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小型移动式潜水泵以其结构简单、使用方便得到了广泛的使用。潜水泵的驱动马达和离心泵连成一体，体积小、重量轻。作为一种方便快捷的驳水工具在船舶上使用较多，特别是在一些老旧船的洗舱作业中使用更为频繁。目前，远洋船舶电站的电制主要分440V, 60Hz和380V，50Hz两种，并且以前者为多见。但船舶在国内港口申请购买的潜水泵，除上海外，其它大部分港口都只能供应380V，50Hz马达驱动的潜水泵。这种泵一旦在440V，60Hz电制的船上使用，轻则频繁出现过载过热保护停机，重则烧毁电机，造成损失。那么出现这种情况的原因何在，又如何避免呢。下面作一简单分析。以某轮新购的一台三相马达潜水泵为例，该泵用于压载舱内淡水的移驳.在实际使用中发现潜水泵总是发热严重,过热过载,最开始用十来分钟就出现过载保护停机.再以后每使用两分钟就出现过载停机,几乎无法正常使用。一开始总认为是泵的质量有问题，看了潜水泵的铭牌，才发现国产潜水泵的马达均根据国内380V 50HZ的电制设计。而该轮却采用的是440V 60HZ的电制。正常使用马达必定过载。由上述参数可知，该泵在380V 50HZ的电制下，其额定转速为3000rpm。我们知道，同一台三相交流马达的转速与电源的频率成正比，即：n = k×f
(k:与马达极对数相关的系数， f: 电源频率,n:马达转速。)n1/n2 = f1/f2当交流电的频率由50HZ变为60HZ时，其转速变为：n2 =( n1×f2) / f1 = (3000×60 )/50 ＝ 3600 rpm根据离心泵的相似三定律：Q/Q1 =（D/D1）3
×（n/n1）
H/H1 =（D/D1）2
×（n/n1）2P/P1 = （D/D1）5 （×n/n1）3式中：Q ： 流量
H：压头
P:功率根据上述公式，在不考虑转速变化对效率的细微影响的情况下，可以得出相似定律的特例，即比例定律：Q1=Q×（n1/n）H1=H×(n1/n)2P1=P×( n1/n)3因此，对同一台离心泵而言，当其电源频率由50HZ变为60HZ时，其流量、扬程和轴功率分别为：Q1 =(3600/3000) ×Q = 1.2QH1 =(3600/3000)2×H = 1.44HP1 =(3600/3000)3×P = 1.728P由此可见当潜水泵在同等工况使用时，由于电源频率的增大，导致其转速上升，其流量和扬程都有所增加，但同时其需要的轴功率也增加到原来的1.728倍，这是理论工况，实际上电压由380V升至440V也加剧了马达的过热，该离心泵使用时实测电流为9.7A,接近额定电流的两倍，这就必然造成驱动马达过载过热。那么, 怎样使用才能使潜水泵的马达不过载呢，最好的办法当然是购买同一电制的潜水泵，合理使用就不会出现过载的情况。但在购买同一制式的潜水泵有困难的情况下，出现本文第二段所述的情况时，是否能有有效的措施来降低水泵的消耗功率呢，答案是肯定的。最有效的办法是使用变频器降低潜水泵的供电电源频率，但目前船上都不配备价格昂贵的变频器。在船舶的现有条件下，只能通过改变离心泵的工况来降低其所需的轴功率。在离心泵的几种工况调节办法中，节流调节法和切割叶轮法是较简单和有效的降低泵的轴功率的方法。节流调节法：离心泵的定速特性曲线由上图离心泵的特性曲线可知，泵的轴功率随流量的增大而增加。在泵流量为零时其轴功率最小，一般仅为额定功率的35％～50％。在实际工作中可采用在离心泵的出口法兰盘处使用节流孔来降低泵的流量从而降低泵所需的轴功率。试验中一台国产单相马达潜水泵额定电流是5.2A,。在60HZ的船舶上,实际使用其电流值用钳形表测得为 9.0A,显然过载严重，其泵出口管径原来为 51MM，采用孔径为 12MM小节流孔后，其电流下降为 5.3A，基本能满足连续驳水的要求。当然，使用该小孔纸板床后，泵的排量减小很多，泵的效率也下降了。在不得已的情况下临时使用，也是可以的。 值得注意的是，在吸入口减小流通截面也能达到同样的效果，但容易造成泵的叶轮气蚀和噪音，一般不采用。切割叶轮法：根据离心泵的相似三定律之一：P/P1 = （D/D1）5 × （n/n1）3可知，要使离心泵在转速由3000 rpm增加到 3600 rpm 的情况下保持所需的轴功率不变，必须：(D/D1)5 × (3000/3600)3 = 1即将离心泵的叶轮直径由原来的D 切割到 D1,由上式计算可得：D1 = 0.8963 D≈0.90 D实测上述三相马达潜水泵的叶轮原直径为168mm,由上式得出切割后的叶轮直径为151.2mm。该算法跟实际情况有些出入。当叶轮直径切割到151.2mm时，测得使用电流仍有7.6A，过载现象仍存在，后来将叶轮切割到122.5mm,测得使用电流为4.6A，比额定电流还小。完全可以满足使用要求。但流量和扬程都有所降低，泵的效率也下降了。但对潜水泵这样一种临时使用的泵来说，能正常使用就行，其它都是次要的。上述两种方法比较，节流调节法简单易行，但流量损失太大。切割叶轮法相比较复杂，但对流量和扬程的影响不是太大，实用性较强。不足：上述的方法是以牺牲离心泵的最佳工况为前提所采取的临时措施，既不经济，效率也不高，只能作为临时应急措施。【参考文献】［１］费千主编．船舶辅机．大连海运学院出版社，1993．
(k:与马达极对数相关的系数， f: 电源频率,n:马达转速。)n1/n2 = f1/f2当交流电的频率由50HZ变为60HZ时，其转速变为：n2 =( n1×f2) / f1 = (3000×60 )/50 ＝ 3600 rpm根据离心泵的相似三定律：Q/Q1 =（D/D1）3
×（n/n1）
H/H1 =（D/D1）2
×（n/n1）2P/P1 = （D/D1）5 （×n/n1）3式中：Q ： 流量
H：压头
P:功率根据上述公式，在不考虑转速变化对效率的细微影响的情况下，可以得出相似定律的特例，即比例定律：Q1=Q×（n1/n）H1=H×(n1/n)2P1=P×( n1/n)3因此，对同一台离心泵而言，当其电源频率由50HZ变为60HZ时，其流量、扬程和轴功率分别为：Q1 =(3600/3000) ×Q = 1.2QH1 =(3600/3000)2×H = 1.44HP1 =(3600/3000)3×P = 1.728P由此可见当潜水泵在同等工况使用时，由于电源频率的增大，导致其转速上升，其流量和扬程都有所增加，但同时其需要的轴功率也增加到原来的1.728倍，这是理论工况，实际上电压由380V升至440V也加剧了马达的过热，该离心泵使用时实测电流为9.7A,接近额定电流的两倍，这就必然造成驱动马达过载过热。那么, 怎样使用才能使潜水泵的马达不过载呢，最好的办法当然是购买同一电制的潜水泵，合理使用就不会出现过载的情况。但在购买同一制式的潜水泵有困难的情况下，出现本文第二段所述的情况时，是否能有有效的措施来降低水泵的消耗功率呢，答案是肯定的。最有效的办法是使用变频器降低潜水泵的供电电源频率，但目前船上都不配备价格昂贵的变频器。在船舶的现有条件下，只能通过改变离心泵的工况来降低其所需的轴功率。在离心泵的几种工况调节办法中，节流调节法和切割叶轮法是较简单和有效的降低泵的轴功率的方法。节流调节法：离心泵的定速特性曲线由上图离心泵的特性曲线可知，泵的轴功率随流量的增大而增加。在泵流量为零时其轴功率最小，一般仅为额定功率的35％～50％。在实际工作中可采用在离心泵的出口法兰盘处使用节流孔来降低泵的流量从而降低泵所需的轴功率。试验中一台国产单相马达潜水泵额定电流是5.2A,。在60HZ的船舶上,实际使用其电流值用钳形表测得为 9.0A,显然过载严重，其泵出口管径原来为 51MM，采用孔径为 12MM小节流孔后，其电流下降为 5.3A，基本能满足连续驳水的要求。当然，使用该小孔纸板床后，泵的排量减小很多，泵的效率也下降了。在不得已的情况下临时使用，也是可以的。 值得注意的是，在吸入口减小流通截面也能达到同样的效果，但容易造成泵的叶轮气蚀和噪音，一般不采用。切割叶轮法：根据离心泵的相似三定律之一：P/P1 = （D/D1）5 × （n/n1）3可知，要使离心泵在转速由3000 rpm增加到 3600 rpm 的情况下保持所需的轴功率不变，必须：(D/D1)5 × (3000/3600)3 = 1即将离心泵的叶轮直径由原来的D 切割到 D1,由上式计算可得：D1 = 0.8963 D≈0.90 D实测上述三相马达潜水泵的叶轮原直径为168mm,由上式得出切割后的叶轮直径为151.2mm。该算法跟实际情况有些出入。当叶轮直径切割到151.2mm时，测得使用电流仍有7.6A，过载现象仍存在，后来将叶轮切割到122.5mm,测得使用电流为4.6A，比额定电流还小。完全可以满足使用要求。但流量和扬程都有所降低，泵的效率也下降了。但对潜水泵这样一种临时使用的泵来说，能正常使用就行，其它都是次要的。上述两种方法比较，节流调节法简单易行，但流量损失太大。切割叶轮法相比较复杂，但对流量和扬程的影响不是太大，实用性较强。不足：上述的方法是以牺牲离心泵的最佳工况为前提所采取的临时措施，既不经济，效率也不高，只能作为临时应急措施。【参考文献】［１］费千主编．船舶辅机．大连海运学院出版社，1993．