الکتروموتور و گیربکس های صنعتی

الکتروموتور

الکتروموتور نوعی ماشین است که انرژی الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل می کند.

ایده کلی بر این اساس است که وقتی که یک هادی حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد نیرویی بر روی آن هادی حامل جریان از سوی میدان مغناطیسی وارد می شود .

اغلب موتورهای الکتریکی دوار هستند اما موتورهای خطی هم وجود دارند.

هر موتور الکتریکی دوارازدو بخش متحرک و محرک تشکیل شده است .که به بخش متحرک روتور و به بخش ثابت که معمولا درون موتور قرار دارد استاتور  می گویند .

در یک الکتروموتور ، روتور به علت گشتاوری که ناشی از نیروی است که توسط میدان مغناطیسی ایجاد شده در استاتور است به حول محور خود می چرخد هر الکتروموتور بر اساس ساختارش توسط برق جریان مستقیم DC و یا جریان متناوب AC تغذیه می گردد.

اجزاء موتور الکتریکی یا الکتروموتور

·        محور

·        آهن ربا

·        منبع برق DC

·        آرمیچر

·        ذغال هادی

·        سوئیچ تغییر دهنده جهت برق

الکترو پمپ

الکتروپمپ مجموعه ای از الکتروموتور (عامل محرکه) وپمپ بوده که نقش جابجایی و یا ایجاد فشار در سیالات را ایفا میکنند.

پمپ، وسیله مکانیکی است که انرژی مکانیکی، را به سیال منتقل نموده و فشار آن را بالا می برد تا این فشار پمپ چاه برای غلبه بر اصطکاک‌های سیال با بدنه لوله، شیرآلات، دیواره کانال، … مصرف شود وسیال تعمیرالکترو پمپ شناور به محل مورد نظر منتقل شود. همواره نیاز به جابه‌جایی مایعات علی‌الخصوص آب از دغدغه‌های مهم بشر از قدیم الایام بوده است. اختراع پیچ ارشمیدس جهت انتقال آب از رودخانه به زمینهای کشاورزی اطراف اولین پاسخ به این دغدغه بوده و انواع تلاشها برای طراحی و ساخت وسیله مکانیکی تعمیرالکترو پمپ شناور جهت انتقال مایعات از آن پس پمپ چاه صورت گرفته است.

با توجه به گستردگی نوع مایعات و نیازهای مختلف انتقال انواع مختلفی از جمله گریز از مرکز سانتریفوﮊ جابه‌جایی مثبت،پیستونی، دنده‌ای، پلانجری، دوزینگ، دیافراگمی، کف‌کش، چند‌طبقه مولتی استیج، پرستالتیک،لجن‌کش طراحی و ساخته شده است.

به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می‌شود که انرژی مکانیکی را از یک منبع خارجی گرفته و به سیالی که از آن عبور می‌کند، انتقال دهد.

در نتیجه، انرژی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می‌یابد. در پمپ‌ها تغییرات انرژی پمپ چاه سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می‌گردد.

از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع تعمیرالکترو پمپ شناور معین و یا جابجایی آن در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می‌نمایند.

به عبارت کلی تر، پمپ دستگاهی است که سیالات غیرقابل تراکم را از یک نقطه به نقطه‌ای دیگر جابجا میکند .

با توجه به گستردگی نوع مایعات و نیازهای تعمیرالکترو پمپ شناور مختلف انتقال انواع مختلفی از جمله گریز از مرکز سانتریفوﮊ جابه‌جایی مثبت،پیستونی، دنده‌ای، پلانجری، دوزینگ، دیافراگمی، کف‌کش، چند‌طبقه مولتی استیج، پرستالتیک،لجن‌کش طراحی و ساخته شده است.

الکتروپمپ یکی از انواع توربو ماشین ها می باشد. با در نظر گرفتن این موضوع که در پمپ انرژی به سیال داده می شود، می توان پمپ ها را در مجموعه توربو ماشین های توانگیر دسته بندی کرد.

در حالت کلی می توان پمپ ها را به دو دسته کلی “پمپ های با جاجایی مثبت” و “پمپ های با جابجایی غیر مثبت” تقسیم بندی کرد.

در قلب یک سیستم آبرسانی یک الکتروپمپ قرار دارد.که رایج ترین آن پمپ های سانتریفیوژ و الکتروپمپ های شناور هستند.الکتروپمپ های سانتریفیوژ در بالای چاه ها نصب میشودو سیستم مکش آن به این صورت است که همانطوری که شما توسط نی آب را به داخل دهان مکش میکنید.الکترو پمپ سانتریفیوژ نیز به همینصورت این کار را انجام میدهد.و با تعمیرالکترو پمپ شناور ایجاد یک خلاء در لوله ورودی به چاه توسط این الکترو پمپها انجام میشود.ولی در چاه های با عمق بیشتر از ۱۰ متر این کار توسط پمپ کفکش یا پمپ شناور انجام میشود.اساس کار الکترو پمپهای کفکش و الکترو پمپ های شناور به این صورت میباشد که این نوع الکتروپمپ ها به صورت مستغرق میباشد. یعنی کاملا داخل آب قرار میگیرد.وبا وجود پروانه هایی که عمودی روی هم قرار گرفته اند اب را به سوی بالا حل میدهند.و تفاوتی که پمپ کفکش با پمپ شناور دارد یکی این که پمپ شناور از وسط پمپ کار مکش را انجام میدهد.و پمپ چاه همچنین از لحاظ ابعاد واندازه متفاوت هستند.بیشتر پمپ های شناور در چاه های عمیق و نیمه عمیق مورد استفاده قرار میگیرند. ولی کفکش ها برای چاه های با عمق کمتر و همچنین چاه هایی که به صورت سنتی حفر شده اند

اجزای تشکیل دهنده الکتروپمپ :

قسمت‌های اساسی یک الکتروپمپ گریز از مرکز عبارتند از:

الکتروموتور: که شامل قسمت الکتریکی پمپ است.

کوپلینگ یا هم محور سازی :که متصل کننده الکترومتر به شافت (محور) پمپ است.

محفظه یاتاقان: که محل قرار گیری برینگها می‌باشد.

مکانیکال سیل: که محل آب بندی پمپ و جدا کننده سیال پمپاژ شده و قسمت مکانیکی پمپ است.

پره‌های پمپ: که با توجه به نوع کاربرد دارای انواع گوناگون هستند.

دو جزء اصلی پمپ‌ها، پروانه و تیغه آن و حلزونی پمپ هستند.

پروانه: نقش پروانه‌ها درالکترو پمپ گریز از مرکز تأمین انرژی لازم برای سیال می‌باشد. در پمپ‌ها دو نوع پروانه پایه‌ای وجود دارند:

مارپیچی و توربینی

پروانه‌های توربینی با تیغه‌های پخش کننده‌ای احاطه شده‌اند که مسیرهای بتدریج پهن شونده‌ای فراهم می‌آورند تا سرعت آب را به آهستگی کاهش دهند؛ بنابراین هد سرعت به هد فشار تبدیل می‌شود.

پروانه مارپیچی با ویژگی نداشتن تیغه‌های پخش کننده مشخص می‌شوند. در عوض پروانه آن درون محفظه‌ای که حلزونی شکل است قرار گرفته و سرعت آب به دلیل ترک کردن پروانه کاهش می‌یابد که همراه با افزایش فشار می‌باشد.

انتخاب بین این دو نوع پروانه بسته به تعمیرالکترو پمپ شناور شرایط استفاده تغییر می‌کند. نوع مارپیچی به دلیل ظرفیت بالا و هد مصرفی پائین در چاه‌های کم عمق معمولاً ترجیح داده می‌شوند. نوع توربینی در چاه‌های آب عمیق استفاده می‌شود.

تیغه: تیغه نقش راندن مایع به خروجی پمپ را دارد که سرعت را به فشار تبدیل می‌نماید. جزء تیغه در داخل پمپ که معمولاً به پروانه متصل است به نوبه خود دارای شکل‌های گوناگونی است. پمپ چاه دسته‌بندی شکلی تیغه‌ها را می‌توان به طور کلی به دو دسته تقسیم نمود:

صاف و مارپیچ

و در نهایت پارامتر هایی کلیدی که شمارا در انتخاب الکترو پمپ مناسب کمک میکند :

یکی از اولین تصمیمات درطراحی یک سیستم انتخاب ارتفاع و دبی می باشد تا بتوانیم اندازه پمپ را تعیین کنیم. انتخاب ابعاد لوله نیز موثر می باشد. یکی دیگر از راههای انتخاب پمپ نوع سیال است به طور مثال:

آیا حامل ذرات جامد می باشد؟

1- اگر چنین می باشد اندازه و درصد آنها چیست؟

2- آیا مایع ویسکوز است ؟

3-ویسکوزیته آن چقدر است؟

4- فشار بخارآب چقدر است؟

5- آیا درمقابل درجه حرارت حساس است.

6- آیا ساینده است؟

در نتیجه باید موارد زیر را جهت حداقل تعمیرالکترو پمپ شناور اطلاعات مورد نیاز برای انتخاب الگمپ سانتریفوژ مناسب فرایند، مورد رسیدگی قرار داد تا سرویس مورد نظر درخواست شود. مایعی که باید پمپ شود.

1-  دبی مورد نیاز

2- ارتفاع کلی دینامیک

3-ارتفاع مکشی مثبت خالص در دسترس

4- درجه حرارت بهره برداری

5-  چگالی مخصوص

6-طبیعت مایع

    راندمان سیستم‌های پمپاژ

راندمان الکتروپمپ‌ها با پیشرفت تکنولوژی و بهینه‌سازی‌های انجام شده بر روی آنها روز به روز افزایش یافته و در مورد پمپ‌های با پره جریان مخلوط (سرعت مخصوص بین ۲۰۰۰ تا ۴۰۰۰) می‌تواند به بیش از نود درصد برسد.

با این وجود مطالعات انجام شده بر روی سیستم‌های پمپاژ در کشورهای مختلف نشان می‌دهد راندمان سیستم‌های پمپاژ به طور میانگین کمتر از ۴۰ درصد است.

همچنین این مطالعات نشان می‌دهند حدود ۱۰ درصد از سیستم‌های پمپاژ با راندمانی کمتر از ده درصد کار می‌کنند.

علت راندمان پایین سیستم‌های پمپاژ را بایستی در پایین بودن راندمان سیستم لوله کشی، شیوه‌های نا مناسب کنترل دبی پمپ، استفاده از پمپ‌هایی با ظرفیت بالاتر از حد نیاز و نگهداری نامناسب پمپ‌ها جستجو کرد.

گیربکس

گیربکس در لغت نامه زبان فارسی به معنی جعبه دنده می باشد اما در اصطلاح یکی از ابزار های سیستم انتقال قدرت است که میان موتور (تولید کننده توان) و مصرف کننده توان قرار می گیرد. وظیفه اصلی گیربکس ایجاد تغییر در سرعت دوران و گشتاور مورد نیاز جهت استفاده در بخش های مختلف صنعتی است به عبارت دیگر این ماشین ها، بعد از موتور یا سر راه وسایل صنعتی قرار می گیرند و می توان با کم و زیاد کردن نسبت توسط مکانیزم داخل گیربکس، گشتاور مورد نیاز دستگاه را بدست آورد.

قابل ذکر است گیربکس ها دردو دسته  در صنعت تولید می شوند:

• گیربکس های کاهنده:این نوع از گیربکس ها بین محرک و متحرک قرار می گیرد و دور مورد نیاز را تامین می کند و در تیپ های مختلفی ساخته می شوند. قابل ذکر است که اکثر گیربکس ها در این دسته قرار داده مبشوند
• گیربکس های افزاینده:در بعضی صنایع تولید انرژی به طور مثال توربین های بادی و همچنین در صنایع بالا دستی و پالایشگاهی نیاز به گیربکس های افزاینده یا دور بالا برای تغییرات سرعت و گشتاور جهت رسیدن به سرعت بیشتر با گشتاور کمتر استفاده میشود .