انتخاب موتور برق مناسب پمپ آب فقط با دانستن توان اسمی پمپ امکانپذیر نیست. پمپ آب، کفکش و شناور هنگام روشنشدن برای چند لحظه جریانی بیشتر از جریان عادی مصرف میکنند. اگر موتور برق نتواند این جریان اولیه را تأمین کند، پمپ بهدرستی راه نمیافتد، ولتاژ افت میکند یا موتور برق زیر بار شدید قرار میگیرد.
به همین دلیل ممکن است یک موتور برق از نظر توان دائم برای کارکرد پمپ کافی به نظر برسد، اما هنگام استارت نتواند آن را روشن کند. در مقابل، انتخاب یک ژنراتور بیش از حد بزرگ نیز هزینه خرید، مصرف سوخت و وزن دستگاه را افزایش میدهد.
برای انتخاب صحیح باید مشخصات پلاک پمپ، جریان راهاندازی، تکفاز یا سهفاز بودن، طول کابل، ارتفاع پمپاژ و سایر مصرفکنندههای همزمان بررسی شوند. در این مقاله روش محاسبه این موارد را مرحلهبهمرحله توضیح میدهیم.
بیشتر پمپهای آب از الکتروموتور القایی استفاده میکنند. زمانی که الکتروموتور خاموش است، محور آن حرکت نمیکند و هنوز نیروی ضد محرکهای در سیمپیچ ایجاد نشده است. به همین دلیل در لحظه شروع به کار، جریان بیشتری از شبکه یا موتور برق دریافت میکند.
پس از اینکه دور موتور افزایش پیدا کرد و پمپ به سرعت عادی رسید، جریان مصرفی کاهش مییابد و به مقدار نامی نزدیک میشود.
بنابراین برای انتخاب موتور برق باید دو مقدار جداگانه بررسی شوند:
توان دائم موتور برق باید برای کارکرد پیوسته پمپ کافی باشد و توان لحظهای یا حداکثر آن نیز باید جریان استارت پمپ را پوشش دهد.
توانی که روی پلاک پمپ با واحد کیلووات یا اسب بخار نوشته میشود، همیشه برابر با برق دریافتی پمپ نیست. این عدد ممکن است توان مکانیکی خروجی الکتروموتور باشد؛ درحالیکه پمپ برای تولید این توان، به دلیل راندمان و ضریب توان، انرژی الکتریکی بیشتری دریافت میکند.
برای مثال، نمیتوان صرفاً نتیجه گرفت که یک پمپ یک کیلوواتی با هر موتور برق یک کیلوواتی کار خواهد کرد. موتور برق علاوه بر مصرف عادی پمپ، باید جریان لحظه شروع به کار را نیز تأمین کند.
بهترین مبنا برای محاسبه، اطلاعات زیر است:
درصورتیکه جریان استارت روی پلاک درج نشده باشد، باید دفترچه فنی پمپ، کاتالوگ سازنده یا اطلاعات الکتروموتور بررسی شود.
پیش از بررسی انواع موتور برق، از پلاک پمپ یا الکتروموتور عکس واضح تهیه کنید. اطلاعات زیر معمولاً روی پلاک وجود دارند:
پمپهای تکفاز معمولاً با ولتاژ حدود ۲۲۰ تا ۲۳۰ ولت کار میکنند. پمپهای سهفاز نیز معمولاً برای ولتاژ خط سهفاز طراحی شدهاند.
ولتاژ خروجی موتور برق باید با ولتاژ مورد نیاز پمپ سازگار باشد.
جریان نامی با واحد آمپر مشخص میشود و نشان میدهد پمپ در شرایط نامی تقریباً چه مقدار جریان دریافت میکند.
در انتخاب موتور برق، جریان نامی معمولاً از توان اسب بخار پمپ اطلاعات کاربردیتری ارائه میدهد.
پمپ تکفاز باید به خروجی تکفاز مناسب متصل شود. برای پمپ سهفاز نیز به موتور برق سهفاز با ولتاژ و فرکانس سازگار نیاز است.
خرید موتور برق سهفاز برای یک پمپ تکفاز همیشه انتخاب مناسبی نیست؛ زیرا ممکن است تمام توان نامی ژنراتور از یک فاز قابل دریافت نباشد.
توان پمپ ممکن است با یکی از واحدهای زیر درج شود:
هر اسب بخار مکانیکی تقریباً معادل ۷۴۶ وات است؛ اما این تبدیل فقط توان مکانیکی را نشان میدهد و برای تعیین دقیق توان ورودی الکتریکی کافی نیست.
ضریب توان با علامتهایی مانند PF یا cosφ مشخص میشود. پمپ و الکتروموتور علاوه بر توان مفید، توان راکتیو نیز از منبع دریافت میکنند. به همین دلیل ظرفیت ژنراتور برحسب کاوا میتواند از توان واقعی مصرفشده برحسب کیلووات بیشتر باشد.
اگر ولتاژ، جریان و ضریب توان پمپ تکفاز مشخص باشند، توان ورودی تقریبی از رابطه زیر محاسبه میشود:
توان واقعی پمپ برحسب کیلووات:
P = V × I × PF ÷ 1000
در این رابطه:
V ولتاژ برحسب ولت است.I جریان برحسب آمپر است.PF ضریب توان است.برای محاسبه ظرفیت ظاهری مورد نیاز برحسب کاوا میتوان از رابطه زیر استفاده کرد:
S = V × I ÷ 1000
اگر ضریب توان روی پلاک وجود ندارد، بهتر است بهجای حدسزدن آن از جریان نامی و اطلاعات فنی سازنده استفاده شود.
برای پمپ سهفاز، ظرفیت ظاهری تقریبی از رابطه زیر محاسبه میشود:
S = √3 × V × I ÷ 1000
توان واقعی تقریبی نیز از رابطه زیر به دست میآید:
P = √3 × V × I × PF ÷ 1000
در پمپ سهفاز، علاوه بر توان ژنراتور، ترتیب فازها نیز اهمیت دارد. جابهجایی دو فاز میتواند جهت چرخش الکتروموتور را معکوس کند. بررسی جهت دوران و سیمکشی باید توسط فرد متخصص انجام شود.
مطمئنترین روش، استفاده از جریان استارت اعلامشده توسط سازنده پمپ یا الکتروموتور است. این مقدار ممکن است با عناوین زیر درج شود:
اگر جریان استارت مشخص باشد، توان لحظهای مورد نیاز برای پمپ تکفاز از رابطه زیر قابل محاسبه است:
توان استارت ظاهری = ولتاژ × جریان استارت ÷ 1000
برای پمپ سهفاز:
توان استارت ظاهری = √3 × ولتاژ × جریان استارت ÷ 1000
جریان استارت الکتروموتورها میتواند چند برابر جریان نامی باشد، اما استفاده از یک ضریب ثابت برای تمام پمپها صحیح نیست. مقدار واقعی به عوامل زیر بستگی دارد:
در صورت نبود اطلاعات سازنده، اندازهگیری جریان لحظهای با تجهیزات مناسب توسط برقکار یا تکنسین، از انتخاب براساس حدس مطمئنتر است.
فرض کنید روی پلاک یک پمپ تکفاز اطلاعات زیر نوشته شده است:
ظرفیت ظاهری مورد نیاز در حالت عادی:
220 × 7 ÷ 1000 = 1.54 kVA
ظرفیت ظاهری مورد نیاز در لحظه استارت:
220 × 22 ÷ 1000 = 4.84 kVA
اگر همزمان با پمپ، ۳۰۰ وات روشنایی نیز روشن باشد، موتور برق باید:
در این مثال، انتخاب یک موتور برق فقط براساس توان عادی ۱٫۵ کیلوولتآمپر اشتباه است. توان حداکثر یا لحظهای ژنراتور نیز باید با نیاز استارت پمپ مقایسه شود.
هر دو مقدار اهمیت دارند، اما کاربرد آنها متفاوت است.
توانی است که ژنراتور میتواند در شرایط تعریفشده برای مدت طولانی تأمین کند. مجموع بارهای عادی نباید از این مقدار بیشتر شود.
توانی است که دستگاه معمولاً فقط برای مدت کوتاه در اختیار مصرفکننده قرار میدهد. این ظرفیت میتواند به راهاندازی پمپ کمک کند، اما نباید برای کارکرد دائم مبنا قرار گیرد.
هنگام بررسی مشخصات موتور برق باید مشخص شود:
عبارتهایی مانند «موتور برق سه کیلووات» بهتنهایی برای تصمیمگیری کافی نیستند.
برای تمام پمپهای یک اسب نمیتوان یک موتور برق ثابت معرفی کرد. دو پمپ یک اسب ممکن است جریان نامی، جریان استارت، راندمان، نوع خازن و شرایط راهاندازی متفاوتی داشته باشند.
برای انتخاب باید مراحل زیر انجام شوند:
ممکن است بعضی پمپهای یک اسب با یک ژنراتور سه کیلووات مناسب کار کنند، اما نمیتوان این نتیجه را به تمام پمپهای یک اسب تعمیم داد.
برای بررسی مدلهای این بازه توان میتوان مشخصات موتور برق سه کیلووات راتو RATO R5600 و موتور برق واکسون VK5500 را مشاهده کرد. مناسببودن این مدلها برای هر پمپ باید با توان استارت همان پمپ تطبیق داده شود.
کفکش نوعی پمپ مستغرق است که برای تخلیه یا انتقال آب از چاه، مخزن، استخر و منابع مشابه استفاده میشود. در انتخاب موتور برق برای کفکش باید علاوه بر توان الکتروموتور، شرایط نصب نیز در نظر گرفته شود.
افزایش ارتفاع، طول مسیر و افت لوله میتواند نقطه کار پمپ را تغییر دهد. جریان مصرفی واقعی باید در شرایط بهرهبرداری کنترل شود.
کفکشها ممکن است با کابل نسبتاً بلند داخل چاه یا مخزن نصب شوند. اگر سطح مقطع کابل کافی نباشد، افت ولتاژ ایجاد میشود. افت ولتاژ میتواند باعث سختترشدن استارت، افزایش جریان و گرمشدن الکتروموتور شود.
وجود شن، رسوب یا ذرات نامناسب میتواند حرکت پروانه را دشوار کند و بار پمپ را افزایش دهد. کفکش باید متناسب با نوع سیال انتخاب شده باشد.
فلوتر، کنترل سطح و تجهیزات حفاظتی میتوانند از خشککارکردن پمپ جلوگیری کنند. خشککارکردن بعضی پمپهای مستغرق میتواند به دستگاه آسیب بزند.
برای بررسی مشخصات و مدلهای موجود میتوان به صفحه پمپ کفکش مراجعه کرد. پس از انتخاب پمپ، توان موتور برق باید براساس پلاک همان مدل محاسبه شود.
پمپهای قویتر، پمپهای کشاورزی و بعضی تجهیزات چاه ممکن است به توان راهاندازی قابلتوجهی نیاز داشته باشند. در چنین شرایطی مدلهای سه یا سهونیم کیلووات لزوماً کافی نیستند.
برای بررسی ظرفیتهای بالاتر، مشخصات مدلهایی مانند موارد زیر قابل مقایسه است:
وجود توان بیشتر به معنای مناسببودن قطعی نیست. تعداد فاز، جریان خروجی، توان دائم، توان حداکثر و قابلیت تحمل استارت باید با مشخصات پمپ مطابقت داشته باشند.
موتور برق اینورتر میتواند خروجی کنترلشدهتر، صدای کمتر و عملکرد مناسبتری برای بعضی مصارف داشته باشد؛ اما فناوری اینورتر بهتنهایی به معنی توانایی راهاندازی هر پمپ نیست.
برای پمپ، مهمترین معیار همچنان ظرفیت لحظهای خروجی است. اگر موتور برق اینورتر سه کیلووات باشد اما توان لحظهای آن از نیاز استارت پمپ کمتر باشد، پمپ روشن نخواهد شد یا ژنراتور وارد حالت اضافهبار میشود.
بنابراین هنگام انتخاب باید موارد زیر بررسی شوند:
مدلهایی مانند موتور برق راتو R5000i در گروه ژنراتورهای اینورتر قرار میگیرند، اما باید پیش از انتخاب با مشخصات الکتریکی پمپ تطبیق داده شوند.
AVR یا تنظیمکننده خودکار ولتاژ، برای کنترل ولتاژ خروجی ژنراتور استفاده میشود. وجود AVR میتواند به کاهش نوسان ولتاژ کمک کند، اما جایگزین ظرفیت کافی موتور برق نیست.
اگر ژنراتور برای جریان استارت پمپ ضعیف باشد، وجود AVR نمیتواند کمبود توان را جبران کند. در زمان انتخاب، ابتدا ظرفیت دائم و لحظهای بررسی میشود و سپس امکاناتی مانند AVR، نمایشگر، حفاظت اضافهبار و قطعکن کمبود روغن ارزیابی میشوند.
نوع فاز موتور برق باید با پمپ هماهنگ باشد.
برای پمپ تکفاز معمولاً موتور برق تکفاز انتخاب منطقیتری است؛ زیرا ظرفیت خروجی دستگاه روی همان فاز در دسترس قرار میگیرد.
پمپ سهفاز به خروجی سهفاز سازگار نیاز دارد. در این حالت باید موارد زیر بررسی شوند:
در بعضی ژنراتورها عدد توان کل سهفاز روی دستگاه درج میشود. این عدد نباید بهاشتباه بهعنوان توان قابلدریافت از یک خروجی تکفاز در نظر گرفته شود.
استفاده از کابل طولانی یا با سطح مقطع کم، یکی از دلایل رایج افت ولتاژ هنگام استارت پمپ است.
افت ولتاژ میتواند نتایج زیر را ایجاد کند:
سطح مقطع کابل باید براساس جریان، طول مسیر، جنس هادی، نوع نصب و افت ولتاژ مجاز انتخاب شود. استفاده از کابل سیار نازک برای پمپهای پرتوان یا مسیرهای طولانی مناسب نیست.
اگر قرار است چند پمپ با یک ژنراتور کار کنند، نباید همه آنها همزمان روشن شوند. همزمانی جریانهای استارت میتواند چند برابر ظرفیت موتور برق بار ایجاد کند.
روش مناسبتر این است که:
در سیستمهای بزرگتر باید از تابلو کنترل، کنتاکتور، حفاظت مناسب و راهاندازی مرحلهای استفاده شود.
در بعضی پمپهای سهفاز میتوان از سافتاستارتر یا درایو فرکانس متغیر برای کنترل راهاندازی استفاده کرد. این تجهیزات میتوانند جریان استارت را کاهش دهند، اما استفاده از آنها نیازمند طراحی صحیح است.
در انتخاب ژنراتور برای سیستم دارای درایو باید موارد زیر نیز بررسی شوند:
نباید بدون بررسی فنی، صرفاً با نصب یک درایو کوچک نتیجه گرفت که موتور برق ضعیفتر حتماً کافی خواهد بود.
انتخاب فقط براساس اسب بخار پمپ
اسب بخار بهتنهایی جریان استارت، راندمان، ضریب توان و ولتاژ را مشخص نمیکند.
توجهنکردن به توان حداکثر ژنراتور
توان دائم ممکن است کافی باشد، اما ظرفیت لحظهای برای شروع کار پمپ کافی نباشد.
اشتباهگرفتن توان دائم با توان ماکزیمم
بعضی مدلها با عدد حداکثر معرفی میشوند. کارکرد پیوسته باید براساس توان دائم انجام شود.
نادیدهگرفتن سایر مصرفکنندهها
روشنایی، ابزار برقی، یخچال، شارژر و سایر تجهیزات نیز بخشی از ظرفیت موتور برق را مصرف میکنند.
استفاده از کابل نامناسب
کابل باریک یا بسیار بلند میتواند حتی با وجود موتور برق مناسب، مانع استارت صحیح پمپ شود.
انتخاب خروجی سهفاز برای پمپ تکفاز بدون بررسی
ممکن است کل توان درجشده ژنراتور از یک فاز قابل استفاده نباشد.
استارت همزمان چند پمپ
جریان اولیه چند الکتروموتور میتواند از ظرفیت لحظهای ژنراتور عبور کند.
بیتوجهی به وضعیت پمپ
گیرکردن پروانه، خرابی بلبرینگ، مشکل خازن یا رسوب میتواند جریان مصرفی را افزایش دهد. در صورت مشاهده جریان غیرعادی، مقاله علت آمپر کشیدن پمپ کفکش میتواند برای بررسی اولیه مفید باشد.
پیش از خرید، این موارد را مشخص کنید:
موتور برق و پمپ معمولاً در محیطهای مرطوب، باغ، چاه یا زمین کشاورزی استفاده میشوند. رعایت نکات ایمنی در این شرایط ضروری است.
برای انتخاب موتور برق مناسب پمپ آب یا کفکش، فقط توان اسمی پمپ یا عدد نوشتهشده در عنوان ژنراتور را مقایسه نکنید. معیار اصلی، توان دائم مورد نیاز پمپ و ظرفیت لحظهای لازم برای راهاندازی آن است.
مراحل صحیح انتخاب عبارتاند از:
در صفحه انواع موتور برق و ژنراتور مدلهایی در توانهای مختلف عرضه شدهاند. برای انتخاب دقیق، مشخصات پلاک پمپ باید با توان دائم، توان لحظهای، نوع فاز و جریان خروجی مدل موردنظر تطبیق داده شود.
بدون بررسی پلاک پمپ نمیتوان یک ظرفیت ثابت تعیین کرد. جریان نامی، جریان استارت، تکفاز یا سهفاز بودن و طول کابل باید بررسی شوند. بعضی پمپهای یک اسب ممکن است با موتور برق سه کیلووات کار کنند، اما این حکم برای تمام مدلها معتبر نیست.
به توان و جریان استارت کفکش بستگی دارد. ابتدا جریان نامی و جریان راهاندازی کفکش را با توان دائم و حداکثر ژنراتور مقایسه کنید.
کمبود توان لحظهای، افت ولتاژ کابل، خرابی خازن، گیرکردن پروانه، اضافهبار، پایینبودن دور موتور یا خرابی پمپ از دلایل احتمالی هستند.
درصورتیکه توان دائم و لحظهای آن پاسخگوی پمپ باشد، قابل استفاده است. اینورتر بودن بهتنهایی تضمین نمیکند که ژنراتور بتواند جریان استارت پمپ را تأمین کند.
پمپ سهفاز به منبع سهفاز سازگار یا تجهیزات تبدیل و کنترل مهندسیشده نیاز دارد. اتصال مستقیم آن به خروجی تکفاز امکانپذیر نیست.
بله، به شرطی که مجموع توان دائم و جریان استارت مرحلهای پمپها از ظرفیت ژنراتور بیشتر نباشد. پمپها بهتر است با فاصله زمانی روشن شوند.
خیر. توان حداکثر برای مدت محدود ارائه میشود. بار پیوسته باید براساس توان دائم یا Rated Power محاسبه شود.
بله. کابل بلند یا کممقطع باعث افت ولتاژ میشود و میتواند استارت پمپ را مختل کرده یا جریان مصرفی را افزایش دهد.
عکس پلاک پمپ، تکفاز یا سهفاز بودن، جریان نامی، جریان استارت، طول کابل، ارتفاع پمپاژ و فهرست مصرفکنندههای همزمان باید مشخص باشند.
