Частота вращения насоса: 1450 или 2900 об/мин и что это меняет

Частота вращения насоса — это число оборотов рабочего колеса в минуту. У погружных насосов с асинхронным двигателем она задана числом полюсов двигателя и частотой сети 50 Гц. Поэтому почти все насосы делятся на два класса: быстроходные, около 2900 об/мин, и тихоходные, около 1450 об/мин. От оборотов зависят напор, размеры насоса и то, как быстро он изнашивается в воде с песком.

От чего зависит частота вращения насоса

Синхронная частота вращения поля двигателя равна n = 60 · f / p, где f — частота сети, p — число пар полюсов. В сети 50 Гц получается 3000 об/мин для двухполюсного двигателя и 1500 об/мин для четырёхполюсного. Ротор асинхронного двигателя немного отстаёт от поля, поэтому реальные обороты под нагрузкой чуть ниже: 2750–2950 и 1440–1480 об/мин.

Скольжение асинхронного двигателя

Скольжение — это отставание ротора от вращающегося поля статора, выраженное в процентах: s = (n₀ − n) / n₀ · 100 %. Без скольжения в роторе не наводился бы ток, и двигатель не создавал бы момент. У насосных двигателей под номинальной нагрузкой скольжение обычно 2–8 %. Например, при синхронных 3000 об/мин и паспортных 2890 об/мин скольжение около 3,7 %. Когда нагрузка растёт, скольжение увеличивается, а обороты немного падают. Про ток двигателя под нагрузкой — в статье о токе двигателя насоса.

Как обороты меняют подачу, напор и мощность

Если изменить частоту вращения насоса, его характеристика сдвигается по законам подобия:

• подача меняется пропорционально оборотам;
• напор — пропорционально квадрату оборотов;
• мощность — пропорционально кубу оборотов.

Так, при снижении оборотов на 20 % подача падает на 20 %, напор — примерно на 36 %, а мощность — почти вдвое. На этом основано регулирование насоса частотным преобразователем — подробнее в статье о регулировании подачи насоса.

Частота вращения насоса и износ

Износ проточной части от песка растёт быстрее, чем скорость потока. Поэтому для абразивной пульпы выбирают тихоходные насосы: при 1450 об/мин колесо изнашивается заметно медленнее, чем при 2900. Именно так устроены шламовые насосы Grindex Bravo. Быстроходные насосы при тех же размерах дают больший напор и меньше весят, поэтому их ставят на воду и умеренно загрязнённые среды. Как связаны обороты и форма колеса, объясняет статья о коэффициенте быстроходности.

Частота вращения насоса при питании от генератора и частотника

Обороты насоса привязаны к частоте тока. Если генератор под нагрузкой проседает по частоте, например до 47–48 Гц, насос теряет обороты, а вместе с ними напор и подачу. Частотный преобразователь, наоборот, меняет частоту намеренно, чтобы регулировать насос. Поднимать частоту выше 50 Гц без согласования с производителем нельзя: двигатель перегрузится. Подробнее — в статье о частотном преобразователе для насоса.

Частые вопросы

Что лучше — 1450 или 2900 об/мин? Для чистой и умеренно грязной воды — 2900: насос меньше и дешевле. Для песка и пульпы — 1450: дольше служит.

Почему в паспорте не ровно 3000 или 1500 оборотов? Из-за скольжения асинхронного двигателя: ротор всегда немного отстаёт от поля.

Можно ли увеличить напор, подняв обороты? Только в пределах, разрешённых производителем. Обычно для большего напора подбирают другой насос или соединяют два последовательно.

Как проверить обороты на объекте? Тахометром по валу у поверхностных насосов. У погружных судят косвенно — по току, напору и частоте сети.

Вывод: частота вращения насоса задаётся числом полюсов двигателя и частотой сети: около 2900 или 1450 об/мин с поправкой на скольжение. Обороты определяют напор и подачу по законам подобия, а тихоходные машины лучше переносят абразив. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.