中瑞祥解析泵效率测试仪的计算公式以及测试方法

水泵效率如何计算?

　　泵的有效功率可以通过流量和扬程，输送介质密度来计算，而要计算轴功率要知道效率，那么水泵效率如何计算?

　　什么叫水泵的效率?水泵效率计算的公式是什么?

　　水泵效率指泵的有效功率和轴功率之比。η=pe/p

　　泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用p表示。

　　有效功率即：泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。

　　pe=ρg qh (w) 或pe=γqh/1000 (kw) ρ：泵输送液体的密度(kg/m3)

　　γ：泵输送液体的重度 γ=ρg (n/ m3) g：重力加速度(m/s)

　　质量流量 qm=ρq (t/h 或 kg/s)

　　因为水泵的功率N(KW)=扬程(m)×流量(m3/s)×1000(水的重度Kg/m3)÷102(功率转换系数)÷η(水泵的效率)，由此可求得水泵的效率。如能实测电流、电压(可计算得水泵的功率)，通过测量流量、扬程，水泵的效率便可求得，这就是水泵效率计算公式。

　　电机、水泵效率测试方法

　　对于立式安装的泵机组，由于电机输入功率和水泵的流量、扬程等参数是可测量的，因此，泵机组的整体效率不难计算出来，由于电机的各种损耗是可以测试分析出来的，因此，我们可以据此计算出电机的效率，而计算出水泵的效率。

　　2.1 电机效率测试与分析

　　对于异步电动机，我们知道：

　　P2= P1-PCU1-PFe-PCU2-PΩ-PS

　　式中 P2：电机输出轴功率

　　P1：电机输入功率

　　PCU1：电机定子铜损耗

　　PCU2：电机转子铜损耗

　　PΩ ：电机机械损耗

　　PS：电机杂散损耗

　　PFe： 电机铁损耗

　　电动机的输入功率可以直接由三相功率计读出，下面，我们测试，分析电机各种损耗。

　　2.1.1 定子铜耗

　　PCU1=3I12r1

　　式中 PCU1：电机定子铜耗

　　I1：电机定子相电流

　　r1：电机定子相电阻

　　测试时，调节机泵组至所须测试的工况点，待电机，水泵运行至稳定状态后，同时读取电机输入功率，定子电压，定子电流，转差率，水泵流量，出水扬程等参数，停车后，迅速量取定子相电阻，在此工况下的定子铜耗即可算出。

　　依据GB1302《三相异步电动机试验方法》，电机的定子铜耗必须换算到电机铭上标明的缘等的基准工作温度时的数值，也就是说对于B缘(或F缘按B考核温升)必须将定子铜耗折算至75℃，F缘的电机必须将定子铜耗折算成115℃时的数值。

　　2.1.2 电机铁耗及机械耗

　　PΩ+ PFe=P0-3I02r1

　　式中 PΩ：电机机械损耗

　　PFe：电机铁耗

　　P0：电机空载损耗

　　3I02r1 电机空载时铜损耗

　　由于现场没有可调压电源，很难将定子铁耗及机械耗行分离。行电机铁耗及机械耗测试时，由于不需要连接负载，因此，般在电机厂内已行过测试，故电机铁耗及机械可采用电机厂家提供的数据，如果现场电压与额定电压发生偏离时，定子铁耗按与电压平方成正比的关系行折算，在各工况点下行测试时，由于负载不同而引起转速的变化而导致的电机机械损耗的变化，可以忽略不计。

　　如果对厂家提供的机铁耗数值有异议，也可以由现场测得机铁耗之和，按厂家所提供的机铁

　　耗的比例行分离，这样对电机效率结果的影响也可以忽略不计。

　　实验时，电机空载运行，至稳定后，读取三相功率(低功率因数表)，三相电流，电网电压值，停车后量取定子电阻，依据述公式便可计算出机铁损耗之和。

　　2.1.3 杂散损耗

　　GB755-87《旋转电机基本技术要求》规定，对于中心630mm及以下异步电动机，可按实测法确定杂散损耗，亦可按额定输入的0.5%行计算，对于中心大于630mm的电机，按额定输入的0.5%行计算。在现场条件下，不可能有条件行实测，因此，般按额定输入的0.5%行计算。

　　值得注意的是，对于所测试的各工况点，由于电机的输出功率不是额定功率，因此此时的杂散损耗须要行折算，折算公式为：

　　Ps1=(In1/In)2Ps

　　式中，Ps1 , In1: 为对应某工况点的杂散损耗和定子电流

　　Ps ，In 为电机额定输出时的杂散损耗和额定定子电流

　　2.1.4 转子铜耗

　　Pcu2=(P1-Pcu1-PFe)S

　　式中 Pcu2: 转子铜耗

　　P1: 电机输入功率

　　Pcu1: 电机定子铜耗

　　PFe： 定子铁耗

　　S： 转差率

　　为了减小误差，转差率的测量宜采用闪频法，用盏日光灯和秒表即可。好不要用瞬时测速仪，采用瞬时测速类仪表测取转速时，定要同时量取电网频率，否则会成较大误差。

　　计算转子铜耗时，必须将实测到的转差率换算到电机基准温度时的转差率。

　　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

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

　　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》。由于在水口和出水口两个测压点之间会产生磨擦阻力成水头损失，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，也必须对所测扬程行修正，修正方法见GB3216-89附录B和附录C。

　　现场试验时，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行校正。