气蚀是一个常见问题，会对泵的效率和可靠性产生不利影响。然而，丹佛斯变频器 (VFD) 具有集成的基于工况监控 (CBM) 功能，为检测和避免泵系统中的气蚀提供了新的途径。通过使用“VFD 作为传感器”方法和电流特征分析，状态监控能够有效识别与气蚀相关的故障，并有助于防止潜在损坏和磨损。
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与其他 CBM 功能（如定子绕组故障检测）一样，气蚀检测现在被视为 CBM 系列的一部分。这意味着可以使用相同的 CBM 基础设施来实施气穴检测系统。即使是具有旧版 CBM 许可证的 (VFD) 也可通过软件升级方式来使用气蚀监测功能。
那么，气蚀是如何发生的？是什么让它成为令人担忧的泵系统问题？
当液体介质中的压力快速变化导致形成充满蒸气的气泡时，就会发生气蚀。这些气泡会在较高压力下塌陷，从而产生冲击波，在泵轮中形成微点蚀。这会加快旋转刀片的磨损和腐蚀。此外，气泡塌陷会产生额外的噪音、碰撞和振动，通过扭曲流动模式进一步降低泵的效率。
空泡的局部内爆还会改变液体的化学特性，产生自由基，导致氧化和化合物降解。尽管这些影响很小，但仍会导致产品质量发生变化，这是食品和饮料或石油和天然气行业的一个重要因素。
需要注意的是，气蚀还会影响与高速流动流体接触的其他系统部件，包括管道系统、泵部件、发动机外壳、缸套、六角部件和水力涡轮部件。因此，及早检测泵中的气蚀以及快速采取纠正措施可以保护和延长整个组件系统的使用寿命。
检测和避免气蚀对于保持泵性能和防止出现代价高昂的损坏至关重要。VFD 中以集成 CBM 形式进行的工况监控提供了实现这一目标的有效解决方案。可以使用 VFD 中的电流特征分析来实现气穴检测，无需传感器即可进行检测。气蚀会产生湍流，从而在电机电流中生成可听到的噪音和独特的特征。这种湍流反映在电机电流中，工况监控算法可检测到它。
该算法将实际气蚀特征与用户定义的阈值水平进行比较。如果值超过设定阈值并持续预定义的时间，则事件将被标记为气蚀。
使用工况监控避免气蚀的优势显而易见。使用集成在丹佛斯 VFD 中的 CBM 进行持续监控，可以同时检测和避免气蚀。这是一种具有成本效益的解决方案，可与基于外部传感器（如声音、振动或压力）的传统方法进行竞争。通过防止泵磨损和因气蚀造成的损坏，可优化生产效率，延长组件使用寿命。这样就可以进行预测性维护，最终降低了维护和更换成本。
气蚀是影响泵性能的不利因素之一。通过直接集成到 VFD 中的基于工况监控，我们为客户提供了一种在损坏发生之前进行主动检测和预防的方法。与依赖传统的基于传感器的方法相比，它更智能、更简单且成本效益更高。
为了避免气蚀，可以通过以较小的增量降低泵速来降低流量。工况监控通过避让功能实现这一点。检测到气蚀时，电机速度会在预定义的限值内自动降低。一旦避免了气蚀，就可以将该功能配置为保持在最后阻止气蚀的速度，或逐渐尝试返回到原始速度参考值，同时持续检查气蚀是否消失。此外，该功能提供所有必要的状态信息，这样，VFD 可以作为独立装置运行，也可以与 PLC 集成到更高级别的过程控制系统中。此避让功能默认关闭，用户可根据其特定需求决定是否激活。
总之，防止泵气蚀对于保持泵效率和减少潜在损坏和磨损至关重要。利用先进的技术（如电流特征分析）进行工况监控，可为检测和避免气蚀提供可靠且经济高效的解决方案。通过实施工况监控系统，工业过程可因改进的生产、延长的组件使用寿命和降低的维护成本而获益，最终实现更平稳、更可靠的运行。
借助边缘计算解决方案，可通过在 VFD 上处理数据更快获得洞察，每秒钟收集数次数据，确保任何超出正常范围的测量值都能快速及时地触发警告，从而最大限度地降低未检测到异常的风险。
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