Couplages de moteurs pour pompes submersibles

Apr 25, 2024

Les pompes submersibles sont des pompes conçues pour fonctionner lorsqu'elles sont immergées, partiellement ou complètement, dans le liquide qu'elles pompent. Afin de rendre possible les pompes submersibles, elles ont besoin d’un moteur submersible. Les moteurs submersibles sont généralement des moteurs à induction à cage d’écureuil qui sont logés dans une chambre moteur hermétiquement fermée. Il existe plusieurs technologies différentes, chacune avec ses propres avantages et inconvénients.

Bien que les composants exacts et la construction du moteur puissent varier selon les différentes conceptions de pompes, quelques composants sont cohérents dans toutes les conceptions.

Premièrement, tous les moteurs ont un rotor et un stator. Le stator est constitué d'un noyau en acier laminé dans lequel sont insérés les enroulements du moteur (généralement du fil de cuivre ou d'aluminium isolé). L'enroulement est également appelé fil magnétique. L'ensemble est verni avec de la résine pour maintenir les bobines d'enroulement en place et combler l'isolation. Le stator est la partie fixe du moteur et est fixé en permanence au carter du moteur. Le stator peut être pressé dans le boîtier, goupillé ou le boîtier peut être thermorétracté sur le stator. Le rotor est la partie rotative du moteur et comprend des tôles d'acier similaires à celles du stator et de l'arbre du moteur. Généralement, dans les pompes submersibles, l'extrémité de la pompe est également construite sur l'arbre du moteur, de sorte que l'arbre du moteur est plus long à accueillir. Le rotor est suspendu à l'intérieur du stator par les roulements. Les roulements sont souvent de grande capacité et peuvent être lubrifiés à l'huile ou à la graisse. Ces roulements centrent le rotor à l’intérieur du stator et permettent au rotor de tourner à l’intérieur du stator, ce qui entraîne la pompe.

Les garnitures mécaniques sont un composant qui distingue les moteurs submersibles des autres moteurs électriques. Ces joints scellent non seulement le moteur du liquide pompé, mais empêchent également tout liquide de refroidissement de s'échapper du moteur. Les types de garnitures mécaniques utilisés dans les moteurs submersibles sont variés, mais certains des styles les plus courants incluent des joints de type joint torique et des joints à cartouche.

Certains fabricants utilisent des joints couramment disponibles, tandis que d'autres ont leurs propres conceptions exclusives. Alors que les pompes submersibles peuvent utiliser un seul joint, la plupart des conceptions utilisent deux joints en tandem. Ces joints se trouvent à l’intérieur d’une chambre d’étanchéité qui se fixe au carter du moteur et à la volute de la pompe. De nombreux fabricants placent également une sorte de capteur d'humidité dans cette chambre d'étanchéité ou dans le boîtier du moteur. Ce capteur vérifie les défaillances des joints en détectant l'eau, agissant comme un dispositif de sécurité pour les pompes.

Les moteurs submersibles nécessitent également un ou deux câbles étanches avec une connexion étanche pour transmettre la puissance à la pompe et pour connecter les capteurs au panneau de commande. Certains fabricants proposent un modèle enfichable avec un passe-fil comprimé pour l'étanchéité, tandis que d'autres proposent un câble qui passe par une ouverture dans le boîtier du moteur qui est scellée avec une forme de composé d'enrobage liquide.

Enfin, le moteur doit être rempli d'un fluide et refroidi d'une manière ou d'une autre. C'est là que les conceptions commencent à varier.

Les moteurs électriques submersibles sont remplis d’huile ou d’air. Les moteurs remplis d'huile utilisent une huile diélectrique qui agit principalement comme lubrifiant et facilite le refroidissement. La majorité du transfert de chaleur se produit entre le stator et le carter du moteur, mais l'huile conduit également la chaleur du stator au carter du moteur. Les moteurs remplis d'huile doivent généralement être au moins partiellement ou complètement immergés, car une fois que la chaleur est conduite vers le carter du moteur, elle doit être acheminée du carter du moteur vers le fluide pompé. Cela signifie qu'un moteur rempli d'huile moyen est incapable de fonctionner à sec ou d'être installé dans une application à sec, bien qu'il existe des moyens de contourner ce problème.

Les moteurs remplis d'huile présentent des avantages, notamment une lubrification continue des roulements et une dissipation efficace de la chaleur. Parce que l’huile circule autour du moteur, elle est capable de répartir la chaleur, éliminant ainsi les points chauds. Les moteurs remplis d'huile ont également souvent un facteur de service plus élevé, ce qui permet à un fabricant d'augmenter la puissance d'un moteur, en utilisant des enroulements de moteur plus petits pour fournir une puissance de sortie plus élevée. Cependant, les moteurs remplis d'huile sont moins efficaces qu'un moteur rempli d'air en raison de la traînée, et ils sont incapables de fonctionner sans immersion pendant de longues périodes sans dommages causés par la chaleur.