摘要：主要介绍一种适用于微型电机和小型电机的测功系统，说明其加载、测量原理以及设计开发的集成化控制电路，并对该系统的测量精度作了简要分析，

关键词：测功系统，加载，测量}集成化电路

中图分类号；tm306    文献标识码：b    文章编号：1001-6848(2000)01-0034-03

    测功系统作为电机的试验负载和输出参数（转速、转矩和功率）计量装置在微电机和小型电机的生产、检验、测量等领域有着广泛的用途。目前，测功机一般可分为涡流式测功机、磁滞式测功机、发电式测功机等。其加载原理和测功计量的方法互不相同，各有其特点。在测功系统中，转矩的精确测量是最为困难的。较为常用的方法是利用测功机的m-l曲线（即电磁力对电流的工作特性曲线），通过测得其加载电流来模拟求得其相应的转矩。但是，用该法测得的转矩其精度不仅受特性本身线性度的限制，而且受电机转速的影响，总不够理想。对于目前常用的涡流式测功机，将讨论并分析一种利用作用力与反作用力大小相等的原理，通过直接测得其电磁力以求得其输出转矩的方法以及针对该原理设计的加载及其测量系统集成化电路。

    涡流式测功机电机的定子绕组为单相绕组，其绕组中通过直流电以产生一静止的圊定磁场或脉振磁场。与普通的单相电机相比它表现为低电压大电流（相对而言）；而转子的结构与普通的单向电机转子相同，但为了使其具有较好的转矩特性，其鼠笼采用电组率相对较大的锡青铜材料；与一般电机在结构上****不同是其定、转子均设计为可旋转形式。

    测功机的加载示意图，如图1所示。

   

    测功机电机的转子在被测微电机的带动下沿顺时针方向与被测微电机同轴同速旋转。测功机定子绕组上加一直流电流，使其在气隙中形成一静止磁场。旋转的转子绕组切割气隙中的磁力线，便会产生一制动力f=f1+f2，其方向与转速方向相反。根据牛顿第三定律：作用力和反作用力大小相等、方向相反的原理，其定子上将受到一个大小相等的反作用力f-f，方向与转速行相同。在一定的转速下，由于该测功机电机采用了定子也可旋转的特殊结构，就可以通过压力传感器方便地测得作用于定子上的反作用力f，进而求得作用在定子上的转矩m，也即电磁转矩mem(mem=m)。再根据p=0.1047memn，便可得到被测电机在轴上的输出功率p。=p。m+△p（其中△p为测功机的机械损耗功率）。当然，由于受压力传感器的拉力作用，测功机的定子在工作过程中并不旋转。转速则可以通过联在测功机电机转轴上的测速发电机或码盘测得。用该种方法测得的转矩最为直接，应具有较高的精确度。

    测功机加载及测量系统结构，如图2所示。

   

    电路如图3所示。

    加载主电路采用半控桥式电路。经过变压后的单相交流电（约60v）再经半控桥式整流后得到一可调的直流电压。该电压作为加载电源加到测功机电机的定子绕组以产生静止的励磁磁场。励磁磁场的强弱可通过改变可控元件t1、t2的导通角a以获得不同的直流电压来进行调节和控制。

    脉冲触发及控制电路采用专业芯片tca785。其16、1脚分别为电源的正负脚；5脚为同涉信号输入脚；9、10脚为脉宽调整脚；12脚为内部电平扫描斜率调整脚；11脚为移相控制脚；14、15为互差180。的脉冲输出脚。其输出的脉冲经过功率放大去触发主电路中的可控t1、t2。触发导通角则由tca785-11脚的电平得以控制。