通風機軸功率測試方法

    標準 GB19761-2009 《通風機能效限定值及能效等級》中明確提出對于采用普通電動機的通風機（采用外轉子電動機的空調離心通風機除外），以使用區最高通風機的效率ηr作為能效等級的考核值，在實際測量過程中最為關鍵的是如何精確的獲得通風機葉輪的機械功率。現有大多數檢測實驗室直接采用電機銘牌上的標稱效率作為風機效率計算的重要依據，其實這跟實際的葉輪軸功率相差甚遠，準確度也相當低。筆者根據多年實驗室檢測經驗，結合國標 GB/T1236-2000 《工業通風機 用標準化風道進行性能試驗》中對通風機軸功率測定的要求，整理出幾種實際操作可行的試驗方法，并對各種方法的優缺點進行比較以供試驗人員參考借鑒。
反應式測力計法
    此法是將測試通風機的電機采用托架式或力矩臺測力計測量出扭矩，根據轉速與扭矩計算出電動機的輸出功率。以電動機直聯形式為例： Pa ＝ n(W-△W)/9550式中 Pa 為通風機葉輪軸功率； n 為電動機轉速； W 為測力計負載時扭矩；△ W 為測力計空載時扭矩。
此方法是最原始也是最為基礎的測試方法，用這種方法測試通風機葉輪軸功率較為直接、準確。但是，此方法需要通風機生產企業提供相配匹的測力計（平衡床），測量負載的精度為± 0.2% ，確定的力矩臂長精度應達到± 0.2% 。每次試驗前和后，需檢查零力矩的平衡（配重），其差值應在試驗期間測得之最大值的 0.5% 范圍內[1]。
扭矩儀法
    此法主要是用扭矩測量儀實況測量電機的輸出功率，需要將電機從風機機組中分離出來，用聯軸器將三者連在同一水平傳動線上，電機的動力通過扭矩儀傳輸到風機葉輪，通過扭矩儀測量風機的葉輪軸功率。這種方法比較適用于電機外置于風機機組的通風機，這樣便于電機的拆裝與聯接。在這種方法中，最為關鍵的是將電機與風機葉輪中心定位，如何確保電機與扭矩儀以及風機葉輪三者連在同一中心線上，這關系到電機的運行性能曲線。此法的缺點是局限性比較大，不適合一些電機內置于機組的通風機，另外，需加工一大批不同規格的聯軸器與電機軸相匹配，且安裝比較復雜。此法的優點是測量的數據為風機實際運行工況點下的葉輪軸功率，隨著測試負載的變化而變化，準確度比較高。
預處理輸入法
    此方法也可稱之為校準電機法，主要是將測試通風機配用電機用校準電機代替，在通風機氣動性能試驗時，用電動機經濟運行儀直接測定電動機的輸入輸出特性和效率特性。將此電機特性曲線輸入風機氣動性能測試系統中，根據通風機負載工況點從電動機性能曲線上選取相應的性能參數，這樣可以非常方便的測量風機葉輪軸功率與通風機效率。由于此法是用校準電機代替實際運行的電機，故存在一個使用前提：電動機的輸出功率要按照通風機生產企業與用戶均可接受的效率（電動機的全效率）。并且在使用過程中應注意要將電動機運轉足夠的時間，以保持其在正常操作溫度下進行運轉。另外值得注意的是，此法在實際操作過程中發現同類型號的電動機效率曲線差別還是存在的，在準確度要求比較高的情況下，兩者之間的數值差不可忽略。
AMCA 法
    此法也叫相位電流法，通風機測試人員通常將之稱為電測法。此法是將葉輪軸功率的測試與通風機氣動性能測試結合起來，用風機葉輪與測試管道組成的阻力作為電動機負載，在通風機氣動性能測試過程中，同時測量電動機三相電參數和轉速以及單個工況點結束后的繞組溫度，確定負載雜散損耗，并進行通風機未連接時電動機的空載試驗，測得鐵耗和風摩耗以及電機在規定溫度下的定子損耗和轉子損耗。將各種損耗輸入測試系統，借助軟件自動計算通風機在各測試工況點下的葉輪軸功率，從而精確計算風機效率。此法優點是完全在通風機實際運行工況點下測得的葉輪軸功率，可以很準確的測得通風機的效率曲線，比上述校準電機法明顯提高精度。同時也較好的解決了無法使用“扭矩儀法”的情況，且應用比較方便，可以作為法定檢測機構評定效率用。
結論
    隨著國家節能工作的不斷推進，能源節約化趨勢的逐步發展，同時國家已將通風機列入能效標識實施許可目錄，如何準確的測定風機效率、評定節能產品成為了眾多通風機生產企業及第三方檢測機構的重要課題。上面簡單的分析了四種關于通風機葉輪軸功率測試方法的原理與優缺點，每一種方法都有其適用條件與前提，并且需基于有完整風機氣動性能測試系統為基礎。主要是為一線的通風機試驗操作人員提供參考與借鑒，實驗室可以根據實際檢測要求選擇合適的試驗方法。