电机空压机系统性能测试与分析
秦宏波12，胡寿根1，黄军辉1
（1上海理工大学动力工程学院，上海200093；2上海市节能服务中心，上海200040）
摘要：在对我国电机系统能效现状和空压机系统进行介绍的基础上，对空压机系统的。眭能测试和数据处理系统进行阐述。通过系统分析实例证明了应用系统方法对空压机系统进行性能测试和分析，列于提高空压机系统能效具有重要意义。
关键词：电机系统；空压机；性能测试
中图分类号：tm301. 4文献标识码：a文章编号：1673-6540(2010)03-0061-05
0 引 言
电机系统包括电动机、被拖动装置、传动控制系统及管网负荷，其耗电量约占全国用电量的百分之60和工业用电量的百分之80，萁中风机、泵类和空压机的用电量分别占全国用电量的百分之10. 4、百分之20. 9和百分之9.4。2007年我国各类电动机装机总容量约为7. 28亿kw，耗电量约为19 566万kwh。目前，我国电机系统主要存在两方面问题：一是电动机及被拖动设备效率低，电动机、风机、泵等设备陈旧落后，效率比国外先进水平低百分之2~5；二是系统匹配不合理，“大马拉小车”现象严重，系统运行效率比国外先进水平低百分之10~20。因此，我国在制定节能中长期规划时将电机系统节能列入十大重点节能工程，可见提高电机系统的能效水平对于我国的能源节约和发展低碳经济具有重要意义。
虽然空压机在电机系统耗电中也占有较大比重，在大多数工厂中要占其全部能耗的拜耳百分之10~40，但与风机和泵系统的节能工作起步较早有所不同，近几年国内、外才开始重视空压机系统的节能和优化问题，并且通过建立便携式性能测试系统采集数据进行分析，进而提出空压机系统的优化方案的也比较少。本文介绍了可以进行空压机系统性能测试和数据处理的系统，该系统具有便携性，可以对企业在用的空压机系统进行测试和分析，对于在用空压机系统的优化可以提出改造建议，也可以指导设计人员进行空压机系统的优化设计：
l 空压机系统组成
典型的压缩空气系统主要由空压机、动力源、控制器、空气处理设备、附件及管路分配系统等组成。空压机吸人周围大气中的空气并增压至系统设定的压力排人管道中，往复式、螺杆式和离心式空压机目前应用最为广泛；动力源为空压机运行提供动力，以电动机为主；控制系统调节空压机产生气体的数量；空气处理设备除掉空气中的杂质及水分，其他附件保持系统正常运行；管路分配系统把压缩空气传送到需要的地方。
根据全生命周期成本分析理论，建立在10年运行时间基础上，设备初始投资和维护费用约分别占压缩空气系统全生命周期成本的百分之12，而电动机消耗的电能费用则占到百分之76。
2测试系统的设计
压缩空气系统流量和压力动态变化非常快，在许多系统中大量的空气负荷随机运行，经常会导致压缩空气系统供气侧和需求侧之间的不平衡。为了客观反映压缩空气系统的动态变化过程，必须同时监测和记录系统流量、空压机功率和系统关键点压力等几个参数。
压缩空气测试系统主要由数据记录仪、流量传感器、压力传感器、功率／电流传感器和计算机五部分组成，如图1所示。
(1)数据记录仪拥有16个通道，可以接收来自于传感器的4~ 20 ma标准信号，通过串行口可以实现与计算机的通信。记录仪采样记录间隔可以根据测试需要进行设定，最小为1秒／次，在一般的测试中可以设为10秒／次。记录仪除了可以由220 v电源进行供电外，还配有呵充电电弛，在没有220 v电源供应时使用，两者之间可以自由切换，充分体现了现场测试的灵活性。
(2)功率／电流测量。空压机电机功率的变化可以采用功率传感器或者电流传感器来实现。功率传感器可以直接测试空压机组的输入功率，电流传感器可以测试空压机电机的运行电流，并通过测试空压机电机的供电电压后经过计算得出空压机运行功率数据。根据功率变化评估空压机在 |
