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转速测量方法

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  • 发布时间:2016/11/29 16:55:59
  • 作者:xgj_yinhe

  转速,是性能测试中的一个重要的特性参量,动力机械的许多特性参数确定都离不开与转速相关的函数关系,所以转速测量是工业生产各个领域的要点。

  转速测量的方法分为两大类:直接法和间接法。直接法即直接观测机械或电机的机械运动,测量特定时间内机械运转规律从而测出机械运动的转速。间接法是因为机械或电机机械运动而产生变化的其他物理量与转速之间的关系来间接确定转速。因机械或电机的机械运动而产生的变化并与转速有关的物理量有很多,所以间接测量转速的方法也有很多。

光电码盘转速测量法

  光电码盘测速法是在电机转子端轴上固定一个光电码盘,光电码盘上设置有一个或多个能透光的光栅,每个光栅背后都有一个光敏元件对应。随着电机转动,光电码盘也随着转动,当固定光源照射在光电码盘上时,透过光栅的光被光敏元件接收并产生脉冲电信号。假如光电码盘的编码数为1,在时间t内测量得到的脉冲数为N,则转速n=60N/(t*1)。码盘上的编码数量越多,测量精度也随着越高。

光电码盘测速法示意图

光电码盘测速法示意图

霍尔元件转速测量法

  顾名思义,此方法是利用霍尔开关元件测转速的。跟光电码盘测速一样,霍尔元件测速法也是在电机转轴上安装一个圆盘,圆盘上若干对小磁钢,小磁钢越多,分辨率越高,霍尔开关则固定在小磁钢附近,当电机转动时,圆盘上的小磁钢会一次经过霍尔开关,每一个小磁钢经过,霍尔开关便会输出一个脉冲,计算单位的脉冲数就可以确定旋转体的转速了。

霍尔元件测速法示意图

霍尔元件测速法示意图

离心式转速测量法

  离心式转速表是利用物体旋转时产生的离心力来测量转速的。

  我们都知道离心力与转速的换算公式:g=r×11.18×10-6×n2

  其中g为离心力、r为轨迹曲率半径、n为转速(r/min)。

  当离心式转速表的转轴随被测物体转动时,离心器上的重物在惯性离心力作用下离开轴心,并通过传动系统带动指针回转。当指针上的弹簧反作用力矩和惯性离心力矩相平衡时,指针停止在偏转后所指示的刻度值处,即为被测转速值。这就是离心式转速表的原理。测转速时,转速表的端头要插入电机转轴的中心孔内,转速表的轴要与电机的轴保持同心,否则易响准确读数。

测速发电机转速测量法

  测速发电机即为输出电动势与转速成比例的微特电机。利用直流发电机的电枢电动势E与发电机的转速成正比的这一关系测量转速。测转速时,测速发电机连接到被测电机的轴端,将被测电机的机械转速变换为电压信号输出,在输出端接一个刻度以转速为单位的电压表,即可读出转速。

闪光转速测量法

  利用可调脉冲频率的专用电源施加于闪光灯上,将闪光灯的灯光照到电机转动部分,当调整脉冲频率使黑色扇形片静止不动时,此时脉冲的频率是与电机转动的转速是同步的。若脉冲频率为,则电机的转速为(r/min)。

漏磁转速测量法

  漏磁测速法是利用异步电动机的转子在旋转磁场中由切割磁力线产生感应电流的频率即为电动机转子频率和电动机定子电压频率的差频。此差频乘以60就得到异步电动机的转差,由电网频率也乘以60得到电动机的同步转速,由同步转速减去转差就得到电动机的转速。

  传统的测量电机转速的方式一般采用在电机的轴伸端安装光电式传感器、编码器的方法来实现,这适用于电机轴伸外露的转速测量场合。但现有的电潜油泵机组及潜水泵机组,基本上都由电动机、离心泵、保护器和分离器等组成,没有外露的旋转部件,因此无法安装光电式传感器及编码器,部分用户采用振动法测量其转速,即采用进口的震动转速表测量,误差较大,且价格不菲,而在做整机试验时系统是密封的,机组平衡较好,用震动法也无法进行测试。

  此类转速传感器是非接触式测量,采用的感应式测量原理,解决了电机旋转部件不外露、转速无法进行测量的难题。