水中ポンプ用のモーターの組み合わせ

Apr 25, 2024

水中ポンプは、ポンプで汲み上げる液体に部分的または完全に沈めても動作するように設計されたポンプです。 水中ポンプを実現するには、水中モーターが必要です。 水中モーターは通常、密閉されたモーター チャンバー内に収容されたかご型誘導型モーターです。 利用可能なテクノロジーはいくつかありますが、それぞれに独自の長所と短所があります。

モーターの正確なコンポーネントと構造はポンプの設計によって異なる場合がありますが、すべての設計で一貫しているコンポーネントがいくつかあります。

まず、すべてのモーターにはローターとステーターがあります。 ステーターは積層鋼鉄コアで構成され、その中にモーター巻線 (通常は絶縁された銅線またはアルミニウム線) が挿入されます。巻線はマグネット ワイヤーとも呼ばれます。 巻線コイルを所定の位置に保持し、絶縁体を充填するために、アセンブリ全体に樹脂が塗布されます。 ステータはモーターの固定部分であり、モーター ハウジングに永久的に取り付けられています。 ステーターはハウジングに押し込むか、ピンで固定するか、ハウジングをステーター上に熱収縮させることができます。 ローターはモーターの回転部分で、ステーターやモーター シャフトと同様の鋼の積層板が含まれています。 通常、水中ポンプでは、ポンプの端もモーター シャフト上に構築されているため、モーター シャフトはそれに対応するために長くなっています。 ローターはベアリングによってステーター内に吊り下げられています。 ベアリングは多くの場合高容量で、オイル潤滑またはグリース潤滑が可能です。 これらのベアリングはローターをステーター内の中心に置き、ローターがステーター内で回転できるようにし、それがポンプを駆動します。

水中モーターを他の電気モーターと区別するコンポーネントの 1 つはメカニカル シールです。 これらのシールは、ポンプで汲み上げられた液体からモーターを密閉するだけでなく、冷却液がモーターから漏れるのを防ぎます。 水中モーターで使用されるメカニカル シールのタイプはさまざまですが、より一般的なスタイルには、O リング スタイルのシールやカートリッジ シールなどがあります。

一般的に入手可能なシールを使用するメーカーもあれば、独自のデザインを採用しているメーカーもあります。 水中ポンプは 1 つのシールを使用できますが、ほとんどの設計では 2 つのシールを組み合わせて使用​​します。 これらのシールはシール チャンバー内に設置され、モーター ハウジングとポンプ ボリュートに取り付けられます。 多くのメーカーは、このシール チャンバーまたはモーター ハウジングのいずれかに、ある種の水分センサーを設置しています。 このセンサーは水を感知してシールの故障をチェックし、ポンプの安全機能として機能します。

水中モーターには、動力をポンプに伝達し、センサーをコントロール パネルに接続するために、シール接続を備えた 1 本または 2 本の防水ケーブルも必要です。 一部のメーカーは密閉用の圧縮グロメットを備えたプラグイン スタイルを採用していますが、他のメーカーでは、液体ポッティング コンパウンドで密閉されたモーター ハウジングの開口部にケーブルを通すタイプを採用しています。

最後に、モーターを何らかの媒体で満たし、何らかの方法で冷却する必要があります。 ここからデザインが変化し始めます。

水中電気モーターにはオイルまたは空気が充填されています。 油入りモーターは、主に潤滑剤として機能し、冷却を助ける誘電体油を使用します。 熱伝達の大部分はステーターとモーターハウジングの間で発生しますが、オイルはステーターからモーターハウジングへの熱も伝導します。 油入りモーターは通常、少なくとも部分的または完全に水没する必要があります。熱がモーター ハウジングに伝導した後、モーター ハウジングからポンプで送られる流体に熱を伝導する必要があるためです。 これを回避する方法はありますが、平均的なオイル充填モーターは空運転したり、空の用途に設置したりすることができないことを意味します。

オイル充填モーターには、継続的なベアリング潤滑や効果的な熱放散などの利点があります。 オイルがモーターの周りを循環するため、熱が分散され、ホットスポットが除去されます。 油入モーターは多くの場合サービスファクターが高いため、メーカーはより小さなモーター巻線を使用してモーターの定格を上げ、より高い出力電力を供給することができます。 ただし、油が充填されたモーターは、抗力のために空気が充填されたモーターよりも効率が低く、熱による損傷なしに長時間非水没状態で稼働することはできません。