Băng Thử Công Suất Động Cơ Kiểu Điện

Cập nhật 2022-03-1821

Thiết bị nào để thử công suất cho các động cơ trực thăng, máy bay, turbin khí hay động cơ tàu thủy công suất hàng ngàn HP?. Tiếp tục loạt bài về băng thử công suất. Hôm nay B2bmart tiếp tục giới thiệu đến các bạn đọc về Băng thử công suất động cơ dynamometer (Auto testing machine) loại điện.

Băng thử công suất kiểu điện được phát minh trước năm 1931 và được sử dụng rộng rãi sau đó. Thực chất của băng thử loại này là một máy phát điện một chiều hay xoay chiều được dẫn động trực tiếp từ động cơ thử. Sự thay đổi lực cản được thực hiện nhờ thay đổi công suất tiêu thụ từ máy phát thông thường là điện trở tải. Điện trở tải thường là điện trở kim loại hay điện trở nước.

Điện trở kim loại thường là các cuộn dây vonfram. Điện trở nước gồm những bản cực kim loại được nhúng trong dung dịch muối Na2CO3 với diện tích bản cực ngập trong nước điều chỉnh được. Điện trở sử dụng phải đủ lớn để không bị quá nóng hay bị cháy vì quá tải.

bang thu cong suat kieu dien

Băng thử công suất kiểu điện

Băng thử công suất kiểu điện có hai phương pháp để xác định công suất của động cơ. Trên cơ sở đó ta có hai dạng băng thử công suất kiểu điện:

Dạng thứ nhất

Băng thử công suất điện có cơ cấu cân bằng: Là băng thử mà cơ cấu băng thử là một máy phát điện có nhiệm vụ tạo ra mô men cản. Nguyên lý làm việc tương tự như băng thử cơ khí, băng thử thủy lực. Chỉ khác môi trường truyền mô men là môi trường điện từ. Dùng máy phát điện có cấu tạo đặc biệt roto được nối cứng với động cơ thử.

Stato có thể quay tự do trên hai ổ đỡ gắn liền với băng thử (hai ổ đỡ đồng trục với trục quay của roto). Khi động cơ thử hoạt động kéo theo roto của máy phát quay. Mô men điện từ trường sinh ra có xu hướng làm quay stato. Stato được giữ lại bởi một cảm biến lực. Tại cảm biến sẽ hình thành phản lực cân bằng với mô men điện từ.

Xác định được phản lực này sẽ tính được mô men điện từ, từ đó xác định được mô men cản của máy điện cùng với việc đo tốc độ của động cơ ta sẽ xác định được công suất của động cơ. Độ chính xác được quyết định bởi cảm biến đo lực.

Dạng thứ hai

Băng thử công suất điện không có cơ cấu cân bằng. Năng lượng cơ học của động cơ dùng để quay máy phát điện và chuyển thành năng lượng điện. Có 2 cách để xác định công suất của động cơ:

Cách thứ nhất

Dùng một máy điện thông thường (stato gắn cố định với băng thử). Roto được nối với động cơ thử thông qua trục xoắn, trên trục xoắn có gắn cảm biến để xác định độ biến dạng của trục xoắn. Theo định luật Hook độ biến dạng của trục xoắn tỉ lệ bậc nhất với mô men xoắn truyền qua trục. Xác định được mô men xoắn cùng với đo tốc độ của động cơ chúng ta sẽ xác định được công suất của động cơ thử.

Độ chính xác của phương pháp này được quyết định bởi cảm biến đo biến dạng trục xoắn.

Cách thứ hai

Dùng máy điện thông thường stato được nối cố định với băng thử, roto được dẫn động trực tiếp từ động cơ thử. Đo các đại lượng điện của máy điện ta xác định được công suất của máy điện. Từ đó, xác định được công suất của động cơ. 

Sự biến đổi cơ năng thành điện năng bao giờ cũng tổn thất. Vì vậy, cần phải biết hiệu suất của máy điện để tính công suất động cơ. Nếu công suất đo được là Nđ[kW] và hiệu suất của máy điện là đ thì công suất của động cơ là:

Ne= Nđ/ηđ  [kW] ( công thức 1)

Công suất điện được đo thông qua điện áp U giữa hai đầu điện trở tải và cường độ I trong mạch. Đối với máy phát điện xoay chiều thì cần biết thêm hệ số công suất cosϕ. Máy điện làm việc như một máy điện bình thường.

Độ chính xác của phương pháp phụ thuộc vào cách xác định chính xác công suất của máy điện và sự tổn thất do sự biến đổi cơ năng thành điện năng.

Băng thử kiểu dòng điện Foucault 

Băng thử này gồm có một đĩa kim loại không từ tính quay trong một từ trường có từ thông điều chỉnh được.

nguyen ly bang thu dong dien

Hình 1:  Nguyên lý Băng thử dòng điện Foucault

1-Stato, 2-Các cuộn dây kích thích, 3-Đĩa kim loại không

từ tính, 4-Cánh tay đòn, 5-Quả cân.

Khi đó, dòng điện Foucault sinh ra trong đĩa có khuynh hướng hãm đĩa lại. Mô men cản tăng theo từ trường kích thích. Vì vậy, mô men cản có thể thay đổi được một cách liên tục bằng cách điều chỉnh cường độ dòng điện kích thích.

Năng lượng do dòng Foucault sinh ra làm nóng đĩa. Do đó, phải làm mát đĩa cơ cấu hãm. Các cuộn dây kích thích lắp trong Stato có thể lắc lư được trên trục của nó. Cũng như các loại băng thử kể trên, Stato được giữ cân bằng nhờ lực ngược chiều tác dụng lên Stato.

Trên băng thử công suất động cơ kiểu điện bạn có thể  thực hiện kiểm tra:

  • Ngắt công suất
  • Độ bền
  • Tải cao
  • Nhiệt độ trạng thái nhất thời và ổn định
  • Tiếng ồn, độ rung và độ khắc nghiệt

Hệ thống cho phép người dùng tùy chỉnh cấu hình kiểm tra để thực hiện các bước trạng thái tạm thời và ổn định, thiết lập mạch làm mát và ghi dữ liệu ở tần số lên đến 1.000Hz. Các bộ phận làm mát và sưởi ấm được tích hợp cho phép khách hàng điều khiển từ xa và thông tin chi tiết từ hệ thống điều hòa. Nhược điểm loại này là Giá thành cao hơn các loại khác, nhất là máy điện một chiều vì chế tạo khó, dùng nhiều kim loại màu.

Như vậy, bạn đọc B2bmart.vn đã có thêm thông tin về các loại băng thử động cơ dạng điện, có thể lựa chọn thêm về băng thử  kiểu cơ khí hoặc điện đã được chúng tôi trình bày ở phần  trước.