压缩机轴功率如何测量？

2017-03-06 10:22分类：电工基础知识阅读：

压缩机轴功率的测量如下。

轴功率是压缩机重要技术经济指标之一。它直接反映压缩机设计和制造的水平；是使用部门能耗主要考核指标之一；也反映使用单位对机器的使用管理水平。所以，不仅设计、制造者很重视这项指标，用户单位也很关心。轴功率的测量方法主要有以下几种：

①用转矩转速仪或直流测功机直接测定压缩机轴的输入转矩和转速，确定压缩机的轴功率。

②用矫正过的直流电动机法测定电动机输出功率。

③用损耗分析法间接测，应根据驱动机的种类选择。若驱动机为内燃机时，则往往采用扭力测功器直接测定驱动机的输出功率；若驱动机为电动机，则往往测出电动机的输入功率，然后乘以电动机的效率，得到电动机的输出功率，从而确定压缩机的轴功率。用测电动机输入功率的方法比较简便，已被广泛应用，虽然其测量精度不是很高，但是能满足生产实际需要。另外，还可以用测录压缩机的指示功率来确定压缩机的轴功率。

1．用测定电动机输入功率的方法确定压缩机的轴功率

1)仪表精度的选择。测量三相交流电动机输入功率，应在电动机人线端测量。可用两瓦特表法或三瓦特表法测量。使用仪表精度应按表5-19中的规定。

2)瓦特表限程的选择。瓦特表的电流量限务必能容许通过负载电流、电压量限务必能承受负载电压，这样测量功率的量限就自然能够满足。所以，不仅要注意到测量功率的量限是否足够，而且要注意电压、电流的量限是否和负载电压、电流

相适应。

3)瓦特表的接线。若测量安全对称三相四线制电路的功率时，可用瓦特表测

出一相的功率乘以3就是三相电路的总功率；若测量不对称三相四线制电路的功率时，可以分别测出每相的功率（或用三只瓦特表同时测量），然后将各相功率相加即得三相电路总功率；若测量三相三线制（不管三相电路是否对称）电路的功率时，应用两瓦特表法（不适用于三相四线制不对称电路）。两瓦特表法测量三相电路功率的线路如图5-8所示。电路的总功率等于两个瓦特表读数的代数和。

瓦特表接线规则包括：

①瓦特表中标有“*”号的电流端钮（电流线圈的“发电机端”）必须接至电源的一端，而另一端钮则接至负载端。电流线圈是串联接入电路中的。

②瓦特表中标有“*”号的电压端钮可以接至电流端钮的任一端，而另一电压端钮则跨接到负载的另一端。瓦特表的电压支路是并联接入电路的。

4)瓦特表的读数。读数时，应根据表上指针指示的格数与该表给出的分格常数的乘积，从而得到该表测得的瓦特数。若没有给出分格常数，可按下式算出分格常数

所以，用两表法测量三相功率时，电路的总功率等于两只瓦特表读数的代数和。当瓦特表读数为负值时，应将瓦特表的电流线圈的两个端钮反接，这时应把读数视为负值。

5)互感器的用法。驱动电动机的额定电流和额定电压值一般大大超过瓦特表的许用范围。因此，在使用瓦特表测量功率时，必须采用降低电流的电流互感器和采用电压互感器时，必须注意：电压互感器的初级线圈与被测电压的电路并联，而次级线圈与仪表相连接；初级线圈和次级线圈都要安熔丝，防止意外短路；次级线圈是不容许短路的，否则，互感器将因过热而烧坏。同时，次级线圈、铁心和外壳都要可靠地接地，以确保设备和人身安全。

6)两瓦特表法测量电动机输入功率。用两表法测量电动机输入功率时，经测量用互感器接到三相电路中的连接线路如图5-9所示。从图中可以看出，用两表法测量三相功率时，用两只瓦特表(W)、两只电流互感器和两只电压互感器，测量仪表用两只安培计(A)和两只伏特计(V)。图中，在瓦特表分别画出了电流线圈和电压线圈。因电流互感器初线线圈L，端钮是接到电源的，所以瓦特表的电流线圈的发电机端（有*号）要接到电流互感器次级线圈的K，端钮；而电压互感器的初级端钮A是与电流互感器初级线圈Ll、L2所在的线相连接的，所以与端钮A对应的电压互感器次级端钮a就要接到瓦特表的电压支路的发电机端，这样才能满足仪表的“发电机端的接线规则”。用这种方法接线时，瓦特表的读数原则如下：

①若采用的互感器刚好与仪表上标明配套使用的互感器相符合，则可以直接读出功率的数值。

②当把一标明额定电压、电流而没有标明所配用的仪用互感器的变流比和变压比的瓦特表与某电压互感器、电流互感器配合使用的时候，实际测得的功率是表上读数与变流比及变压比的乘积，即

7)压缩机轴功率的确定。用两瓦特表法测得电动机输入功率，乘以电动机的效率，就得出电动机输出的功率。电动机的效率可以使用电动机生产厂家提供的效率数据，这基本上满足工业生产的要求。

若电动机与压缩机为直接连接传动时，则电动机的输出功率即为压缩机的轴功率；若电动机与压缩机之间尚有传动装置时，电动机的输出功率还要乘以传动效率，才能得出压缩机的轴功率。若传动效率无可靠方法确定时，可用以下数据选取，但这将降低测量精度。

①精密齿轮传动（每一级）的传动效率为0. 98。

②平带传动的传动效率为0. 97。

③V形带传动的传动效率为0. 95。

2．测定压缩机指示功率确定其轴功率

录取活塞式压缩机的指示图（或称示功图）是反映压缩机在一个工作循环中，活塞在每个位置时气缸内气体压力变化的曲线。根据指示图，就可对压缩机的工作过程作一系列的分析和计算。例如根据指示图面积可计算出缸内平均指示压力、指

示功率及气阀功率损失；根据吸入线长度可计算出气缸容积系数A。；根据最高和最低压力，可求出缸内实际压力比；根据气体压力所产生的作用力，可作为动力及强度复核计算的依据。另外，在指示图上还可以分析判断气阀、活塞环、填料函等泄漏情况，吸、排气过程压力损失情况，压缩和膨胀过程的热交换情况等，进而根据这些分析判断来排除压缩机某些故障（见第4章的4-11问答）。由此可见，使用仪器录取及分析压缩机指示图，是研究压缩机运行工况的一种方法。

指示器（示功器）是录取指示图的基本仪器，常用的有机械式、气电式和电子式。机械式指示器又有螺旋形弹簧指示器和杠杆形弹簧指示器两种，如图5 -10所示。

(1)指示器工作过程螺旋形弹簧指示器工作时与气缸内余隙容积相连通，压缩气体进入指示器小气缸，变化的气体压力推动小活塞，克服圆柱弹簧的弹力做往复运动；弹簧与气体力间呈良好的线性关系，调节小活塞杆的移动范围，并通过杠杆装置传递给记录装置，使记录笔随气体压力在小卷筒上作上下移动；小卷筒由绳子通过行程缩小器连接到十字头或曲轴端，从而带动小卷筒作回转摆动，记录笔即画出指示图。这种指示器适用于转速低于600r/min的压缩机；当压缩机转速在750~1500r/min时，应选用杠杆形弹簧指示器。

(2)指示器的安装和使用指示器的三通阀与气缸的测功孔连接，根据需要可以接管，但接管不宜过长。测功孔应开在气缸余隙容积内，不能被活塞或其他零件所遮盖。为适应各种不同气体压力，指示器备有成套不同尺寸的小活塞和不同刚度的弹簧，各型指示器内均附有弹簧和活塞直径选用表，以便选用。表5-20为30型螺旋形弹簧指示器的活塞与弹簧选配表。

活塞与弹簧的选配，应按最大气体压力并考虑压缩机转速的影响，一般按压缩机可能达到的最大气体压力选定指示器纵坐标比例尺，即表5-20中A行数字。在不显著增大惯性误差的条件下，尽量利用转筒高度的90%。纵坐标比例选定后，便可选配弹簧和活塞。此时，为了提高指示器的动力性能，在一些可能的搭配中，应该选用刚性最强的弹簧和直径最大的活塞，这样指示器的自振频率被提高了。
指示器小卷筒由主轴或十字头来驱动，并通过行程缩小器使卷筒得到合适的转动周角。由于压缩机活塞行程的长度远大于卷筒周长，因此要安装行程缩小器。常用的有滚子行程缩小器，选择可换滑轮的直径，便可得到不同横坐标的指示图。

行程缩小器应保证卷筒的转动周角正比于压缩机活塞的位移。行程缩小器与卷筒之间的传动绳索的长度不应过长，以防止伸长变形而产生误差。

(3)按指示图计算指示功率与轴功率

1)指示功率的计算