Ze względu na historyczne zmiany częstotliwość sieci 50 Hz jest stosowana w Europie, Azji, Australii, większości krajów Afryki i części Ameryki Południowej, podczas gdy częstotliwość sieci 60 Hz została ustalona dla publicznych sieci energetycznych w Ameryce Północnej.
Do doboru napędu elektrycznego konieczne jest podanie częstotliwości sieci. W przypadku pomp, które są eksploatowane z silnikami jednofazowymi lub trójfazowymi bez przemiennika częstotliwości, prędkość synchroniczna silnika zmienia się w tym samym stosunku co częstotliwości, tj. od 50 do 60 Hz ze współczynnikiem 1,2. Zgodnie z prawami powinowactwa zmienia to również dane dotyczące wydajności pompy.
Przetwornica częstotliwości jest często używana do dostosowania danych dotyczących wydajności do punktu pracy. Energia elektryczna uzyskana przy częstotliwości sieciowej jest przetwarzana na napięcie o innej częstotliwości w celu zmiany prędkości silnika.
Wymagana moc na wale pompy jest podana jako krzywa charakterystyczna w zależności od natężenia przepływu. Charakterystyka zmienia się, gdy prędkość pompy zmienia się zgodnie z prawami powinowactwa.
Moc pompy na wale jest wprost proporcjonalna do gęstości pompowanego medium. W przypadku mediów o dużej lepkości moc na wale zależy również od lepkości.
W zależności od zastosowania i wielkości pompy napęd jest zaprojektowany tak, aby moc silnika była większa lub równa
- moc na wale w punkcie pracy lub
- maksymalna moc charakterystyki,
każdy plus dopłata za bezpieczeństwo w wysokości co najmniej 5%.
Wymagany margines bezpieczeństwa zależy od wymaganej mocy silnika. Podczas gdy dopłata za bezpieczeństwo jest zmniejszona do 5% w przypadku większych silników, dopłaty w wysokości ponad 20% są stosowane w przypadku mniejszych mocy. Ponadto znamionową moc silnika dla silników standardowych należy jeszcze przeliczyć na warunki otoczenia.
P
2 jest używany jako symbol mocy na wale.
n
synchronizacja = prędkość synchroniczna
f = częstotliwość sieci w sieci trójfazowej
p = liczba par biegunów silnika trójfazowego
Należy zauważyć, że w powyższej zależności prędkość jest uzyskiwana ws
-1 jeśli częstotliwość jest używana w Hz.
| liczba par biegunów |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
| Prędkość synchroniczna (przy 50 Hz) n [rpm] |
3000 |
1500 |
1000 |
750 |
600 |
500 |
| Prędkość synchroniczna (przy 60 Hz) n [rpm] |
3600 |
1800 |
1200 |
900 |
720 |
600 |
Znamionowa prędkość przy pełnym obciążeniu trójfazowych silników asynchronicznych jest o kilka procent niższa od prędkości synchronicznej z powodu poślizgu.
Zapotrzebowanie na moc lub pobór mocy pompy jest zatem również pokazane na wykresie, takim jak hydrauliczna wydajność pompy.
- Pokazano zależność mocy napędu pompy od natężenia przepływu.
- W przypadku wielu typów pomp maksymalne zapotrzebowanie mocy pompy osiągane jest również przy maksymalnym natężeniu przepływu.
Silnik napędowy pompy jest przystosowany do tego punktu, jeśli pompa pracuje na całej charakterystyce.
Mniejsze pompy (np. pompy obiegowe ogrzewania) są zwykle wyposażone w silniki umożliwiające pracę na całej charakterystyce. Zmniejsza to liczbę typów, a w rezultacie zapewnia prostsze przechowywanie części zamiennych.
W przypadku większych pomp zazwyczaj oferowanych jest kilka opcji silnika, aby można było wybrać odpowiedni napęd w zależności od warunków pracy. Jeśli obliczony punkt pracy pompy wynosi np. B. w przedniej części krzywej charakterystycznej można wybrać mniejszy silnik napędowy zgodnie z powiązanym zapotrzebowaniem na moc. W takim przypadku jednak istnieje ryzyko przeciążenia silnika, jeśli rzeczywisty punkt pracy jest przy wyższym natężeniu przepływu niż obliczono (charakterystyka sieci rurociągów jest bardziej płaska).
Ponieważ w praktyce zawsze należy oczekiwać przesunięcia punktu pracy, silnik napędowy pompy pracującej na sucho powinien być o ok. 5 – 20% większy niż wymaga tego zapotrzebowanie na moc.
Przy obliczaniu kosztów eksploatacji pompy należy dokonać podstawowego rozróżnienia pomiędzy zapotrzebowaniem mocy mechanicznej pompy P2 [kW] (moc na wale lub moc sprzęgła) a poborem mocy elektrycznej silnika napędowego P1 [kW].
Te ostatnie informacje są podstawą do kalkulacji kosztów operacyjnych. Jeśli określono tylko zapotrzebowanie na moc P2, można je przeliczyć na pobór mocy P1 dzieląc go przez sprawność silnika.
Pobór mocy elektrycznej P1 [kW] określa się, gdy pompa i silnik napędowy tworzą jedną hermetyczną jednostkę, jak ma to miejsce w przypadku tzw. pomp pracujących na mokro. W takim przypadku powszechną praktyką jest nawet wskazywanie obu wartości P1 i P2 na tabliczce znamionowej pompy.
Wymagana moc na wale P2 [kW] jest podana dla jednostek, w których pompa i silnik są sprzężone poprzez sprzęgło lub sztywne połączenie na wale, tj. dla pomp pracujących na sucho. Jest to konieczne w przypadku tych konstrukcji pomp, ponieważ do pompy dołączone są najróżniejsze konstrukcje silników – od silników standardowych IEC po silniki specjalne – o różnym poborze mocy i poziomach wydajności.
