接交流接觸器的三個常開觸點連接。在開關ZK到1ZC電源上的常開觸點間的A、B、C三相線上接有功率表，在A、B、C三相進線上經開關HK接有電壓表。
測功器的工作過程是自動空氣開關ZK合上，控制電路與主電網相連，按AN2，電源控制繼電器ZC接通，并使AN2自鎖，D1燈亮，使控制電路進入準備工作狀態。按下AN4或AN6，時間繼電器1SJ接通，電機“Y”連接交流接觸器1ZCY也接通，時間繼電器1SJ開始計時，1ZCY接通使電機饋電交流接觸器1ZC接通，并使電機“△”連接交流接觸器斷開，此時，燈D2亮，表示測功器進入“Y”形起動狀態。通過1SJ的計時，約過0－30秒(可調節)，1SJ常閉觸點斷開，使1ZCY斷電，1ZCY的常閉觸點使1ZC△通電，燈D3亮，表示測功器進入“△”形起動狀態，1ZC△接通后，其常閉觸點使1SJ，1ZCY完全斷電，既可省電，也保證了1ZCY與1ZC△之間的互鎖作用，起到了安全保護的作用。
當1ZCY和1ZC接通時，三相異步電機接成“Y”形接法，也即進入電動機的降壓啟動狀態，經過幾秒鐘延時后，1ZCY斷開，1ZC△接通，1ZC接通狀態不變，則三相異步電機接成“△”形接法，使其進入“△”形啟動狀態，功率表倒指(或認為是負值)。
當啟動完畢，即可進入測功狀態，由被測柴油機調整其轉速到額定轉速，通過齒輪減速箱3，使三相異步電機5略超過其同步轉速，此時，三相異步電機5以發電機方式工作，進入發電狀態，控制電路保證了三相異步電機5由電動狀態自然過渡到發電狀態，向電網送電。同時，通過電磁場的作用，將扭矩傳送到三相異步電機5的外殼上，由于外殼采用彈性支承，可作微小角度的旋轉，通過力臂將扭矩傳送到拉壓傳感器12上，從而可測出柴油機的輸出功率。若將柴油機轉速下調，使三相異步電機5的轉速小于其同步轉速，則其仍變為一臺電動機，倒拖柴油機，此時，柴油機可以進行冷磨合和測量其磨擦功。
權利要求1.一種交流電力測功器由三相異步電機，在三相異步電機與被測原動機間起轉差聯接作用的轉差聯接器，安裝在三相異步電機上的扭矩傳感器，及為三相異步電機提供控制的控制電路所組成，其特征在于轉差聯接器采用齒輪減速箱；三相異步電機與底座間采用彈性支承；三相異步電機為內通風式；控制電路由接在三相異步電機及電網上的受控連接電路和為受控連接電路提供控制的狀態控制電路所組成。
2.按權利要求1所述的交流電力測功器，其特征在于扭矩傳感器為拉壓傳感器。
3.按權利要求1或2所述的交流電力測功器，其特征在于三相異步電機與齒輪減速箱安裝在同一個底座上。
4.按權利要求1或2所述的交流電力測功器，其特征在于狀態控制電路由一個一端接A相線，另一端接零線的電源控制電路；一個隨電源控制電路接通而并聯在電源控制電路兩端的計時控制電路；一個與計時控制電路同時接通，并隨其計時結束而斷開的電機“Y”連接電路；一個隨電機“Y”連接電路接通而接通，但不隨其斷開而斷開的電機饋電電路；一個隨電機“Y”連接電路接通而斷開，并隨其斷開而接通的電機“△”連接電路所組成。
5.按權利要求4所述的交流電力測功器，其特征在于受控連接電路在三相異步電機上的連接為三相異步電機的三個末出線端1Fa、1Fb、1Fc在電機“Y”連接電路接通時，在其控制下連接到一起；三相異步電機的三個始出線端1FA、1FB、1FC在電機饋電電路接通時，在其控制下分別接電源A、B、C三相線；三相異步電機的三個末出線端1Fa、1Fb、1Fc和三個始出線端1FA、1FB、1FC在電機“△”連接電路接通時，在其控制下對應連接。
專利摘要本實用新型是一種用以測量原動機輸出功率的交流電力測功器。由內通風式三相異步電機，齒輪減速箱、拉壓傳感器及控制電路組成；三相異步電機與底座間采用了彈性支承，控制電路可保證自然過渡并網發電，對電網污染小。結構簡單，成本低，測量精度高，工作壽命長，適合我國國情，又可節約和回收能源，適用于對原動機，尤其是中小型柴油機在額定轉速下測試輸出功率。
文檔編號G01L3/00GK2094053SQ9021552
公開日1992年1月22日 申請日期1990年12月1日 優先權日1990年12月1日
發明者史文祥, 范亞敏, 秦玉成, 李植晉, 黃志元 申請人:南通市內燃機測試儀器廠
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
