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隔膜计量泵变频器能用吗:低频运行和电机散热

作者:浙江蔚岚科技有限公司来源:本站发布时间:分类:技术文章
导读:隔膜计量泵变频器能用,但关键在低频:自带风扇的电机转慢了散热跟不上,调速比通常只能放到1:5左右,想再往下就要独立风扇和热保护。本文结合普罗名特Sigma/1的电机选项,讲清隔膜计量泵本体加变频怎么解决散热、扭矩和精度问题,以及哪些工况更适合改用电动冲程调节,改造前该向厂家确认哪些资料。

隔膜计量泵变频器:ProMinent Sigma/1 基本型电机驱动计量泵

隔膜计量泵变频器能不能用,答案是能用,难点不在接线,而在低频。电机转速降下来以后,自带的风扇也跟着变慢,散热能力掉得比发热快,长时间低速运行,电机外壳烫手、热保护动作,这是现场最常见的投诉。下面把低频运行要解决的几件事拆开讲。

隔膜计量泵能用变频器吗

机械隔膜计量泵靠电机带动偏心轮或凸轮,转速和冲程频率成正比,冲程频率和流量又基本成正比。所以改变电机频率就能改流量,这是变频调速能用的前提。冲程频率和流量怎么换算,可以看冲程频率计算。

问题在于调速范围。普罗名特的 Sigma/1 基本型给了一个很直观的参考。官网列出的电机选项里,T 型带 PTC 热敏保护,调速范围 1:5;R 型同样带 PTC,调速范围 1:20,但要配一台外置风扇,风扇是单相 230V、50/60Hz、20W。防爆的 L2 型带 PTC,调速范围也是 1:5。

同系列的 Sigma/2 基本型也是电机驱动隔膜泵,流量更大,电机选项以官网对应页面为准。这几组数字说明一件事:同一台泵,能调多低取决于电机怎么散热。

低频时电机为什么会热

很多人以为隔膜计量泵变频器调低了频率,电机负担就轻了,其实正好相反。普通异步电机的冷却风扇装在电机轴上。50Hz 时风扇全速,降到 10Hz,风量只剩一小部分。可计量泵是恒转矩负载,背压不变,电机电流在低频时并不会明显下降,发热量差不多,散热却少了一大截。

怎么判断已经过热

手摸外壳烫到停不住,或者变频器频繁报电机过载,基本就是散热不够了。更稳妥的办法是看电机里有没有 PTC,有的话接进变频器,让温度说话,而不是凭电流估算。电机过热的其他原因可以对照隔膜计量泵过热排查。

隔膜计量泵本体加变频怎么解决

已经在用的泵想加变频,常见有下面几条路,按改动大小排:

ProMinent Sigma/2 基本型电机驱动计量泵官网产品图

图 1:ProMinent Sigma/2 基本型电机驱动计量泵。图片来源:ProMinent官网

  1. 只加变频器,下限频率按 1:5 左右的调速比限制,适合流量变化不大的工况;
  2. 换带 PTC 的变频电机,热保护接进变频器,下限可以按厂家允许值再放一点;
  3. 加独立风扇,风扇单独供电、恒速运行,低频散热不受转速影响,Sigma/1 的 R 型走的就是这条路;
  4. 不靠变频,改用电动冲程调节执行器,电机始终在额定转速运行。

新道茨的选型资料里也有类似选项:可选配变频电机,并标明变频电机配 380V 独立风扇;同时提供 4-20mA 电动冲程调节装置,作为不改转速的另一种调流方式。

换电机要注意什么

隔膜计量泵变频器配套电机,法兰、轴径和功率要和原电机一致。Sigma/1 基本型标准电机是 0.09kW,这一级电机换型时别图省事随便代用。改完以后电机接线和转向要重新核对,可以参考机械隔膜泵接线。

低频除了热,还有扭矩和精度

散热解决了,低频还有两个问题。

扭矩方面,变频器如果用了风机水泵类的平方转矩曲线,低频输出电压偏低,泵会转一下停一下。计量泵要用恒转矩 V/f 曲线,低频段适当加转矩提升。

精度方面,冲程频率很低时,每个冲程之间间隔很长,加药变成一股一股的脉冲。Sigma/1 在 50Hz、1500rpm 电机下,以 12017 型为例冲程频率是 73 次/分钟,降到五分之一大约只剩 15 次/分钟左右,对小管道、混合时间短的工况,浓度波动会比较明显。这时与其一味降频,不如把冲程长度调小一点,让频率留在中段。隔膜计量泵变频器和冲程旋钮配合着用,调节范围更宽,脉动也小一些。

低频运行时的安全提醒

机械隔膜泵出口一旦堵死,压力会一直往上走。普罗名特在 Sigma/1 页面上建议,机械驱动隔膜泵要配溢流保护装置,Sigma/1 本身集成了安全阀和排气阀。低速时压力上升慢一些,但不代表出口阀可以关着启泵。

另外,变频后流量和信号的关系要重新标定。频率和流量在低频段通常会偏离直线,标定方法可以参考计量泵流量调节。

结论

隔膜计量泵变频器可以用,真正要算清楚的是低频能放到多低。自带风扇的电机一般按 1:5 左右考虑,想做到 1:20 这类宽调速,就要独立风扇加 PTC 热保护。调速比不够的场合,冲程长度配合变频、或者改电动冲程执行器,往往比硬降频更稳。不确定现有泵能否改造,可以把型号和电机铭牌发来,联系选型时一起看。

常见问题

隔膜计量泵变频器最低能调到多少赫兹?

取决于电机散热方式。自带风扇的电机通常按 1:5 左右,配独立风扇和 PTC 的可以做到 1:20,以泵厂和电机厂资料为准。

低频运行会不会损坏隔膜?

一般不会。隔膜寿命主要和冲程次数、压力、介质有关,低频反而冲程少,真正怕的是电机过热。

独立风扇要单独接线吗?

要。独立风扇单独供电,泵一运行风扇就得转,最好和变频器运行信号联锁,泵停后再延时停风扇。

变频和电动冲程执行器哪个好?

各有适用场合。变频改造简单,调速比受散热限制;电动冲程执行器电机转速不变,散热无忧,但成本和维护项更多。

防爆电机能加变频器吗?

可以,但要选允许变频运行的防爆电机。Sigma/1 的防爆 L2 型带 PTC,调速范围 1:5,防爆场合不要随便自行改装。

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