Что нужно изменить при подборе для регионов 60Hz: три проверки — таблица скорости откачки, мощность двигателя и напряжение

Один и тот же насос, отправленный на Ближний Восток, в Северную Америку или Юго-Восточную Азию, имеет паспортную скорость откачки, не совпадающую с каталогом для внутреннего рынка; такие запросы приходят несколько раз в месяц. Разница не в корпусе насоса, а в частоте сети: синхронная частота вращения при 50Hz и 60Hz различается на 20%, объёмный расход меняется вместе с ней, а мощность, шум и нагрев изменяются следом.

Изменить нужно только три позиции: по какому значению брать скорость откачки, нужно ли менять мощность, как проверять напряжение и схему подключения. Все приведённые ниже цифры взяты из двух столбцов 50/60Hz на странице продукта.

1. Сначала проверьте частоту вращения

Синхронная частота вращения асинхронного двигателя пропорциональна частоте: n = 120f / p. У четырёхполюсного двигателя при 50Hz синхронная частота составляет 1500 r/min, при 60Hz — 1800 r/min; за вычетом скольжения получается паспортное значение. Для моделей с указанной двойной частотой сверяйтесь напрямую: DPL-2V18/2V28 — 1440/1720 r/min, DPL-ZS150 — 2950/3600, DPL-WSU2000 — 3000/3600.

В безмасляной серии V (V8, V10, V16, V25, V40 и серия L) указаны только 1420 r/min при 50Hz; фактическая частота вращения при 60Hz зависит от конечного двигателя, подтверждайте при заказе и не рассчитывайте самостоятельно по 1704.

2. Насколько возрастает скорость откачки: от 1.10 до 1.30, а не единый коэффициент

Модель	50Hz	60Hz	Отношение
V0025A	20	26	1.30
V8	6.8	8.6	1.26
ZS150	140	175	1.25
V0063	63	75	1.19
V0155	150	175	1.17
V16	16	18.2	1.14
V40	40	45	1.13
V0100	100	110	1.10
LC1200	1200	1440	1.20

Частота вращения возрастает на 20%, теоретическая производительность также возрастает на 20%, но перетечки через зазоры, сопротивление клапанов и утечки через торцевой зазор пластин изменяются не в той же пропорции. У моделей с малым рабочим объёмом геометрический поток мал, доля потерь увеличивается, поэтому отношение оказывается выше (V0025A — до 1.30); у моделей с большим рабочим объёмом абсолютные утечки велики, и эффективная скорость откачки сдерживается (V0100 — только до 1.10).

Насосы Рутса стабильно показывают 1.20: LC250 250/300, LC500 500/600, LC1200 1200/1440, LC2600 2600/3120, LC4200 4200/5040. Два ротора не соприкасаются, поэтому доля перетечек через зазоры в общем объёме газа мала.

Есть ещё один момент, который легко упустить: табличные значения — это скорость откачки в номинальной точке; прирост при 60Hz заметен в области грубого вакуума, а при приближении к предельному давлению разница уменьшается. Показатели вроде 0.1 mbar для V0100 при отключённом газобалласте определяются зазорами и масляным уплотнением и не улучшаются с ростом частоты вращения. Для режимов, где требуется более низкое предельное давление, не рассчитывайте решить задачу повышением частоты — следует перейти на двухступенчатый насос или последовательно включить насос Рутса.

3. Пример 1: тот же насос при смене сети

Упаковочный пост, камера с трубопроводом 0.5 m³, откачка с 1000 mbar до 300 mbar, установлен DPL-V25 (25/30 m³/h). По изотермической оценке t = (V / S) · ln(p₁ / p₂):

50Hz: S = 25 ÷ 3600 = 0.00694 m³/s, t = 72.0 × 1.204 = 86.7 s
60Hz: S = 30 ÷ 3600 = 0.00833 m³/s, t = 60.0 × 1.204 = 72.2 s

Разница за один цикл — 14.4 s; при 60 циклах в час это уже 14 минут разницы. Обратный случай ещё важнее: если такт рассчитан по данным 60Hz, то на объекте с 50Hz оборудование будет работать медленнее на эту же величину; уточнение частоты сети перед расчётом цены позволяет избежать одного круга переделок.

Здесь рассчитана номинальная скорость откачки. На практике нужно дополнительно учитывать потери давления в трубопроводе, сопротивление фильтра и газовыделение от откачиваемого объекта; фактические измерения на месте обычно медленнее расчёта на 10%～20%, этот запас следует закладывать отдельно и не смешивать с разницей из-за частоты.

4. Пример 2: где ошибка при едином умножении на 1.2

Требуется чистая скорость откачки 105 m³/h на объекте с 60Hz. При обратном пересчёте через ×1.2 для V0100 получается 120, табличное значение 110 — завышение на 9%; для V40 получается 48, табличное значение 45 — завышение на 6.7%. В консервативную сторону тоже есть ошибка: для V0025A получается 24, табличное значение 26 — занижение на 7.7%, запас остаётся невостребованным. Скорость откачки берите по таблице, а 1.2 — только как верхнюю ориентировочную оценку.

5. Мощность: для ZS150 нужно предусмотреть достаточную мощность

При повышении частоты на 20% мощность на валу возрастает более чем на 20%. На странице продукта ZS150 указано: при 50Hz — 3.5 kW, при 60Hz — 4.8 kW, рост на 37% — у сухого насоса с безмасляной камерой при увеличении частоты вращения быстро растут теплота сжатия и потери на перетечки через зазоры. Для объекта с 60Hz при комплектации ZS150 двигатель, распределение питания и уставку тепловой защиты выбирайте исходя из 4.8 kW.

Для остальных моделей указана только мощность при 50Hz (V8 0.28 kW, V16 0.38 kW, V25 0.75 kW, V40 1.5 kW, V0100 3.0 kW, V630B 15 kW); сохраняется ли та же мощность при 60Hz, уточняйте по конечному двигателю.

6. Напряжение, шум, присоединительные интерфейсы

Напряжение: серия LC, трёхфазное исполнение 220-240 / 380-415 / 460V; 460V — распространённый стандарт для рынков 60Hz; для 2V80, 2V275, V0160–V0302 предусмотрены 220/240V и 380/415V, при работе на объекте с 460V сообщите заранее; для V630B — 380–400 / 660–690V и 415V.
Шум: для V0160 указано 70/72 dB, для V0302 — 74/76 dB; при 60Hz примерно на 2 dB выше; звукоизоляцию и рабочее место оператора рассчитывайте по большему значению.
Присоединительные интерфейсы: G3/8″, G3/4″, G2″, DN100 не меняются в зависимости от частоты; ориентация клеммной коробки и пространство под кожухом вентилятора могут измениться — перед упаковкой сверьтесь с габаритным чертежом.
Двигатель: для объектов с 60Hz часто применяется 440～480V; класс изоляции обмотки, тип клемм и уставку тепловой защиты уточняйте по местной сети; не отправляйте конфигурацию под 380V без проверки.

7. Перед заказом уточните три пункта

Некоторые модели насосов Рутса LC не предназначены для регионов 60Hz (это указано на странице продукта); проверяйте каждую модель отдельно, не переносите вывод на всю серию.
Для безмасляной серии V данные о частоте вращения и мощности при 60Hz приведены не полностью; уточняйте по конфигурации.
Если одновременно встречаются 60Hz, нестандартное напряжение и нестандартные интерфейсы, конфигурацию и срок поставки уточняйте вместе.

Для подбора достаточно отправить три пункта: частоту и напряжение на объекте, требуемую скорость откачки и целевое давление, тип газа и продолжительность непрерывной работы. Если частота указана неверно, всё последующее придётся пересчитывать.