Меню Рубрики

Насос для установки на асинхронный двигатель

Электродвигатели для насосов и насосного оборудования

Компактность конструкций, простота соединений с насосом, легкая автоматизация управления и относительно низкие эксплуатационные затраты предопределили массовое применение электродвигателей переменного тока в качестве привода для насосов систем водоснабжения и канализации.

К приводным электродвигателям насосных агрегатов помимо их большой мощности предъявляется ряд специфических требований. Одним из определяющих является необходимость пуска двигателей под нагрузкой. Конструкция электродвигателя должна также допускать довольно продолжительное вращение ротора в обратную сторону (с угонной скоростью, определяемой характеристикой насоса), вызываемое сливом воды из напорных трубопроводов после отключения электродвигателя от сети при плановой или аварийной остановке агрегата.

Весьма желательной для улучшения условий работы энергетических систем, где применяются мощные насосные станции, является возможность частых повторных пусков, что, в свою очередь, предъявляет повышенные требования к конструкциям обмотки статора и пусковой обмотки электродвигателя, нагревание которых определяет продолжительность требуемой паузы между пусками и допустимое число пусков за рассматриваемый период.

Энергоснабжение и электропривод рассматриваются в специальных курсах, поэтому в настоящем учебнике лишь кратко освещаются особенности приводных электродвигателей различных типов, в значительной мере определяющие конструкцию и размеры машинного здания насосной станции

Асинхронные электродвигатели. При работе этих двигателей частота вращения магнитного поля статора постоянна и зависит от частоты питающей сети (стандартная частота 50 Гц) и от числа пар полюсов, а частота вращения ротора отличается на величину скольжения, составляющую 0,012-0,06 скорости магнитного поля статора. Причиной исключительно широкого применения асинхронных электродвигателей является их простота и небольшая стоимость.

В зависимости от типа обмотки ротора различают асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым или с фазным ротором

Короткозамкнутые асинхронные электродвигатели являются наиболее подходящим электроприводом для небольших насосов они значительно дешевле электродвигателей всех других типов и, что очень существенно, обслуживание их гораздо проще Пуск этих электродвигателей — прямой асинхронный, при этом не требуется каких-либо дополнительных устройств, что дает возможность значительно упростить схему автоматического управления агрегатами

Однако при прямом включении короткозамкнутых асинхронных электродвигателей очень высока кратность пускового тока, который для двигателей мощностью 0,6 — 100 кВт при п = 750Н-3000 мин»‘ в 5-7 раз выше номинального тока такой кратковременный толчок пускового тока относительно безопасен для двигателя, но вызывает резкое снижение напряжения в сети, что может неблагоприятно сказаться на других потребителях энергии, присоединенных к той же распределительной сети. По этим причинам допустимая номинальная мощность асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, пускаемым прямым включением, зависит от мощности сети и в большинстве случаев ограничивается 100 кВт.

Асинхронные электродвигатели с фазным ротором имеют более сложную и дорогую конструкцию, так как обмотки ротора у них соединяются с наружным пусковым реостатом через три контактных кольца со скользящими по ним щетками

Перед пуском такого электродвигателя в цепь ротора с помощью реостата вводят дополнительное сопротивление, благодаря чему при включении электродвигателя уменьшается сила пускового тока по мере увеличения частоты вращения двигателя сопротивление постепенно уменьшается, а после того как электродвигатель достигнет частоты вращения, «близкой к нормальной, сопротивление пускового реостата целиком выводят, обмотки закорачивают и двигатель продолжает работать как короткозамкнутый

Для насосов с горизонтальным валом отечественной промышленностью в настоящее время выпускаются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором единой серии 4А мощностью 0,06-400 кВт при д>3000 мин-1 и высоте оси вращения 50-355 мм. Электродвигатели мощностью 0,06-0,37 кВт изготовляются на напряжение 220 и 380 В; 0,55-11 кВт- на 220, 380 и 660 В; 15-110 кВт- на 220/380 и 380/660 В; 132-400 кВт- на 380/660 В.

Для привода вертикальных насосов выпускаются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии ВАН мощностью 315-2500 кВт, напряжением 6 кВ и номинальной частотой вращения 375-1000 мин»1.

Изготовляются электродвигатели серии ВАН в вертикальном подвесном исполнении с подпятником и двумя направляющими подшипниками (один из которых расположен в верхней крестовине, другой — в нижней), с фланцевым концом вала для присоединения к насосу Вентиляция электродвигателя осуществляется по разомкнутому циклу напором воздуха, создаваемым вращающимся ротором и вентиляторами Холодный воздух поступает в машину снизу из фундаментной ямы через нижнюю крестовину и сверху через окна в верхней крестовине Нагретый воздух выбрасывается через отверстия в корпусе статора

Асинхронные электродвигатели основного исполнения имеют различные модификации, в частности: с повышенным пусковым моментом; с повышенными энергетическими показателями для насосных агрегатов с круглосуточной работой, при которой особое значение имеет повышение КПД; с фазным ротором, облегчающим условия пуска и т. п.

Отечественной промышленность J также выпускаются многоскоростные асинхронные электродвигатели, позволяющие изменением частоты вращения регулировать подачу и напор насоса, улучшая, тем самым, технико-экономические показатели насосной станции в целом. Так, например, двухскоростные электродвигатели серии ДВДА имеют интервал значений мощности от 500/315 до 1600/1000 кВт. Эти электродвигатели переводятся с одной частоты вращения на другое отключение одной обмотки статора с последующим включением другой.

Синхронные электродвигатели переменного тока применяются для привода мощных насосов, характеризуемых большой продолжительностью работы. Частота вращения синхронных электродвигателей связана постоянным отношением с частой сети переменного тока, в которую эта машина включена: ря=:3000 (где р — число пар полюсов; п — частота вращения)

Читайте также:  Установка регулятора оборотов двигателя

Ротор синхронной машины отличается от ротора асинхронной наличием рабочей обмотки для создания постоянного магнитного поля, взаимодействующего с вращающимся магнитным полем статора Рабочая обмотка ротора запитывается постоянным током от возбудителя, которым может служить либо генератор постоянного тока, либо тиристорный возбудитель Генератор постоянного тока может располагаться отдельно от электродвигателя или крепиться на валу ротора

Во втором случае генератор выполняется с самовозбуждением тиристорный возбудитель всегда располагается отдельно от электродвигателя

Основные преимущества синхронного электродвигателя перед асинхронным следующие:

синхронный электродвигатель может работать с коэффициентом мощности (coscp), равным единице и даже опережающим, что улучшает коэффициент мощности сети и, следовательно,

  • при колебаниях напряжения в сети синхронный электродвигатель работает более устойчиво, допуская кратковременное снижение напряжения до 0,6 номинального.
  • Основным недостатком синхронных электродвигателей является то, что момент на их валу при пуске равен нулю, поэтому их необходимо раскручивать тем или иным способом до скорости, близкой к синхронной для этой цели большинство современных синхронных электродвигателей имеет в роторе дополнительную пусковую короткозамкнутую обмотку, аналогичную обмотке ротора асинхронного двигателя

    Для насосов с горизонтальным валом используют синхронные двигатели общего применения серий СД2, СДН-2, СДНЗ-2 и СДЗ различных типоразмеров, имеющие большой диапазон мощности (132-4000 кВт) и частоты вращения (100-1500 мин-1) при напряжении 380-6000 В.

    Для привода вертикальных насосов изготовляются две серии синхронных двигателей трехфазного тока частотой 50 Гц, мощностью 630-12 500 кВт, напряжением 6 и 10 кВ, с опережающим cos ф = 0,9, позволяющим получить от двигателя при работе его в номинальном режиме реактивную мощность в пределах до 40% номинальной. Первая серия двигателей ВСДН 15-17-го габаритов включает машины с параметрами: N=6304-3200 кВт, п = 375-=-750 мин-1. Вторая серия электродвигателей ВДС 18-20-го габаритов включает машины больших мощностей (N=4000-=-12 500 кВт) и меньших частот вращения (п = 2504-375 мин»1).

    Серийно выпускаемый вертикальный синхронный электродвигатель серии ВДС (8.3) имеет статор цилиндрической формы, активная сталь которого набрана пакетами из листовой стали и закреплена в станине стяжными шпильками. Ротор двигателя выполнен из литой стали. Полюсы прикреплены к ободу болтами. В верхней крестовине размещены подпятник, верхний направляющий подшипник и маслоохладитель. Эта крестовина является грузонесущей и воспринимает вес всех вращающихся частей агрегата и давление воды на рабочее колесо насоса. В нижней крестовине двигателя установлен нижний направляющий подшипник. Возбудитель двигателя (в данном случае генератор постоянного тока с самовозбуждением) вместе с контактными кольцами насажен на отдельный вал, который имеет фланцевое соединение с валом двигателя. В случае отдельно стоящих возбудителей на валу электродвигателя устанавливаются кольца, с помощью которых возбудитель соединяется с обмотками ротора. Двигатель имеет проточную вентиляцию. Двигатели этого типа мощностью свыше 4000 кВт выполняются с замкнутой системой вентиляции и охлаждением воздуха с помощью охладителей.

    Обозначение электродвигателей этого типа включает данные об их габаритах. Так, например, марка двигателя, изображенного на 8.3, означает: вертикальный (В) двигатель (Д) синхронного типа (С) с диаметром расточки статора 325 см, длиной сердечника статора 44 см и числом полюсов 2р=16.

    Напряжение приводного двигателя принимают в зависимости от его мощности и напряжения сети энергосистемы, к которой подключена насосная станция.

    Если питание насосной станции осуществляется от энергосети напряжением 3,6 или 10 кВ и мощность электродвигателей превышает 250 кВт, то следует устанавливать двигатели на том же напряжении. В этом случае отпадает необходимость сооружения понизительной трансформа-горной подстанции и, следовательно, уменьшаются затраты по сооружению насосной станции. Напряжение электродвигателей мощностью 200-250 кВт определяется схемой электропитания и условиями перспективного увеличения их мощности. Электродвигатели мощностью до 200 кВт следует принимать низковольтными, напряжением 220, 380 и реже 500 В.

    В зависимости от особенностей среды производственных помещений водопроводных и канализационных насосных станций в них устанавливают электродвигатели в том или ином конструктивном исполнении.

    Электродвигатели, устанавливаемые в помещениях с нормальной средой, обычно принимают в защищенном исполнении. Электродвигатели, устанавливаемые на открытом воздухе, следует принимать в закрытом исполнении, для низких температур — во влагоморозостойком. При установке приводных электродвигателей в особо сырых местах их принимают в капле- или брызгозащищенном исполнении с влагостойкой изоляцией. Исполнение электродвигателей, устанавливаемых во взрывоопасных помещениях, должно приниматься в соответствии с Правилами устройств электроустановок (ПУЭ).

    ООО «СЗЭМО «Электродвигатель» поставляет широкий спектр электродвигателей для насосного оборудования российского и зарубежного производства: герметичные, погружные, для водоснабжения, для жидкостей с посторонними включениями, для нефтепродуктов, для химической промышленности, насосы для поддержания пластового давления в скважине, нефтяные магистральные насосы, насосы для энергетической промышленности, насосы типа Д, КсВ, ПЭ, АВз, ЭЦВ.

    Для правильного подбора электродвигателя для насосного оборудования просим сообщить нам полные характеристики насоса, включая: перекачиваемую среду, ее температуру, расход, напор, место установки, специфические особенности установки, варианты исполнения двигателя. В разделе «Контакты» нашего интернет ресурса Вы сможете оставить заявку на поставку электродвигателя для насосного оборудования и насосных станций. Мы постараемся в кратчайшее время подобрать необходимое Вам оборудование и подготовить технико-коммерческого предложения на поставку.

    источник

    Асинхронные электродвигатели для насосных станций

    При разработке оборудования насосных станций силовыми электроприводами применяются машины синхронного и асинхронного типа. Большая часть электрооборудования является асинхронным.

    Читайте также:  Комплект установки импортного двигателя на минитрактор мтз

    Электродвигатели, предназначенные для насосного оборудования

    Приводами для насосов систем подачи водоснабжения служат электродвигатели асинхронного типа. Это обусловлено:

    невысокой стоимостью и компактностью;

    простотой подключения и возможностью автоматизации систем управления;

    низкими затратами при эксплуатации.

    К асинхронным электродвигателям, применяемым для насосных станций, предъявляются специфические требования, которым должно отвечать применяемое оборудование.

    Мощность, соответствующая решаемой задаче, с небольшим запасом.

    Возможность запуска двигателя под нагрузкой.

    Вращение в обратную сторону потоком воды при отключенном питании.

    Возможность увеличить количество пусков за определенное время.

    Эти требования к электродвигателям усложняют конструкцию обмоток статора и ротора. Именно от их нагрева зависит частота повторных пусков оборудования. Применение частотных регуляторов для управления системой электрических приводов насосных станций позволяет осуществлять плавные пуски и управлять потоком воды частотой вращения двигателя, а не механическими заслонками.

    Такой подход приводит к 40% экономии электроэнергии и продлению безаварийной работы оборудования.

    Типы асинхронных двигателей на насосных станциях

    В зависимости от необходимой мощности и условий эксплуатации на современных насосных станциях применяют асинхронные электродвигатели двух типов: короткозамкнутые и с фазным ротором.

    В агрегатах такого типа магнитное поле вращается с постоянной частотой, которая связана с этим показателем для входного тока силовой сети (стандартом является 50 Гц). При применении частотного регулятора входной показатель можно менять в широких пределах, плавно управляя оборотами двигателя. Такая система является прогрессивной и экономически оправданной. Частота вращения ротора отстает от статора на величину скольжения, которая составляет 0,012-0,06.

    Асинхронные агрегаты с короткозамкнутым ротором значительно дешевле электрических приводов других типов, но их применение возможно только для насосов небольшой мощности. Конструкция подразумевает прямой пуск без применения дополнительного оборудования, что значительно упрощает схему подключения и возможность автоматизации управления.

    При пуске таких электродвигателей наблюдается очень высокое значение токов. Так, при мощности 0,6 — 100 кВт и оборотах 750 – 3000 об/мин этот показатель может в 6 -7 раз превышать номинальный. Такие критические значения наблюдаются кратковременно и не очень опасны для обмоток агрегата, но резко понижают напряжение в сети. Падение напряжения может отключить другие важные потребители в аварийном порядке, если система не оснащена дополнительными элементами управления агрегатами. Такое падение напряжения в силовых сетях ограничивает применение электрооборудования такого типа до 100 кВт.

    Асинхронные электродвигатели с фазным ротором несколько дороже короткозамкнутых аналогов и их конструкция сложнее.

    Обмотка ротора выведена на наружный пусковой реостат через тройное кольцо, а контакт осуществляется при помощи скользящих щеток. При механическом регулировании перед пуском такого агрегата на реостате добавляют сопротивление, которое уменьшает силу пускового тока. По мере разгона сопротивление постепенно уменьшается. При достижении двигателем оборотов, близких к номинальным, сопротивление выводится, и агрегат начинает работать по схеме короткозамкнутого устройства.

    При пуске и разгоне электродвигателя с применением частотного регулятора плавность обеспечивает изменение частоты входного тока. Этот показатель контролируется процессором. Использование подобного устройства разгружает сети от ударных нагрузок и продлевает срок службы электрооборудования.

    Асинхронные двигатели изготавливаются в вертикальном и горизонтальном исполнении и применяются в зависимости от установки насосного оборудования. К корпусу насосов они крепятся болтами по фланцевым соединениям, а передача крутящего момента происходит через муфту. Охлаждение обмотки проводится вентилятором, закрепленным на валу ротора в кормовой части агрегата. Холодный воздух поступает как с кормовой, так и с носовой стороны.

    Для определенных условий эксплуатации разработаны различные модификации техники:

    с высоким пусковым моментом;

    с высокими энергетическими данными, комплектуют насосы для круглосуточной работы;

    схема облегченного пуска и др.

    Выбор определенного агрегата полностью зависит от особенностей эксплуатации системы.

    Остались вопросы?
    Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
    8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

    источник

    Насос и его двигатель. Насос-двигатель

    Насос и его двигатель. Насос-двигатель

    Мы каждый день узнаем о насоса что-нибудь новенькое, такое, о чем мы раньше, по многим причинам, и не задумывались. У нас есть насос, он прекрасно качает воду из источника, которой хватает на полив сада-огорода и пользование ею всеми членами семьи и на работу всей бытовой техники. Зачем нам знать еще больше об этом удивительном агрегате?

    Мы даже знаем сейчас, что каждый, в принципе, бытовой насос, в зависимости от его конструкции, можно использовать, как в качестве перекачивающего устройства, придав ему механическую энергию внешнего привода, так и в качестве двигателя, через который можно получить дополнительную энергию. Например, раскручивая ротор электродвигателя насоса струей поступающей жидкости, можно, при некотором изменении конструкции, получить источник электроэнергии в доме.

    Если взять более простые конструкции, то можно привести пример водяной мельницы, где двигателем и своеобразным механическим насосом можно рассматривать ее водное колесо. Многие, если не сказать, большинство гидронасосов имею возможность обратного применения.

    Но сейчас речь пойдет совсем о другом. Мы поговорим о стандартном применении гидронасосов и источниках энергии для них, которые применяются в бытовых и промышленных агрегатах перекачки воды. Мы будем говорить о самом выгодном виде механических двигателей для насосов – электродвигателях, которые имеют самое широкое распространение в насосах, как бытовых, так и во всех отраслях промышленности.

    Читайте также:  Установка японских двигателей на газ 24

    Асинхронный электродвигатель. Плюсы и минусы применения. Конструкции типов

    Положительные стороны от применения электродвигателей в работе насосов видны с первого раза: это частые включения (повторные пуски) двигателей в работу в зависимости от водных параметров в магистрали, малое энергопотребление, простота конструкций и выгодность производства, динамичность и малые размеры электродвигателей и многое другое.

    Мы разберем самый «выгодный» в производстве и простой в бытовом применении асинхронный электродвигатель (индукционный двигатель), как электрическую машину переменного тока с частотой вращения ротора меньшим по сравнению с частотой магнитного поля, которое создается токами в обмотке статора:

    Имеет относительно низкую цену;

    Надежен и неприхотлив при работе;

    Энерго- и эксплуатационно малозатратен;

    Имеет простой доступ к подключению в домашнюю электросеть без дополнительных преобразующих устройств;

    Нет необходимости регулировать частоту вращения ротора.

    Но при этом такие электромашины с асинхронным (индукционным) двигателем:

    Имеют низкий по силе пусковой момент;

    Большую величину пускового тока;

    Мощность с низким коэффициентом;

    Сложности с регулировкой скоростных характеристик ротора и отсутствие необходимой точности вращения;

    Скоростные характеристики вращения ротора ограничиваются частотными показателями сети (бытовая сеть имеет частоту в 50 Гц – двигатель может максимально развить обороты не более 3000 в минуту);

    Огромная (в квадрате) связь электромагнитного поля на статоре с напряжением в сети – при любом изменении напряжения в 2 раза, вращающий момент двигателя измениться в 4 раза, что намного хуже таких же показаний в электродвигателях на постоянном токе.

    Для людей далеких от всяких технических конструкций проведем легкий «ликбез»:

    Асинхронный электродвигатель имеет в своей конструкции статор (часть электромотора, которая находится в неподвижном, стабильном положении) и ротор (часть, которая вращается при подключении двигателя к сети), они разделены воздушным зазором и не соприкасаются между собой;

    Статорная обмотка является многофазной (3-хфазной), с проводниками равноудаленными один от другого на 120 градусов относительно оси вращения;

    Магнитное поле возникает в магнитопроводе статора, который меняет полярность под воздействием частоты тока проходящего по обмотке. Магнитопровод представляет собой пластины из электротехнической стали, собранных методом шихтовки в общий блок;

    Роторы в асинхронном двигателе могут быть конструктивно 2-х типов: короткозамкнутый и фазный. Их единственное различие – это исполнение обмотки на роторе, при аналогичном магнитопроводе как у статора.

    Короткозамкнутый ротор имеющий обмотку в виде «беличьего колеса» по аналогии конструкции, собирается из алюминиевых (иногда из меди или латуни) стержневых проводников, которые замкнуты с 2-мя торцевыми кольцами, проходя через специальные пазы в сердечнике ротора.

    У такого типа обмоток ротора при нерегулируемом пуске образуется не очень большой по величине пусковой момент, но требующий больших величин тока. Сейчас применяют в основном роторы с глубокими пазами для стержней, что позволяет увеличить сопротивление в обмотке и уменьшить величину пускового тока. Из-за таких недостатков раньше мало применяли короткозамкнутую схему обмотки ротора, но теперь при развитии линии частотных преобразователей многие фирмы достигли эффекта плавного пуска электродвигателей, регулируя наращивание частоты пускового тока.

    Так появились электромашины с короткозамкнутой схемой ротора со ступенчатым регулированием скорости вращения вала, появились многоскоростные электродвигатели с изменением числа пар полюсов в обмотке статора.

    Разновидностью асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором считаются двигатели с массивными роторами, где эта деталь механизма изготовлена полностью из ферромагнитного материала (стальной цилиндр) – это одновременно и магнитопровод и обмотка-проводник. Вращение ротора здесь происходит за счет создания индукции магнитного поля ротора, во взаимодействии с вихревыми токами магнитного потока статора. Такие конструкции намного проще изготавливать, следовательно они обходятся дешевле в производстве, имеют большую механическую прочность, что очень необходимо для машин с большой скоростью вращения и они имеют более высокую величину пускового момента.

    Принцип работы асинхронного электродвигателя с фазовым ротором

    Асинхронные электродвигатели с фазовым ротором допускают плавное регулирование скорости вращения вала ротора в широком диапазоне. Фазный ротор содержит в своей конструкции многофазную (3-хфазную) обмотку, выведенную на 2 контактных кольца, которые соединены с ротором единой конструкцией. Соединение с регулированной по величине напряжения электросетью происходит за счет графитовых или металлографитовых щеток, соприкасаемых с кольцами в единую цепь с обмотками ротора.

    В конструкцию управления работой ротора входят так же:

    Пускорегулирующий реостат, как активное сопротивление к каждой фазе;

    Дроссели индуктивности каждой фазы роторного узла, что, в конечном итоге, позволяет уменьшить пусковые токи и держит их на постоянном уровне;

    Дополнительны источник постоянного тока, что позволяет получать величины синхронной электромашины, то есть зависимость оборотов от частоты напряжения на ротора без разниц величин;

    Для управления скоростными характеристиками и электромагнитными полями на роторе включено питание установки от инвертора для машин с двойным питанием. Но возможно использовать эту конструкцию без помощи инвертора с заменой фазировки на противоположную от статорной.

    Возможны еще несколько вариантов электродвигателей для насосов. Например, трёхфазный коллекторный асинхронный двигатель с питанием со стороны ротора и другие электромашины.

    источник

    Добавить комментарий

    Adblock
    detector