DWZ型電渦流制動器主要用途：
DWZ系列盤式電渦流制動器，主要在加載測功設(shè)備中作為負載使用，用來測量動力機械特性的試驗儀器，尤其用在中小功率和微小功率的動力加載測試中，也為作為其它動力設(shè)備的吸功裝置。
DW系列盤式電渦流測功機，是在DWZ系列盤式電渦流制動器機體上加上測量扭矩和轉(zhuǎn)速的裝置的測功機，主要用來測量動力機械特性的試驗儀器，尤其用在中小功率和微小功率的動力加載測試中。
性能特點：
DWZ/DW系列盤式制動器/測功機具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動慣量小，制動力矩大，允許速度高，工作性能穩(wěn)定性好，動態(tài)響應(yīng)快，使用壽命長，維護方便等特點。
當(dāng)激磁線圈通上直流電時，其產(chǎn)生的磁通經(jīng)左右電樞體、渦流環(huán)、感應(yīng)盤，形成閉合磁路，有與轉(zhuǎn)子形狀猶如直齒輪，當(dāng)感應(yīng)盤被原動機帶動旋轉(zhuǎn)時，渦流環(huán)內(nèi)表面產(chǎn)生疏密相間的磁場，該磁場在渦流環(huán)的表面上任一點呈交變變化，因此在渦流環(huán)內(nèi)表面及一定深度范圍內(nèi)產(chǎn)生渦流，由于渦流形成的磁場與原磁場的相互作用，在感應(yīng)盤上就產(chǎn)生了制動力矩。
DWZ系列電渦流制動器的主要技術(shù)指標
| 電渦流制動器/測功機 | 額定吸收功率 | 額定扭矩 | 額定轉(zhuǎn)速 | 轉(zhuǎn)速 | 轉(zhuǎn)動慣量 | 激磁電壓 | 激磁電流 | 冷卻水壓 | 冷卻水流量 |
| DWZ/DW-0.75 | 0.75 | 5 | 2000-2600 | 16000 | 0.002 | 80 | 3 | 0.1~0.3 | 1 |
| DWZ/DW-3 | 3 | 10 | 2000-2600 | 14000 | 0.003 | 80 | 3 | 0.1~0.3 | 2 |
| DWZ/DW-6 | 6 | 25 | 2000-2600 | 14000 | 0.003 | 80 | 3 | 0.1~0.3 | 3 |
| DWZ/DW-10 | 10 | 50 | 2000-2600 | 13000 | 0.01 | 80 | 3 | 0.1~0.3 | 4.5 |
| DWZ/DW-16 | 16 | 70 | 2000-2600 | 13000 | 0.02 | 80 | 3.5 | 0.1~0.3 | 6.5 |
| DWZ/DW-25 | 25 | 120 | 2000-2600 | 11000 | 0.05 | 80 | 3.5 | 0.1~0.3 | 15 |
| DWZ/DW-40 | 40 | 160 | 2000-2600 | 10000 | 0.1 | 90 | 4 | 0.1~0.3 | 25 |
| DWZ/DW-63 | 63 | 250 | 2000-2600 | 9000 | 0.18 | 90 | 4 | 0.1~0.3 | 45 |
| DWZ/DW-100 | 100 | 400 | 2000-2600 | 8500 | 0.32 | 120 | 4 | 0.1~0.3 | 60 |
| DWZ/DW-160 | 160 | 600 | 2000-2600 | 8000 | 0.52 | 120 | 5 | 0.1~0.3 | 100 |
| DWZ/DW-250 | 250 | 1100 | 2000-2600 | 7000 | 1.8 | 150 | 5 | 0.2~0.4 | 180 |
| DWZ/DW-300 | 300 | 1600 | 2000-2600 | 6000 | 2.7 | 150 | 5 | 0.2~0.4 | 210 |
| DWZ/DW-400 | 400 | 2200 | 2000-2600 | 5000 | 3.6 | 180 | 10 | 0.2~0.4 | 300 |
| DWZ/DW-630 | 630 | 3600 | 2000-2600 | 5000 | 5.3 | 180 | 10 | 0.2~0.4 | 450 |
為提高普通電渦流傳感器的靈敏度和增大檢測距離, 對一種新型電渦流傳感器從理論上
進行了分析. 文中列出了重疊雙線圈和同軸三線圈兩種電渦流傳感器的結(jié)構(gòu), 并利用電磁場相關(guān)理
論對同軸三線圈電渦流傳感器及其設(shè)計進行了較詳細地分析, 并給出了測量電路單元. 通過與普通
電渦流傳感器線圈進行仿真比較, 得出了該結(jié)構(gòu)電渦流傳感器在長距離測量時的優(yōu)缺點.
Abstract: In order to increase the sensitivity and detecting distance of common eddy current sensor, this
paper analyzed a novel eddy-current sensor theoretically. The structures of the double-coil eddy current
sensors and three coaxial coil eddy current sensor are listed. T he paper analyzes the three coaxial coil eddy
current sensor, deducts the method of designing the sensor. s dimensions through electromagnetic field
theory and introduces the testing circuit unit. As a conclusion, compared with common eddy-current sen-
sor, the novel sensor has a longer detection distance and higher sensitivity.
電渦流傳感器因動態(tài)響應(yīng)特性好、靈敏度高、工作穩(wěn)定可靠, 能在具有粉塵、油污等惡劣環(huán)境下工作, 是金屬無損檢測的重要工具. 利用電渦流傳感器對金屬的探測理論已經(jīng)比較成熟, 但普通的電渦流傳感器對金屬的探測距離都很小, 實用的產(chǎn)品一般不超過 10 mm, 而在某些場合可能需要遠距離金屬探測. 為了解決這類問題, 本文分析了一種新的電渦流傳感器的線圈結(jié)構(gòu), 該結(jié)構(gòu)采用三線圈工作方式,并把渦流檢測線圈和渦流激勵線圈分開布置, 當(dāng)渦流激勵線圈通以穩(wěn)頻穩(wěn)幅交流電信號時, 渦流檢測線圈只對渦流信號敏感, 因此極大地提高了探測距離.1 長距離傳感器線圈的布置及幾何尺寸的確定
1. 1 傳感器線圈的布置
當(dāng)金屬材質(zhì)、傳感媒介等其他條件一定時, 為了使傳感器探測距離 x 足夠大, 可采用如下兩種方法布置線圈.
( 1) 雙線圈重疊法. 如圖 1( a) 所示
[ 1]傳感器探
當(dāng)被測金屬接近傳感器探頭時( 見圖 1( a) ) , 在金屬表面感應(yīng)出一定深度的渦流環(huán), 其渦流環(huán)的深度、直徑和渦流大小與激勵線圈的物理幾何參數(shù)有關(guān), 但渦流環(huán)的交變頻率與激勵線圈的電流頻率相同, 且渦流環(huán)和激勵線圈同軸. 當(dāng)激勵線圈和被測金
屬的物理幾何參數(shù)固定后, L2 是 x 的函數(shù). 然而, 由于電渦 L2 ( x)和激勵線圈電流L1 的相位不一致,故感應(yīng)出的渦流對激勵線圈有能耗作用, 但因為激勵線圈的電流幅值較大, 所以渦流對它的影響相對較小. 由于電渦流會使渦流檢測線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電
動勢, 故此時 E 2 、 L2 均不為 0. 若被測金屬的電阻率和磁導(dǎo)率也被固定, 則 E 2 、L2 的大小只與距離 x 有關(guān), 即L2 = f (x ). 通過檢測L2 的大小, 就可以確定距離 x. 很顯然, 因為沒檢測金屬時, 渦流檢測線圈中要求沒有電信號, 所以這種方法激勵線圈和渦流檢測線圈的位置關(guān)系難于準確確定, 在實際使用時存在一定困難.
(2) 同軸三線圈法. 如圖 2 所示, 探頭主要由 3個同軸線圈構(gòu)成, 按直徑從大到小的順序, 依次為外層激勵線圈、渦流檢測線圈和內(nèi)層激勵線圈. 其中,外層和內(nèi)層激勵線圈都通以穩(wěn)頻穩(wěn)幅的交變電壓,且內(nèi)外層線圈的電流頻率相同, 但幅值和匝數(shù)可以
不一樣, 具體數(shù)值須滿足渦流檢測線圈內(nèi)的瞬時磁通 5 的代數(shù)和為 0,分別是渦流檢測線圈的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流. 當(dāng)探頭靠近被測金屬時, 被測金屬表面將產(chǎn)生渦流. 此渦流也會使渦流檢測線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流, 其大小是 x 的函數(shù), 故只要測出該感應(yīng)電流, 即可知道距離 x.
1. 2 線圈結(jié)構(gòu)幾何尺寸的確定當(dāng)同軸三線圈探頭遠離被測金屬, 即不處在金屬探測狀態(tài)時, 忽略分布電容的影響, 可得出探頭等
效電路, 如圖 3 所示 [ 2] .式中: R 1 、R 2 、R 3 分別為外、內(nèi)層激勵線圈電路等效電阻以及渦流檢測線圈等效電阻; L 1 、L 2 、L 3 分別為外、內(nèi)層激勵線圈電路等效電感以及渦流檢測線圈等效電感; M 12 、M 13 、M 23 分別為內(nèi)、外層線圈間互
感, 外層、渦流檢測線圈間互感和內(nèi)層、渦流檢測線圈間互感; X為內(nèi)、外層線圈給定電壓的角頻率.又因為沒有探測金屬時渦流檢測線圈電流為當(dāng)線圈繞制好并制成探頭后, L 1 、L 2 、L 3 、M 12 、M 13 、
M 23 均為可計算的常數(shù), 此時可調(diào)整 U 1 和 U 2 或者
I 1 和 I 2 , 使渦流檢測線圈感應(yīng)電流為 0. 換句話說,
在繞制線圈和通以激勵電信號時, 必須滿足式(6) 或(7)的條件.
2 傳感器金屬探測分析探頭制作好后, 當(dāng)檢測金屬時, 系統(tǒng)等效電路變?yōu)槿鐖D 4 所示.另一方面, 當(dāng)線圈繞制好, 并且線圈間的位置關(guān)系固定后, 線圈的自感和互感可以通過實測得到, 具體制作時, 可先作理論計算, 繞好后再實測修正, 以
滿足式( 6) 或( 7) 的條件. 由此, 根據(jù)式( 8) ~ ( 11) 可解出渦流檢測線圈上的電流, 此電流也是渦流檢測線圈中的電流增量.
3 與普通電渦流傳感器的測量距離比較分析
普通電渦流傳感器的等效電路如圖 6 所示. 由圖可見, 傳感器線圈既是磁場激勵線圈, 又是電渦流信號接收線圈. 于是, 可寫出下面方程組對這一關(guān)系進行描述.器的比較. 由圖可見, 在檢測相同距離的金屬時, 長距離渦流傳感器的渦流檢測線圈的電信號更強, 即在相同條件下, 它的靈敏度要高于普通渦流傳感器,檢測的距離也比普通渦流傳感器檢測的距離要遠得多. 但是, 當(dāng)距離增加到一定值時, 如圖中檢測距離達到 200 mm 后, 長距離渦流傳感器的電信號輸出基本維持恒定值, 并不隨距離的改變而改變. 然而,
普通渦流傳感器的電信號輸出對距離的變化卻很敏感. 這說明在較大距離測量時, 長距離渦流傳感器不能檢測探頭離被測金屬的距離, 而只能檢測出是否有金屬. 另外, 在一定范圍內(nèi), 激勵線圈直徑越大,探測距離越遠.本文討論的同軸三線圈遠距離測量的電渦流傳感器設(shè)計比較容易, 線圈調(diào)整也比較方便. 與普通電渦流傳感器相比較, 這種長距離渦流傳感器比普通渦流傳感器測量距離要遠得多, 而且靈敏度也要高一些. 但當(dāng)它的測量距離達到一定值后, 對距離的變化不再敏感, 這在某種程度上限制了它的適用范圍.
