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/測功機具有結構簡單，傳動慣量小，制動力矩大，允許速度高，工作性能穩定性好，動態響應快，使用壽命長，維護方便等特點。
當激磁線圈通上直流電時，其產生的磁通經左右電樞體、渦流環、感應盤，形成閉合磁路，有與轉子形狀猶如直齒輪，當感應盤被原動機帶動旋轉時，渦流環內表面產生疏密相間的磁場，該磁場在渦流環的表面上任一點呈交變變化，因此在渦流環內表面及一定深度范圍內產生渦流，由于渦流形成的磁場與原磁場的相互作用，在感應盤上就產生了制動力矩。
DWZ系列電渦流制動器的主要技術指標
| 電渦流制動器/測功機 | 額定吸收功率 | 額定扭矩 | 額定轉速 | 轉速 | 轉動慣量 | 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構, 并利用電磁場相關理
論對同軸三線圈電渦流傳感器及其設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, 得出了該結構電渦流傳感器在長距離測量時的優缺點.
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響應特性好、靈敏度高、工作穩定可靠, 能在具有粉塵、油污等惡劣環境下工作, 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構, 該結構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, 當渦流激勵線圈通以穩頻穩幅交流電信號時, 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
當金屬材質、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
當被測金屬接近傳感器探頭時( 見圖 1( a) ) , 在金屬表面感應出一定深度的渦流環, 其渦流環的深度、直徑和渦流大小與激勵線圈的物理幾何參數有關, 但渦流環的交變頻率與激勵線圈的電流頻率相同, 且渦流環和激勵線圈同軸. 當激勵線圈和被測金
屬的物理幾何參數固定后, L2 是 x 的函數. 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生感應電
動勢, 故此時 E 2 、 L2 均不為 0. 若被測金屬的電阻率和磁導率也被固定, 則 E 2 、L2 的大小只與距離 x 有關, 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、渦流檢測線圈和內層激勵線圈. 其中,外層和內層激勵線圈都通以穩頻穩幅的交變電壓,且內外層線圈的電流頻率相同, 但幅值和匝數可以
不一樣, 具體數值須滿足渦流檢測線圈內的瞬時磁通 5 的代數和為 0,分別是渦流檢測線圈的感應電動勢和感應電流. 當探頭靠近被測金屬時, 被測金屬表面將產生渦流. 此渦流也會使渦流檢測線圈中產生感應電動勢和感應電流, 其大小是 x 的函數, 故只要測出該感應電流, 即可知道距離 x.
1. 2 線圈結構幾何尺寸的確定當同軸三線圈探頭遠離被測金屬, 即不處在金屬探測狀態時, 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、外層線圈間互
感, 外層、渦流檢測線圈間互感和內層、渦流檢測線圈間互感; X為內、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, 此時可調整 U 1 和 U 2 或者
I 1 和 I 2 , 使渦流檢測線圈感應電流為 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, 當檢測金屬時, 系統等效電路變為如圖 4 所示.另一方面, 當線圈繞制好, 并且線圈間的位置關系固定后, 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, 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計比較容易, 線圈調整也比較方便. 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.
