0 引言
標(biāo)準(zhǔn) GB19761-2009 《通風(fēng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》中明確提出對(duì)于采用普通電動(dòng)機(jī)的通風(fēng)機(jī)(采用外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的空調(diào)離心通風(fēng)機(jī)除外)，以使用區(qū)最高通風(fēng)機(jī)的效率ηr作為能效等級(jí)的考核值，在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中最為關(guān)鍵的是如何精確的獲得通風(fēng)機(jī)葉輪的機(jī)械功率。現(xiàn)有大多數(shù)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室直接采用電機(jī)銘牌上的標(biāo)稱效率作為風(fēng)機(jī)效率計(jì)算的重要依據(jù)，其實(shí)這跟實(shí)際的葉輪軸功率相差甚遠(yuǎn)，準(zhǔn)確度也相當(dāng)?shù)汀９P者根據(jù)多年實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國(guó)標(biāo) GB/T1236-2000 《工業(yè)通風(fēng)機(jī) 用標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道進(jìn)行性能試驗(yàn)》中對(duì)通風(fēng)機(jī)軸功率測(cè)定的要求，整理出幾種實(shí)際操作可行的試驗(yàn)方法，并對(duì)各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較以供試驗(yàn)人員參考借鑒。
1 反應(yīng)式測(cè)力計(jì)法
此法是將測(cè)試通風(fēng)機(jī)的電機(jī)采用托架式或力矩臺(tái)測(cè)力計(jì)測(cè)量出扭矩，根據(jù)轉(zhuǎn)速與扭矩計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的輸出功率。以電動(dòng)機(jī)直聯(lián)形式為例： Pa = n(W-△W)/9550
式中 Pa 為通風(fēng)機(jī)葉輪軸功率; n 為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速; W 為測(cè)力計(jì)負(fù)載時(shí)扭矩;△ W 為測(cè)力計(jì)空載時(shí)扭矩。
此方法是最原始也是最為基礎(chǔ)的測(cè)試方法，用這種方法測(cè)試通風(fēng)機(jī)葉輪軸功率較為直接、準(zhǔn)確。但是，此方法需要通風(fēng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)提供相配匹的測(cè)力計(jì)(平衡床)，測(cè)量負(fù)載的精度為± 0.2% ，確定的力矩臂長(zhǎng)精度應(yīng)達(dá)到± 0.2% 。每次試驗(yàn)前和后，需檢查零力矩的平衡(配重)，其差值應(yīng)在試驗(yàn)期間測(cè)得之最大值的 0.5% 范圍內(nèi)[1]。
2 扭矩儀法
此法主要是用扭矩測(cè)量?jī)x實(shí)況測(cè)量電機(jī)的輸出功率，需要將電機(jī)從風(fēng)機(jī)機(jī)組中分離出來(lái)，用聯(lián)軸器將三者連在同一水平傳動(dòng)線上，電機(jī)的動(dòng)力通過(guò)扭矩儀傳輸?shù)斤L(fēng)機(jī)葉輪，通過(guò)扭矩儀測(cè)量風(fēng)機(jī)的葉輪軸功率。這種方法比較適用于電機(jī)外置于風(fēng)機(jī)機(jī)組的通風(fēng)機(jī)，這樣便于電機(jī)的拆裝與聯(lián)接。在這種方法中，最為關(guān)鍵的是將電機(jī)與風(fēng)機(jī)葉輪中心定位，如何確保電機(jī)與扭矩儀以及風(fēng)機(jī)葉輪三者連在同一中心線上，這關(guān)系到電機(jī)的運(yùn)行性能曲線。此法的缺點(diǎn)是局限性比較大，不適合一些電機(jī)內(nèi)置于機(jī)組的通風(fēng)機(jī)，另外，需加工一大批不同規(guī)格的聯(lián)軸器與電機(jī)軸相匹配，且安裝比較復(fù)雜。此法的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量的數(shù)據(jù)為風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行工況點(diǎn)下的葉輪軸功率，隨著測(cè)試負(fù)載的變化而變化，準(zhǔn)確度比較高。
3 預(yù)處理輸入法
此方法也可稱之為校準(zhǔn)電機(jī)法，主要是將測(cè)試通風(fēng)機(jī)配用電機(jī)用校準(zhǔn)電機(jī)代替，在通風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能試驗(yàn)時(shí)，用電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行儀直接測(cè)定電動(dòng)機(jī)的輸入輸出特性和效率特性。將此電機(jī)特性曲線輸入風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能測(cè)試系統(tǒng)中，根據(jù)通風(fēng)機(jī)負(fù)載工況點(diǎn)從電動(dòng)機(jī)性能曲線上選取相應(yīng)的性能參數(shù)，這樣可以非常方便的測(cè)量風(fēng)機(jī)葉輪軸功率與通風(fēng)機(jī)效率。由于此法是用校準(zhǔn)電機(jī)代替實(shí)際運(yùn)行的電機(jī)，故存在一個(gè)使用前提：電動(dòng)機(jī)的輸出功率要按照通風(fēng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)與用戶均可接受的效率(電動(dòng)機(jī)的全效率)。并且在使用過(guò)程中應(yīng)注意要將電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)足夠的時(shí)間，以保持其在正常操作溫度下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。另外值得注意的是，此法在實(shí)際操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)同類型號(hào)的電動(dòng)機(jī)效率曲線差別還是存在的，在準(zhǔn)確度要求比較高的情況下，兩者之間的數(shù)值差不可忽略。
4 AMCA 法
此法也叫相位電流法，通風(fēng)機(jī)測(cè)試人員通常將之稱為電測(cè)法。此法是將葉輪軸功率的測(cè)試與通風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能測(cè)試結(jié)合起來(lái)，用風(fēng)機(jī)葉輪與測(cè)試管道組成的阻力作為電動(dòng)機(jī)負(fù)載，在通風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能測(cè)試過(guò)程中，同時(shí)測(cè)量電動(dòng)機(jī)三相電參數(shù)和轉(zhuǎn)速以及單個(gè)工況點(diǎn)結(jié)束后的繞組溫度，確定負(fù)載雜散損耗，并進(jìn)行通風(fēng)機(jī)未連接時(shí)電動(dòng)機(jī)的空載試驗(yàn)，測(cè)得鐵耗和風(fēng)摩耗以及電機(jī)在規(guī)定溫度下的定子損耗和轉(zhuǎn)子損耗。將各種損耗輸入測(cè)試系統(tǒng)，借助軟件自動(dòng)計(jì)算通風(fēng)機(jī)在各測(cè)試工況點(diǎn)下的葉輪軸功率，從而精確計(jì)算風(fēng)機(jī)效率。此法優(yōu)點(diǎn)是完全在通風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行工況點(diǎn)下測(cè)得的葉輪軸功率，可以很準(zhǔn)確的測(cè)得通風(fēng)機(jī)的效率曲線，比上述校準(zhǔn)電機(jī)法明顯提高精度。同時(shí)也較好的解決了無(wú)法使用“扭矩儀法”的情況，且應(yīng)用比較方便，可以作為法定檢測(cè)機(jī)構(gòu)評(píng)定效率用。
5 結(jié)論
隨著國(guó)家節(jié)能工作的不斷推進(jìn)，能源節(jié)約化趨勢(shì)的逐步發(fā)展，同時(shí)國(guó)家已將通風(fēng)機(jī)列入能效標(biāo)識(shí)實(shí)施許可目錄，如何準(zhǔn)確的測(cè)定風(fēng)機(jī)效率、評(píng)定節(jié)能產(chǎn)品成為了眾多通風(fēng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)及第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的重要課題。上面簡(jiǎn)單的分析了四種關(guān)于通風(fēng)機(jī)葉輪軸功率測(cè)試方法的原理與優(yōu)缺點(diǎn)，每一種方法都有其適用條件與前提，并且需基于有完整風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能測(cè)試系統(tǒng)為基礎(chǔ)。主要是為一線的通風(fēng)機(jī)試驗(yàn)操作人員提供參考與借鑒，實(shí)驗(yàn)室可以根據(jù)實(shí)際檢測(cè)要求選擇合適的試驗(yàn)方法。
