摘要：目前市場上電機測試系統(tǒng)的電機負載種類繁多，例如電渦流制動器負載、磁粉制動器負載、磁滯制動器負載、伺服電機負載等?？紤]到被測電機的特性及成本，選擇一款合適的負載至關重要，那么如何才能選擇一款合適的電測試平臺的負載呢?

　　首先我們來了解各類型的負載制動器的特性及工作原理：

　　一、 電渦流制動器

　　電渦流制動器是目前國內(nèi)先進的模擬加載設備，主要用來模擬各種動力裝置的輸出性能，由感應盤、電樞和勵磁部分等組成。當與轉(zhuǎn)子同軸裝配的勵磁線圈通直流電時，其產(chǎn)生的磁通經(jīng)電樞體、渦流環(huán)、氣隙和轉(zhuǎn)子形成閉合回路。由于轉(zhuǎn)子外圓面被制成有均勻分布的齒和槽，故在氣隙和電樞體或渦流環(huán)表面產(chǎn)生疏密相間的磁場，因此，轉(zhuǎn)子被拖動旋轉(zhuǎn)時，電樞體和渦流環(huán)內(nèi)表面上任何一點的磁場產(chǎn)生叫變變化，由此感應出“渦流”，在“渦流”和磁場的耦合作用下，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生制動力矩。由于電樞體是通過機座固定在底板上的，故轉(zhuǎn)子無法帶動電樞體旋轉(zhuǎn)，動力機械輸出的功率被轉(zhuǎn)化成電樞體和渦流環(huán)上“渦流”產(chǎn)生的等值熱量，熱量由進入電樞體和渦流環(huán)冷卻水槽中持續(xù)不斷的冷卻水及渦流制動器自身消耗。對應于勵磁線圈每一恒定的電流，電渦流制動器均表現(xiàn)出一條轉(zhuǎn)矩依附于轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定制動特性曲線，通過改變勵磁電流的大小，即可以改變制動力矩。

　　圖1電渦流制動器

　　二、磁粉制動器

　　磁粉制動器是采用磁粉作介質(zhì)，在通電情況下形成磁粉鏈來傳遞扭矩的新型傳動元件，由內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子、激磁線圈及磁粉組成。當線圈不通電時，主動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用，磁粉被甩在主動轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上，磁粉與從動轉(zhuǎn)子之間沒有接觸，主動轉(zhuǎn)子空轉(zhuǎn)。接通直流電源后產(chǎn)生電磁場，工作介質(zhì)磁粉在磁力線作用下形成磁粉鏈，把內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子聯(lián)接起來，從而達到傳遞、制動扭矩的目的。在同滑差無關的情況下能夠傳遞一定的轉(zhuǎn)矩，具有響應速度快、結(jié)構(gòu)簡單、無污染、無噪音、無沖擊振動節(jié)約能源等優(yōu)點。

　　圖2磁粉制動器

　　三、磁滯制動器

　　磁滯制動器由轉(zhuǎn)子和定子磁極兩大部分組成，轉(zhuǎn)子由特殊的磁滯材料制成，定子磁極中有一定的間隙，轉(zhuǎn)子在間隙中轉(zhuǎn)動。當線圈通電時，間隙中產(chǎn)生磁場，從而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁滯效應。當磁滯轉(zhuǎn)子在外力作用下克服磁滯力轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生額定的扭矩。扭矩僅與激磁電流大小有關，與轉(zhuǎn)速無關，實現(xiàn)非接觸的扭矩傳輸。

　　圖3 磁滯制動器

　　四、伺服電機

　　伺服電機分為直流和交流伺服電動機兩大類，可高精確控制速度、位置，將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，以驅(qū)動控制對象。伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性，可把收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。其主要特點是，當電壓信號為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

　　圖4 伺服電機

　　五、如何選型

　　其次還需根據(jù)被測電機的轉(zhuǎn)速、扭矩、功率等屬性及上述負載適合場景來選擇合適的負載。各類型的負載都有各自的優(yōu)缺點：

　　1.電渦流，適合高速大功率場合，5kw下最高轉(zhuǎn)速可支持30,000rpm;

　　2.磁粉制動，價格低廉，主要應用于低速大功率場合，但需要考慮散熱問題，精度較低，會有零飄;

　　3.磁滯制動器，適合高速小功率場合，扭矩范圍很小，5kw左右的功率最高只能測到30N.m;

　　4.伺服電機，適合精度要求高的場合，測試可重復性好，支持饋能式負載。轉(zhuǎn)速和扭矩的范圍不固定，可根據(jù)被測電機的特性可以靈活挑選對應的負載電機。

　　故根據(jù)被測電機的測試需求，通過比較各類型負載的特性來決定選擇哪一款負載制動器。