一、水泵機組測量參量分析

　　1. 溫度：水泵進口水管內(nèi)液體溫度（1路），備用7路，為電機繞組溫度測量預留，總共8個通道，測量對象為 PT100鉑電阻；
　　2. 壓力：水泵進出口壓力（2路），測量對象為壓力計輸出信號0-20mA標準模擬量；

　　3. 轉(zhuǎn)速：水泵實時轉(zhuǎn)速（1路）；
　　4. 流量：管道出口流量（1路），測量對象：流量計輸出信號0-20mA標準模擬量；
　　5. 閥門控制：3個電磁閥電動閥門控制，開關(guān)量輸出控制，定點控制，觸動控制；
　　6. 軸功率：拖動電機輸出功率（水泵輸入功率）；
　　7. 電機輸入功率：拖動電機輸入功率，輸入電壓、電流、頻率等電參量測量。

二、測量要求

　　1. 能全面、快速、準確的采集水泵試驗各項性能參數(shù)并集中顯示；
　　2. 軟件分析得出水泵效率，拖動電機效率，整個水泵機組效率；
　　3. 軟件繪制出平滑的電機啟動曲線（帶水泵）；
　　4. 采用電子軸功率測試儀測量拖動電機輸出功率，也即水泵輸入功率；
　　5. 漏磁感應(yīng)法測量拖動電機異步轉(zhuǎn)速；
　　6. 可移動式，測量方便，接線方便。

三、測量方案設(shè)計

　　水泵機組綜合參數(shù)測試方案原理圖如下所示：

水泵機組綜合參數(shù)測試方案

　　在本方案設(shè)計圖中，壓力計分別用于測量距水泵距離為L的進口壓力及出口壓力值H1、H2。流量計用于測量水泵輸出的流量V。PT100鉑電阻，用于測量進水口液體溫度T1。漏磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)速計，用于測量電機轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓頻率f1。DT系列數(shù)字變送器，用于測量拖動電機三相電參量，包含三相電壓、三相電流、頻率、功率、功率因數(shù)等。

　　通過本設(shè)計方案進行試驗，可以得到的技術(shù)參數(shù)如下：
　　1、水泵轉(zhuǎn)速
　　漏磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)速計通過感應(yīng)電機的漏磁，得到感應(yīng)電壓信號進入綜合參數(shù)測量儀，測得電機轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電壓頻率f1，定子感應(yīng)電壓頻率f2，則水泵轉(zhuǎn)速n由如下公式求出：n=電機同步轉(zhuǎn)速-（f1/f2）x同步轉(zhuǎn)速；
　　2、電機輸入功率
　　電機輸入功率由AnyWay變頻功率測試系統(tǒng)（WP4000變頻功率分析儀+DT系列數(shù)字變送器）直接測量，數(shù)據(jù)經(jīng)LAN局域網(wǎng)通過網(wǎng)線或者光纖將數(shù)據(jù)傳輸至上位機進行實時數(shù)據(jù)顯示及分析；

　　3、電機輸出功率
　　電機輸出功率由TN4000電子式扭矩儀進行測量，只要測量拖動電機的輸入電壓、電流、轉(zhuǎn)速、溫度等參數(shù)，就可以準確的計算出電機的輸出軸功率，摒棄了傳統(tǒng)的扭矩儀測量軸功率方式，省去了扭矩儀的安裝與電機對偶等工序；
　　4、水泵輸出功率
　　要測量水泵的輸出功率，只要通過測量水泵進出口壓力H1、H2及管道流量V，就可以通過相關(guān)公式計算出水泵在水體溫度為T1、水泵轉(zhuǎn)速為n的情況下的輸出功率P3，水泵的輸出功率計算公式為：P3=(H2-H1)/ ρg+(v^2)/2g+Z，其中ρ為液體密度，g=9.8，v為液體流速，Z為液體在兩進出口壓力計安裝點之間的管道阻力耗能（可以對比標準表查出）；
　　5、水泵效率η1
　　水泵效率η1=水泵輸出功率/水泵輸入功率=P3/P2；
　　6、電機效率η2
　　拖動電機的輸入功率P1由變頻功率測試系統(tǒng)測量得出，則可以求出拖動電機此時的效率η2=P2/P1，方便用戶與電機的標稱效率值進行對比； 
　　7、機組效率η3
　　整個水泵機組的效率η3=P3/P1，用于衡量整個系統(tǒng)的效率；
　　8、啟動曲線
　　拖動電機電參量通過網(wǎng)線直接傳輸至上位機，通過提高數(shù)據(jù)采樣率及合適的數(shù)據(jù)處理方式（滑動平均處理等），軟件繪制出平滑的電機（帶水泵）啟動曲線；
　　9、流量與流速控制
　　通過上位機軟件配合水泵綜合參數(shù)測試裝置，可以遠程實現(xiàn)K1-K3 3個電磁閥門的粗調(diào)與微調(diào)，實時控制管道內(nèi)液體的流量與流速；

四、硬件配置

　　1、TN4000水泵綜合參數(shù)測試儀：
　　集成8通道PT100溫度測試（測量精度±1℃）、DT數(shù)字變送器（測量精度0.2%）、DM4022漏磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)速計（測量精度0.1%）、4通道開關(guān)量控制功能。用于水泵綜合參數(shù)的測量，與上位機通訊方式為RS485，采樣周期為20ms/次；
　　2、變頻功率測試系統(tǒng)：包含WP4000功率分析儀及DT系列數(shù)字變送器，用于拖動電機輸入電壓、電流、頻率、功率、功率因數(shù)等電參量的測量，與上位機通訊方式為TCP/IP；
　　3、筆記本電腦：用于安裝水泵綜合參數(shù)分析軟件，控制軟件，顯示軟件，試驗報表軟件等；
　　4、其它設(shè)備： PT100鉑電阻、壓力計、流量計、繞線式感應(yīng)線圈、信號線纜、光纖等；

五、軟件配置

　　本系統(tǒng)配置水泵綜合參數(shù)分析軟件，主要如下包含3大部分功能：
　　1、參數(shù)顯示
　　參數(shù)顯示界面上顯示參量包含電機輸入電參量（U、I、P等），電機輸出軸功率，水泵轉(zhuǎn)速，水泵輸出功率，壓力，流量，水泵效率，電機效率，機組效率等，（軟件界面顯示形式、風格多樣化，用戶可選擇）；　　

　　2、數(shù)據(jù)記錄
　　按用戶需求實時記錄采集的各項參數(shù)，可以生成數(shù)據(jù)記錄文檔，繪制啟動曲線，波形回放；
　　3、實時控制
　　控制界面上可以通過水泵綜合參數(shù)測試裝置，發(fā)送閥門打開與閉合指令，達到遠程控制閥門，調(diào)節(jié)管道中液體流量與流速的目的。

六、方案特點

　　這套水泵機組綜合參數(shù)測試系統(tǒng)方案用于水泵機組試驗具有如下特點：

　　1、綜合全面的測量及顯示水泵試驗各項性能參量；

　　2、精確測量拖動電機的輸入功率，P1；
　　3、電子式扭矩儀精確測量水泵的輸入功率，P2；
　　4、實時計算水泵的輸出功率，P3；
　　5、準確驗證電機的效率η1；
　　6、準確測量水泵的效率η2；
　　7、準確測量整個水泵機組效率η3；
　　8、適用于絕大多數(shù)水泵機組試驗。

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