Что такое УЭЦН и с чем его едят? Часть третья. Двигатель.
Первая часть
Вторая часть
Дальше? что там у нас по списку? Погружной электродвигатель или ПЭД.
Как я уже говорил - это обычный асинхронный электродвигатель, только тонкий и длинный, и маслозаполненый. Он нужен для того, что бы вращать вал насоса (иначе, зачем все это нужно?)
У асинхронного двигателя есть статор и ротор.
Статор это набранная из отдельных листочков специальной электротехнической стали такая длинная колбаса с 12, 18 тью или 24 пазами (секторными вырезами) и центральным отверстием. Получается такая нашинкованная толстостенная труба, с одним центральным отверстием под ротор и, например, с 18-тью пазовыми отверстиями под обмотку. В этих пазах укладывается обмотка статора (специальным высокотемпературным проводом). Так как двигатель трехфазный, то на каждую фазу приходится по 6 пазов или по три катушки (катушка - это два паза). Витков - может быть очень много (ну например 93 витка на фазу). Двигатели мотают при помощи специальных спиц, протаскивая виток за витком. Это очень кропотливая работа. Комбинация различной длины двигателя, диаметра провода и количества витков позволяет получать различные по мощности двигатели. После намотки обмотка двигателя пропитывается специальным лаком. Двигатели, так же как и насосы, имеют различные габариты (диаметр) 96, 103, 117, 123, 130 мм (есть и другие, но они редкие). Основные габариты - это 103 и 117 мм.
Ротор - это вал, на который как бусы последовательно надеты пакеты роторов и подшипники. Каждый пакет, а это цилиндр длинной 300-350 мм и диаметром 50-56 мм, так же набран из отдельных листочков электротехнической стали, с пазам под медные стержни. Таких медных стержней обычно 25. Эти стержни по краям пакета замыкаются специальными медными крайними листами и наглухо спаиваются. Получается такое медное беличье колесо, заполненное листочками электротехнической стали. Таких пакетов в двигателе может быть от 2 до 66 (в трехсекционных мощных ПЭД). Ротор вставляется в статор и очень легко там вращается. Внутри статора есть специальные пазы, в которые вставляются стопора подшипников (подпружиненные пластинки), которые фиксируют корпус подшипника от проворота. Так как эти подшипники находятся внутри мощного электромагнитного поля, создаваемого обмоткой статора, то делают их из специальных немагнитных материалов. Если сделать подшипник из обычной стали - мы получим вместо подшипника короткозамкнутый виток внутри статора - а он будет очень сильно нагреваться. Сверху ПЭД - головка с узлом токоввода (штекер, куда мы подсоединяем кабель) и узлом пяты. Узел пяты - это опорный подшипник скольжения, который делается из специальной керамики - он нужен для того, что бы вал на чем то висел и не падал на основание ПЭД. В основании (низ двигателя) расположен фильтр, который внутренней полостью соединен с валом. В валу ПЭД есть осевое отверстие на всю длину, через которое прокачивается масло. Масло прокачивается не просто так, а при помощи турбинки, расположенной вверху вала. Так вот - масло проходит через фильтр, попадает в вал, поднимается по нему, по пути смазывая подшипники (в валу есть радиальные сверления напротив каждого подшипника), раскидывается турбинкой в верхней полости двигателя и стекает по обмоткам вниз, попутно охлаждая их. Масло очень специальное, дюже жидкое и дюже изоляционное (например, 2,5 мм масла держит 40-60 киловольт напряжения). Секционные двигатели состоят из двух или трех секций, соединяемых узлами секционирования (специальные основания и головки с электроштеккерами). В секционных двигателях обмотки соединяются последовательно. Обмотки двигателя в итоге (три фазы) соединяются в звезду (то есть три фазы объединены в одну точку - от которой делается специальный отвод для присоединения ТМС). Узел токоввода - специальная трехфазная розетка в которую вставляется штекер кабеля (муфта по другому). Валы имеют шлицевые концы и соединяются при помощи шлицевых муфт.
Когда подается напряжение на одну из фаз (а оно по очереди подается так а-в-с-а-в-с-а-в-с и т.д.) в обмотке статора создается электромагнитное поле, которое взаимодействует со стержнями ротора, так как ротор - короткозамкнутый - в его стержнях создается очень большой ток. Так как ток - это реакция на сопротивление - ротору не нравится большой ток в нем созданный, и он пытается убежать от электромагнитного поля статора (проворачивается). А тут фаза переключается - и уже надо убегать от другой фазы, а тут еще раз переключается - и опять бежать… и вот так вот, убегая от электромагнитного поля ротор вращается. А так пакет ротора закреплен на валу (при помощи шпонки) - ему приходится вращать за собой вал, а вслед за ним и вал насоса, и ступени, и поднимать жидкость… Вот так вот электричество преобразовывается во вращение. А асинхронный он потому что чуть-чуть все время отстает от переключения напряжения в фазах (3000 оборотов напряжения в минуту) примерно на 5%. Эти 5% мы называем «скольжение»
Двигатель характеризуется мощностью и габаритом. У каждого габарита и мощности есть свои номинальные напряжения и токи. Есть еще всякие хитрые параметры типа КПД, косинуса фи, вышеупомянутого скольжения, но они нужны только для тестирования. Так вот. На каждом двигателе обязательно есть табличка, на которой кроме номера и типа (мощности и габарита) указаны еще его ток, напряжение, масса, дата выпуска. Эти параметры дублируются ударным шрифтом и на корпусе статора (так как это основной узел ПЭД).
Возьмем для примера какой-нибудь ПЭД, ну пусть ПЭД 45-117. Это двигатель имеет мощность 45 кВт, диаметр 117 мм, у него напряжение 1400 В, ток 27 А. Почему 1400?? Почему не стандартные 380? Это все для того, что бы экономит электроэнергию и кабель. Так как кабельная линия очень длинная - передавать через нее большой ток - значит половину выкидывать. А можно увеличить напряжение и уменьшить ток - тогда можно передать большую мощность на большое расстояние с минимальными потерями и по тонкому кабелю. Дальше я расскажу про то, как при помощи увеличения напряжения можно экономить электроэнергию, но пока про стандартные ПЭД.
Все ПЭД рассчитаны на работу при различных частотах питания (обычно от 40 до 70 Гц), соответственно и на разных частотах вращения. На 50 Гц вал двигателя вращается со скоростью 2850 об/минуту (за счет скольжения).
Четвертая часть
Вторая часть
Дальше? что там у нас по списку? Погружной электродвигатель или ПЭД.
Как я уже говорил - это обычный асинхронный электродвигатель, только тонкий и длинный, и маслозаполненый. Он нужен для того, что бы вращать вал насоса (иначе, зачем все это нужно?)
У асинхронного двигателя есть статор и ротор.
Статор это набранная из отдельных листочков специальной электротехнической стали такая длинная колбаса с 12, 18 тью или 24 пазами (секторными вырезами) и центральным отверстием. Получается такая нашинкованная толстостенная труба, с одним центральным отверстием под ротор и, например, с 18-тью пазовыми отверстиями под обмотку. В этих пазах укладывается обмотка статора (специальным высокотемпературным проводом). Так как двигатель трехфазный, то на каждую фазу приходится по 6 пазов или по три катушки (катушка - это два паза). Витков - может быть очень много (ну например 93 витка на фазу). Двигатели мотают при помощи специальных спиц, протаскивая виток за витком. Это очень кропотливая работа. Комбинация различной длины двигателя, диаметра провода и количества витков позволяет получать различные по мощности двигатели. После намотки обмотка двигателя пропитывается специальным лаком. Двигатели, так же как и насосы, имеют различные габариты (диаметр) 96, 103, 117, 123, 130 мм (есть и другие, но они редкие). Основные габариты - это 103 и 117 мм.
Ротор - это вал, на который как бусы последовательно надеты пакеты роторов и подшипники. Каждый пакет, а это цилиндр длинной 300-350 мм и диаметром 50-56 мм, так же набран из отдельных листочков электротехнической стали, с пазам под медные стержни. Таких медных стержней обычно 25. Эти стержни по краям пакета замыкаются специальными медными крайними листами и наглухо спаиваются. Получается такое медное беличье колесо, заполненное листочками электротехнической стали. Таких пакетов в двигателе может быть от 2 до 66 (в трехсекционных мощных ПЭД). Ротор вставляется в статор и очень легко там вращается. Внутри статора есть специальные пазы, в которые вставляются стопора подшипников (подпружиненные пластинки), которые фиксируют корпус подшипника от проворота. Так как эти подшипники находятся внутри мощного электромагнитного поля, создаваемого обмоткой статора, то делают их из специальных немагнитных материалов. Если сделать подшипник из обычной стали - мы получим вместо подшипника короткозамкнутый виток внутри статора - а он будет очень сильно нагреваться. Сверху ПЭД - головка с узлом токоввода (штекер, куда мы подсоединяем кабель) и узлом пяты. Узел пяты - это опорный подшипник скольжения, который делается из специальной керамики - он нужен для того, что бы вал на чем то висел и не падал на основание ПЭД. В основании (низ двигателя) расположен фильтр, который внутренней полостью соединен с валом. В валу ПЭД есть осевое отверстие на всю длину, через которое прокачивается масло. Масло прокачивается не просто так, а при помощи турбинки, расположенной вверху вала. Так вот - масло проходит через фильтр, попадает в вал, поднимается по нему, по пути смазывая подшипники (в валу есть радиальные сверления напротив каждого подшипника), раскидывается турбинкой в верхней полости двигателя и стекает по обмоткам вниз, попутно охлаждая их. Масло очень специальное, дюже жидкое и дюже изоляционное (например, 2,5 мм масла держит 40-60 киловольт напряжения). Секционные двигатели состоят из двух или трех секций, соединяемых узлами секционирования (специальные основания и головки с электроштеккерами). В секционных двигателях обмотки соединяются последовательно. Обмотки двигателя в итоге (три фазы) соединяются в звезду (то есть три фазы объединены в одну точку - от которой делается специальный отвод для присоединения ТМС). Узел токоввода - специальная трехфазная розетка в которую вставляется штекер кабеля (муфта по другому). Валы имеют шлицевые концы и соединяются при помощи шлицевых муфт.
Когда подается напряжение на одну из фаз (а оно по очереди подается так а-в-с-а-в-с-а-в-с и т.д.) в обмотке статора создается электромагнитное поле, которое взаимодействует со стержнями ротора, так как ротор - короткозамкнутый - в его стержнях создается очень большой ток. Так как ток - это реакция на сопротивление - ротору не нравится большой ток в нем созданный, и он пытается убежать от электромагнитного поля статора (проворачивается). А тут фаза переключается - и уже надо убегать от другой фазы, а тут еще раз переключается - и опять бежать… и вот так вот, убегая от электромагнитного поля ротор вращается. А так пакет ротора закреплен на валу (при помощи шпонки) - ему приходится вращать за собой вал, а вслед за ним и вал насоса, и ступени, и поднимать жидкость… Вот так вот электричество преобразовывается во вращение. А асинхронный он потому что чуть-чуть все время отстает от переключения напряжения в фазах (3000 оборотов напряжения в минуту) примерно на 5%. Эти 5% мы называем «скольжение»
Двигатель характеризуется мощностью и габаритом. У каждого габарита и мощности есть свои номинальные напряжения и токи. Есть еще всякие хитрые параметры типа КПД, косинуса фи, вышеупомянутого скольжения, но они нужны только для тестирования. Так вот. На каждом двигателе обязательно есть табличка, на которой кроме номера и типа (мощности и габарита) указаны еще его ток, напряжение, масса, дата выпуска. Эти параметры дублируются ударным шрифтом и на корпусе статора (так как это основной узел ПЭД).
Возьмем для примера какой-нибудь ПЭД, ну пусть ПЭД 45-117. Это двигатель имеет мощность 45 кВт, диаметр 117 мм, у него напряжение 1400 В, ток 27 А. Почему 1400?? Почему не стандартные 380? Это все для того, что бы экономит электроэнергию и кабель. Так как кабельная линия очень длинная - передавать через нее большой ток - значит половину выкидывать. А можно увеличить напряжение и уменьшить ток - тогда можно передать большую мощность на большое расстояние с минимальными потерями и по тонкому кабелю. Дальше я расскажу про то, как при помощи увеличения напряжения можно экономить электроэнергию, но пока про стандартные ПЭД.
Все ПЭД рассчитаны на работу при различных частотах питания (обычно от 40 до 70 Гц), соответственно и на разных частотах вращения. На 50 Гц вал двигателя вращается со скоростью 2850 об/минуту (за счет скольжения).
Четвертая часть