Как соединить мотор с насосом

Муфты для насосов

Электродвигатель и насос — крепкая любовь через муфту.

Муфты насоса

Для обеспечения работоспособности концы валов двигателя и насоса должны надёжно соединяться. Элемент, обеспечивающий передачу крутящего момента, называется — муфтой . Учитывая, что в каждом конкретном случае оборудование работает в разных условиях, подбор муфт осуществляется индивидуально.

К факторам, влияющим на правильный выбор соединительного элемента, относят:

  • мощность двигателя;
  • частота вращения;
  • наличие вибрации;
  • соосность;
  • наличие постоянного или меняющегося угла между валами;
  • необходимость оперативного отключения соединения или регулирования жесткости сцепления;

В зависимости от типа соединения валов двигателя и насоса муфты делятся на такие категории:

  • глухие;
  • жесткие компенсирующие;
  • упругие компенсирующие;
  • управляемые.

Глухие муфты для насоса

К наиболее простому и максимально надёжному типу соединения валов мотора и насоса относят глухие муфты. Их задача заключается в обеспечении максимально прочного соединения. Такие приспособления устанавливают на моторах большой мощности. Обязательным условием использования таких муфт является идеальная соосность валов. Даже незначительное несовпадение осей приводит к появлению сильной вибрации, износу деталей, поломкам.

Самыми распространенными муфтами с глухим соединением для насосов являются втулочные и фланцевые. Первые имеют очень простую конструкцию, изготавливаются в виде цилиндрической обоймы, внутренний диаметр которой соответствует диаметру валов. Передача крутящего момента обеспечивается штифтами или шпоночной посадкой.

Фланцевая муфта состоит из двух половин – полумуфт. Сначала каждая из полумуфт насаживается через шпоночное соединение на концы валов, а затем плоскости фланцев соединяются между собой болтами.

Жесткие компенсирующие муфты двигателя насоса

Обеспечить работоспособность насосных агрегатов при условии незначительной несоосности или при наличии угла между осями мотора и насоса помогают жесткие компенсирующие муфты. Жесткими такие соединения называют лишь потому, что между рабочими частями элементов не имеется мягких пружинящих прокладок. Само по себе соединение жестким назвать нельзя, т.к. его элементы подвижны друг относительно друга.

Одна из разновидностей муфт – кулачково-дисковая. Между двумя жестко закреплёнными полумуфтами вставляется промежуточный диск. Передача крутящего момента от одного диска к другому обеспечивается наличием соединения типа «паз-гребень». При наличии небольшого осевого смещения свободно передвигающийся промежуточный диск компенсирует его.

Другая муфта привода насоса с жесткой компенсацией, предназначенная для передачи вращения между валами с угловым смещением — зубчатая. Конструкция муфты предусматривает:

  • две полумуфты с наружными зубьями;
  • обойма с внутренними зубьями.

Обладая возможностью изменения угла наклона оси полумуфты, по отношению к обойме, такой механизм может обеспечить передачу крутящего момента при наличии угла между валами.

Упругие компенсирующие соединительные муфты насоса

Для того, чтобы частично погасить вибрационные колебания и продлить ресурс работы подшипников валов насосов и электромоторов, используют муфты с упругими элементами.

Наиболее простой по конструкции и надёжной является муфта втулочно-пальцевого типа. По конструкции она напоминает жесткую фланцевую, полумуфты не приживаются жестко друг к другу, а в одной из них соединительные пальцы имеют эластичные прокладки.

Более сложной по конструкции является пружинная муфта. Кроме двух полумуфт, устанавливающихся на концах валов, между которыми находится пружина, муфта имеет защитный корпус. Корпус или кожух одновременно является хранилищем для смазочного материала. Концы пружины упираются в выступы на разных полумуфтах. Вал насоса начинает движение в тот момент, когда вал мотора, вращаясь, сожмёт пружину и та, в свою очередь, передаст усилие на вторую полумуфту.

Сцепные или управляемые муфты

Если в процессе работы насосного агрегата возникает необходимость останавливать перекачку при работающем двигателе, сделать это можно с помощью сцепной или управляемой муфты. Существует несколько разновидностей муфт с управляемым соединением, а самыми распространенными являются муфты жесткого сцепления и фрикционные. Жесткие муфтовые сцепления обеспечиваются кулачковыми и зубчатыми полумуфтами.

В первом случае полумуфты валов имеют на соприкасающихся поверхностях кулачки, которые при сближении входят в прочное соединение и передают вращение. Между полумуфтами устанавливается эластичный элемент — «звездочка» которая гасит толчки и делает запуск более плавным. Упругие звездочки бывают разных цветов в зависимости от ее жесткости и рабочей температуры.

Зубчатые муфты работают по такому же принципу, но в зацепление входят внутренние зубы одной полумуфты и наружные другой. Для жестких соединений характерно резкое зацепление. Такое соединение при большой частоте вращения ведущего вала невозможно. Для смягчения процесса зацепления устройства оборудуют синхронизаторами.

Максимально плавные включение и выключение зацепления валов обеспечивают фрикционные муфты. Принцип их действия основан на использовании силы трения. Соприкасающиеся поверхности двух полумуфт имеют покрытие, которое позволяет им проскальзывать. Чем сильнее полумуфты приживаются друг к другу, тем прочнее соединение. Это позволяет валу насоса плавно набрать частоту вращения. Фрикционные муфты в зависимости от конструкции могут быть однодисковыми, многодисковыми, конусными.

Источник

Схемы подключения электродвигателя к электропитанию

Практически ежедневно мы сталкиваемся с одним и тем же вопросом от наших клиентов: «как подключить электродвигатель к сети питания?»

Самый простой и надежный способ – обратиться к нормальному электрику и не экономить на этом, т.к. зачастую, пытаясь сэкономить, приглашают «дядю Васю», или других отзывчивых «специалистов», которые рядом, но на самом деле слабо понимают, что происходит.
В лучшем случае, эти «профи» звонят и спрашивают – правильно ли я подключаю. Тут ещё есть шанс не спалить двигатель. Сразу становится понятна квалификация «электрика», когда задают такие вопросы, от которых можно просто впасть в ступор (так как именно этому и учат электриков).

Например:
— зачем шесть контактов в двигателе?
— а почему контактов всего три?
— что такое «звезда» и «треугольник»?
— а почему, когда я подключаю трехфазный насос и ставлю поплавковый выключатель, который рвёт одну фазу, двигатель не останавливается?
— а как измерить ток в обмотках?
— что такое пускатель?
и т.п.

Если ваш электрик задаёт такие вопросы, то нужно его отправить туда, откуда он пришёл. Иначе всё закончится сгоревшим электродвигателем, потерей денег, времени, дорогостоящим ремонтом. Давайте попробуем разобраться в схемах подключения электродвигателя к электропитанию.
Для начала нужно понимать, что существуют несколько популярных типов сетей переменного тока:

1. Однофазная сеть 220 В,
2. Трехфазная сеть 220 В (обычно используется на кораблях),
3. Трехфазная сеть 220В/380В,
4. Трехфазная сеть 380В/660В.
Есть ещё на напряжение 6000В и некоторые другие редкие, но их рассматривать не будем.

В трёхфазной сети обычно есть 4 провода (3 фазы и ноль). Может быть ещё отдельный провод «земля». Но бывают и без нулевого провода.

Как определить напряжение в вашей сети?
Очень просто. Для этого нужно измерить напряжение между фазами и между нулём и фазой.

В сетях 220/380 В напряжение между фазами (U1, U2 и U3) будет равно 380 В, а напряжение между нолём и фазой (U4, U5 и U6) будет равно 220 В.
В сетях 380/660В напряжение между любыми фазами (U1, U2 и U3) будет равно 660В, а напряжение между нулем и фазой (U4, U5 и U6) будет равно 380 В.

Возможные схемы подключения обмоток электродвигателей

Асинхронные электродвигатели имеют три обмотки, каждая из которых имеет начало и конец и соответствует своей фазе. Системы обозначения обмоток могут быть разными. В современных электродвигателях принята система обозначения обмоток U, V и W, а их выводы обозначают цифрой 1 начало обмотки и цифрой 2 – её конец, то есть обмотка U имеет два вывода: U1 и U2, обмотка V – V1 и V2, а обмотка W – W1 и W2.

Однако до сих пор ещё в эксплуатации находятся старые асинхронные двигатели, сделанные во времена СССР и имеющие старую советскую систему маркировки. В них начала обмоток обозначаются C1, C2, C3, а концы — C4, C5, C6. Значит, первая обмотка имеет выводы C1 и C4, вторая — C2 и C5, а третья — C3 и C6.

Обмотки трёхфазных электродвигателей можно подключать по двум различным схемам: звездой (Y) или треугольником (Δ).

Подключение электродвигателя по схеме звезда

Название схемы подключения обусловлено тем, что при соединении обмоток по данной схеме (см. рисунок справа), визуально это напоминает трёхлучевую звезду.

Как видно из схемы подключения электродвигателя, все три обмотки своим одним концом соединены вместе. При таком подключении (сеть 220/380 В), к каждой обмотке отдельно подходит напряжение 220 В, а к двум обмоткам, соединённым последовательно, – напряжение 380 В.

Основным преимуществом подключения электродвигателя по схеме звезда являются небольшие пусковые токи, так как напряжение питания 380 В (межфазное) потребляют сразу 2 обмотки, в отличие от схемы «треугольник». Но при таком подключении мощность питаемого электродвигателя ограничена (главным образом из экономических соображений): обычно по звезде включают относительно слабые электродвигатели.

Подключение электродвигателя по схеме треугольник

Название этой схемы также идёт от графического изображения (см. правый рисунок):

Как видно из схемы подключения электродвигателя – «треугольник», обмотки подключаются последовательно друг к другу: конец первой обмотки соединяется с началом второй и так далее.

То есть к каждой обмотке будет приложено напряжение 380 В (при использовании сети 220/380 В). В этом случае по обмоткам течёт больший ток, по треугольнику обычно включают двигатели большей мощности, чем при соединении по звезде (от 7,5 кВт и выше).

Подключение электродвигателя к трёхфазной сети на 380 В

Последовательность действий такова:

1. Для начала выясняем, на какое напряжение рассчитана наша сеть.
2. Далее смотрим на табличку, которая есть на электродвигателе, она может выглядеть так (звезда Y /треугольник Δ):

3. После идентификации параметров сети и параметров электрического подключения электродвигателя (звезда Y /треугольник Δ), переходим к физическому электрическому подключению электродвигателя.
4. Чтобы включить трёхфазный электродвигатель, нужно одновременно подать напряжение на все 3 фазы.
Достаточно частая причина выхода из строя электродвигателя – работа на двух фазах. Это может произойти из-за неисправного пускателя, или при перекосе фаз (когда напряжение в одной из фаз сильно меньше, чем в двух других).
Есть 2 способа подключения электродвигателя:
— использование автоматического выключателя или автомата защиты электродвигателя

Эти устройства при включении подают напряжение сразу на все 3 фазы. Мы рекомендуем ставить именно автомат защиты электродвигателя серии MS, так как его можно настроить в точности на рабочий ток электродвигателя, и он будет чутко отслеживать его повышение в случае перегрузки. Это устройство в момент пуска даёт возможность некоторое время работать на повышенном (пусковом) токе, не отключая двигатель.
Обычный же автомат защиты требуется ставить с превышением номинального тока электродвигателя, с учётом пускового тока (в 2-3 раза выше номинала).
Такой автомат может отключить двигатель только в случае КЗ или его заклинивания, что часто не обеспечивает нужной защиты.

— использование пускателя

Пускатель представляет собой электромеханический контактор, который замыкает каждую фазу с соответствующей обмоткой электродвигателя.
Привод механизма контактора осуществляется с помощью электромагнита (соленоида).

Устройство электромагнитного пускателя:

Магнитный пускатель устроен достаточно просто и состоит из следующих частей:

(1) Катушка электромагнита
(2) Пружина
(3) Подвижная рама с контактами (4) для подключения питания сети (или обмоток)
(5) Контакты неподвижные для подключения обмоток электродвигателя (сети питания).

При подаче питания на катушку, рама (3) с контактами (4) опускается и замыкает свои контакты на соответствующие неподвижные контакты (5).

Типовая схема подключения электродвигателя с использованием пускателя:

При выборе пускателя следует обращать внимание на напряжение питания катушки магнитного пускателя и покупать его в соответствии с возможностью подключения к конкретной сети (например, если у вас есть только 3 провода и сеть на 380 В, то катушку нужно брать на 380 В, если у вас сеть 220/380 В, то катушка может быть и на 220 В).

5. Проконтролировать, в правильную ли сторону крутится вал.
Если требуется изменить направление вращения вала электродвигателя, то нужно просто поменять местами любые 2 фазы. Это особенно важно при запитывании центробежных электронасосов, имеющих строго определённое направление вращения рабочего колеса

Как подключить поплавковый выключатель к трёхфазному насосу

Из всего вышеописанного становится понятно, что для управления трёхфазным электродвигателем насоса в автоматическом режиме с использованием поплавкового выключателя НЕЛЬЗЯ просто разрывать одну фазу, как это делается с монофазными двигателями в однофазной сети.

Самый простой способ – использовать для автоматизации магнитный пускатель.
В этом случае достаточно поплавковый выключатель встроить последовательно в цепь питания катушки пускателя. При замыкании цепи поплавком будет замыкаться цепь катушки пускателя, и включаться электродвигатель, при размыкании – будет отключаться питание электродвигателя.

Подключение электродвигателя к однофазной сети 220 В

Обычно для подключения к однофазной сети 220В используются специальные двигатели, предназначенные для подключения именно к такой сети, и вопросов с их питанием не возникает, т.к. для этого просто требуется вставить вилку (большинство бытовых насосов оснащены стандартной вилкой Шуко) в розетку

Иногда требуется подключение трехфазного электродвигателя к сети 220 В (если, например, нет возможности провести трехфазную сеть).

Максимально возможная мощность электродвигателя, который можно включить в однофазную сеть 220 В, составляет 2,2 кВт.

Самый простой способ – подключить электродвигатель через частотный преобразователь, рассчитанный на питание от сети 220 В.

Следует помнить, что частотный преобразователь на 220 В, выдает на выходе 3 фазы по 220 В. То есть подключить к нему можно только электродвигатель, который имеет напряжение питания на 220 В трёхфазной сети (обычно это двигатели с шестью контактами в распаячной коробке, обмотки которых можно подключить как по звезде, так и по треугольнику). В данном случае требуется подключение обмоток по треугольнику.

Возможно ещё более простое подключение трехфазного электродвигателя в сеть 220 В с использованием конденсатора, но такое подключение приведёт к потере мощности электродвигателя приблизительно на 30%. Третья обмотка запитывается через конденсатор от любой другой.

Данный тип подключения мы рассматривать не будем, так как нормально с насосами такой способ не работает (либо при старте двигатель не запускается, либо электродвигатель перегревается из-за снижения мощности).

Использование частотного преобразователя

В настоящее время достаточно активно все стали применять частотные преобразователи для управления частотой вращения (оборотами) электродвигателя.

Это позволяет не только экономить электроэнергию (например, при использовании частотного регулирования насосов для подачи воды), но и управлять подачей насосов объёмного типа, превращая их в дозировочные (любые насосы объёмного принципа действия).

Но очень часто при использовании частотных преобразователей не обращают внимания на некоторые нюансы их применения:

— регулировка частоты, без доработки электродвигателя, возможна в пределах регулировки частоты +/- 30% от рабочей (50 Гц),
— при увеличении частоты вращения более 65 Гц требуется замена подшипников на усиленные (сейчас с помощью ЧП возможно поднять частоту тока до 400 Гц, обычные подшипники просто разваливаются на таких скоростях),
— при уменьшении частоты вращения встроенный вентилятор электродвигателя начинает работать неэффективно, что приводит к перегреву обмоток.

Из-за того, что не обращают внимания при проектировании установок на такие «мелочи», очень часто электродвигатели выходят из строя.

Для работы на низкой частоте ОБЯЗАТЕЛЬНО требуется установка дополнительного вентилятора принудительного охлаждения электродвигателя.

Вместо крышки вентилятора устанавливается вентилятор принудительного охлаждения (см. фото). В этом случае, даже при снижении оборотов вала основного двигателя,
дополнительный вентилятор обеспечит надёжное охлаждение электродвигателя.

Мы имеем большой опыт модернизации электродвигателей для работы на низкой частоте.
На фото можно видеть винтовые насосы с дополнительными вентиляторами на электродвигателях.

Данные насосы используются в качестве дозирующих насосов на пищевом производстве.

Надеемся, что данная статья поможет вам правильно подключить электродвигатель к сети самостоятельно (ну или хотя бы понять, что перед вами не электрик, а «специалист широкого профиля»).

Источник

Читайте также:  Зонгшен лодочный мотор регулировка карбюратора
Поделиться с друзьями