大中型立式电机水泵效率特性的现场测试方法
2011-12-23 18:46:16   来源:www.simotd.com   评论:0 点击:

编者摘要 文章论述了在现场条件下,完全符合国家标准的完成水泵电机的效率测试的方法。详细的介绍了电机的各种损耗和测试原理。对测试结果的误差进行了分析

换算公式如下:

S1=[(K+tb)/(K+t)]S

式中S1:          换算到基准工作温度tb℃时的转差率

S:          某工况下实测转差率

K:         系数,对铜绕组取235,对铝绕组取228

t:           试验时转子绕组温度

由于试验时转子绕组温度无法测取,因此,可近似的采用定子绕组温度,定子绕组的温度等于定子绕组的温升加上冷却介质的温度,定子绕组的温升由每工况点的性能试验完成后立即测得的定子绕组电阻求取得到。

t=[(r2-r1)/r1](K+t1)+t1

式中  r2:    性能试验后测得的热态电阻

r1:    与r2为同一相的冷态时的电阻

t:     定子绕组温度

K:    系数,铜绕组取235,铝绕组取228

t1:   定子冷态时的温度

对于每一工况点,重复上述试验,我们即可求出每一工况点下电机的各种损耗,进而可以得出电机在各工况点下的效率或效率曲线。

2.2 水泵效率的测试

η=Pu/P2=ρQHg10-3/P2

式中  η:水泵效率

Pu:水泵输出功率

ρ:水的密度

Q:泵流量(立方米/秒)

H:泵扬程(米)

g: 自由落体加速度

P2:泵轴功率(电机输出功率)

2.2.1 水泵的输入功率

由上述可知,水泵的输入功率等于水泵电机的输出轴功率,按2.1所述方法,可以逐点地求出水泵的输入功率。

2.2.2水泵流量测试

在现场一般采用符合精度要求的流量计测量流量

2.2.3水泵扬程测量

水泵扬程为泵的出口总水头与入口总水头的代数差。

测压仪表可采用符合精度要求弹簧压力计,必须在管路上沿圆周方向对称地开设4个取压孔,各取压孔通过截止阀或旋塞与一环形汇集孔连通,对于取压孔的具体要求,参见GB3216-89《离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法》。由于在进水口和出水口两个测压点之间会产生磨擦阻力造成水头损失,当此水头损失大于水泵总水头的0.2%时,必须对所测扬程进行修正。在小流量工况下,泵入口处如产生预旋,也必须对所测扬程进行修正,修正方法见GB3216-89附录B和附录C。

现场试验时,一般采取调节水泵出口阀门的办法,将水泵工作点调节到所要求测试的工况,对于每一工况点,同时测取电机水泵的相关参数,便可计算出该工况下,电机水泵效率。在每一工况下,当水泵的实际转速与规定的转速有差异时,必须将流量,扬程,轴功率参数校正至规定转速的数值。流量按与转速成正比,扬程按与转速平方成正比,轴功率按与转速立方成正比关系进行校正。

3. 对仪表的精度的要求

电压互感器和电流互感器0.2级

三相功率表、电流表、电压表0.5级

弹簧压力计0.4级

流量计1.5级

转速0.2级

4. 误差分析

测试所产生的误差有系统误差和随机误差两种。系统误差取决于所选择的仪表和采用的测量方法,在现场测量时,应最大限度地满足国家标准对仪表精度的要求,并尽量采用测量误差较小的试验方法。采用多次重复测量,并利用概率统计方法处理数据可以减小随机误差。根据现场测量的结果的情况,对于同一工况同一参量的测量,当每次读取的数据相差较大时,则应加大重复读数的组数,具体的见GB3216-89表六,表中给出了基于95%置信限的重复读数组数和数组中最大值与最小值的最大允差的关系。如果现场获取的读数符合GB3216-89表六的要求,而选取的仪表精度符合GB3216-89表七的要求,则可以认为水泵和电机效率的总误差将满足国家标准的要求。

5. 结束语

本公司一新建抽水泵站采用进口大型立式混流泵,鉴于水泵的效率特性对用户至关重要,很多供货商特别强调其水泵的效率很高,为了验证产品的性能,我们将水泵电机性能的现场测试作为约束性的条款写入了招标文件和合同之中。本文的结论是,在现场条件下完全可以完成电机水泵的效率特性测试并符合国家标准对测试精度和测试方法的要求。 

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