В консольном центробежном насосе воду перекачивает рабочее колесо, но именно электродвигатель определяет, с какой скоростью оно вращается, в какой точке своей характеристики работает насос и какой ток потребляется из сети при пуске. На этой странице рассказано, как подобрать трёхфазный асинхронный двигатель для горизонтального центробежного насоса и как он соединяется с насосом. Обзор всех типов насосов — на главной странице Электродвигатели для насосов.

Электродвигатель HEM Motor, соединённый муфтой с консольным центробежным насосом на раме
В горизонтальном центробежном насосе двигатель либо соединяется муфтой на общей раме, либо крепится фланцем в моноблочном исполнении.

Рама с муфтой или моноблок: два варианта соединения

Горизонтальные центробежные насосы соединяются с двигателем двумя способами. В первом насос и двигатель устанавливаются по отдельности на одну стальную раму, а валы связываются упругой муфтой. Двигатель на лапах (B3); поскольку у насоса есть собственный подшипниковый узел, осевое усилие рабочего колеса не передаётся на подшипники двигателя.

Второй вариант — моноблок: спиральный корпус насоса крепится болтами к фланцу двигателя, а рабочее колесо сидит прямо на валу двигателя или на коротком удлинителе, закреплённом на нём. Без рамы и муфты экономится место, и центровка не нужна. Зато гидравлическое усилие и вес колеса воспринимают подшипники двигателя; фланец и конец вала должны соответствовать габаритному чертежу производителя насоса. Для такого соединения применяется исполнение B5 или B35 (на лапах с фланцем); подробнее на странице фланцевые электродвигатели.

Как характеристика насоса и рабочая точка влияют на двигатель

У каждого центробежного насоса есть характеристика — зависимость напора от подачи при постоянной частоте вращения. Трубы, задвижки и разность уровней между двумя резервуарами задают собственную характеристику сети. Точка пересечения двух кривых — рабочая точка; двигатель отдаёт ту мощность, которая нужна насосу для подачи воды в этой точке.

У большинства насосов с радиальным колесом мощность на валу растёт с увеличением подачи. Поэтому двигатель оценивают не только по расчётной точке, но и по самой правой точке, куда насос реально может сместиться. Насос, впервые заполняющий пустую линию или работающий на прорванную трубу, уходит в конец характеристики, и двигатель потребляет повышенный ток. Если жидкость плотнее воды, мощность возрастает в той же пропорции. Линия мощности на характеристиках производителя насоса — самые надёжные данные для выбора двигателя.

Регулирование частоты вращения вместо дросселирования

Традиционный способ уменьшить подачу — прикрыть задвижку на напорной линии. Характеристика сети становится круче, насос подаёт меньше воды; но часть создаваемого давления превращается в задвижке в тепло, а насос может уйти от точки наилучшего КПД.

При снижении частоты вращения преобразователем частоты опускается сама характеристика насоса. По законам подобия подача меняется пропорционально частоте вращения, напор — пропорционально её квадрату, а мощность на валу — примерно пропорционально кубу. Поэтому на линиях с меняющимся в течение дня расходом предпочитают регулирование скорости. В системах с большим статическим напором ниже определённой скорости насос перестаёт подавать воду; минимальную частоту задают на стадии проекта.

Наши трёхфазные серии подходят для регулирования скорости с преобразователем частоты; при длительной работе на низкой скорости с полным моментом может потребоваться независимый вентилятор. При длинном кабеле между преобразователем и двигателем рассматривают dv/dt- или синусный фильтр; укажите эти условия в заказе. Подробнее: электродвигатели для работы с преобразователем частоты.

2 полюса или 4 полюса?

Рабочее колесо насоса рассчитано на определённую частоту вращения; скорость двигателя должна совпадать со скоростью, указанной на табличке насоса. В сети 50 Гц двухполюсные двигатели относятся к классу синхронной скорости 3000 об/мин, четырёхполюсные — к классу 1500 об/мин, а под нагрузкой они вращаются немного медленнее. Например, в классе 5,5 кВт номинальная скорость модели 132S1-2 — 2930 об/мин, модели 132S-4 — 1460 об/мин. При одинаковой мощности номинальный момент четырёхполюсного двигателя (36 Н·м) примерно вдвое больше, чем у двухполюсного (17,9 Н·м).

Вращение насоса с половинной скоростью снижает подачу примерно вдвое, а напор — вчетверо. Поэтому двигатель, выбранный для 2-полюсного насоса, нельзя заменить 4-полюсным; обратная замена перегружает колесо и уплотнение. В целом небольшие насосы с высоким напором работают с 2-полюсными двигателями, а насосы большой подачи или с тяжёлыми условиями всасывания — с 4-полюсными. Окончательное решение определяется характеристикой производителя насоса.

NPSH и роль частоты вращения на всасывании

NPSH выражает запас давления на входе насоса, необходимый, чтобы жидкость не вскипала. Значение, которое обеспечивает установка (NPSHa), зависит от высоты всасывания, потерь во всасывающей трубе и температуры жидкости; требуемое насосом значение (NPSHr) приводится в его характеристиках. Если NPSHa не превышает NPSHr с достаточным запасом, начинается кавитация: в насосе слышен шум, будто внутри перекатывается гравий, подача падает, поверхность колеса разрушается.

Для двигателя важно, что NPSHr растёт с частотой вращения. Подача того же расхода меньшим 2-полюсным насосом может ухудшить условия всасывания.

Центровка муфты и первый пуск

В насосах с муфтой вал двигателя и вал насоса должны лежать на одной оси — без параллельного и углового смещения. Упругая муфта допускает небольшую несоосность, но не устраняет её; вызванная ею вибрация изнашивает сначала упругий элемент муфты, затем подшипники и торцевое уплотнение. Допустимые значения приводятся в документации производителей муфты и насоса.

  • Все четыре лапы двигателя должны полностью опираться на раму; лапу с зазором («мягкую лапу») устраняют подкладками до центровки индикаторами или лазером.
  • Всасывающий и напорный трубопроводы не должны нагружать насос своим весом; напряжения в трубах позже нарушают центровку.
  • У насосов, перекачивающих горячую жидкость, центровку проверяют повторно после выхода на рабочую температуру.
  • Направление вращения сверяют со стрелкой на спиральном корпусе; если оно обратное, меняют местами две фазы питания. Насос никогда не запускают всухую.

Двигатель на линиях горячей воды и циркуляции

Циркуляционные насосы систем отопления, технологического нагрева и охлаждающей воды работают месяцами без остановки; решающее значение имеет температура обмотки и подшипников в продолжительном режиме. Если в котельной охлаждающий воздух у двигателя горячий, укажите это в заказе.

Тепло горячей жидкости идёт к двигателю через спиральный корпус и вал. В исполнении с муфтой этот эффект слабый, так как между ними находится подшипниковый узел насоса; в моноблоке передний подшипниковый щит и подшипник двигателя нагреваются сильнее. В сырых насосных с сезонными простоями в обмотке может образовываться конденсат; антиконденсатный нагреватель и датчик обмотки PTC/PT100 доступны как опции заказа. Для инженерных систем зданий полезна также страница двигатели для отрасли HVAC.

Подбор двигателя по компоновке насоса

Компоновка насосаСоединение двигателяНа что обратить вниманиеПример модели HEM
Консольный насос с муфтой на рамеДвигатель B3 на лапах, упругая муфтаВысота оси, центровка, мощность в конце характеристики15 кВт, 160M2-2 чугун (2945 об/мин)
Моноблочный насосФланцевый двигатель B5 или B35Размер фланца и конца вала, нагрузка на подшипники5,5 кВт, 132S1-2 алюминий (2930 об/мин)
Циркуляционный насос горячей водыДвигатель B3, муфтаПродолжительный режим, температура среды, конденсат5,5 кВт, 132S-4 алюминий (1460 об/мин)
Консольный насос большой подачиДвигатель B3, муфта с проставкойЗапас NPSH, способ пуска, 4 полюса30 кВт, 200L-4 чугун (1475 об/мин)

Модели в таблице приведены как примеры; окончательный выбор зависит от характеристики насоса, требуемой частоты вращения, монтажного исполнения и условий работы. Размеры фланца и вала подтверждаются при заказе.

Что сообщить нам перед заказом

Чтобы быстро подобрать нужный двигатель, сообщите: тип насоса и машину или установку, которую он обслуживает, требуемую мощность (кВт), частоту вращения (об/мин), напряжение сети, монтажное исполнение (B3, B5, B35…) и количество. Фото таблички насоса и таблички снятого двигателя — самый короткий путь; на странице о фото заводской таблички рассказано, как это сделать.

Все модели в алюминиевом и чугунном корпусе представлены с ценами в разделе купить электродвигатель; двигатели, поставляемые со склада, отгружаются с нашего склада в Турции. По вопросам проектов свяжитесь с нами через страницу контактов.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли установить стандартный двигатель на моноблочный насос?

Да, если фланец и конец вала соответствуют размерам, которые требует насос. Некоторые моноблочные насосы используют удлинённый или специально обработанный вал; в таком случае стандартный вал может не подойти. Приложите к заказу габаритный чертёж насоса или фото таблички старого двигателя.

Правильно ли снижать ток двигателя, прикрывая задвижку?

Ток падает, потому что падает подача; но при приближении к левому краю характеристики нагрев и вибрация насоса могут возрасти, а часть давления теряется в задвижке. Если расход постоянно меняется в течение дня, регулирование скорости — более подходящее решение.

Что будет, если подключить двигатель 1450 об/мин к насосу на 2900 об/мин?

Насос даст примерно половину подачи и четверть напора; в большинстве установок вода не дойдёт до нужной точки. Всегда выбирайте частоту вращения двигателя по табличке насоса.

Влияет ли кавитация на двигатель?

На обмотку напрямую не влияет, но вибрация через вал и муфту доходит до подшипников двигателя. Если слышен шум кавитации, нужно проверить всасывающую линию и запас NPSH; замена двигателя проблему не решит.