1. 相似則とポンプモーターの動力
遠心ポンプのアフィニティ法則は、ポンプの回転速度、流量、揚程(圧力)、および軸動力の関係を表します。これらの法則は、VFD(可変周波数駆動)による速度制御が遠心ポンプ駆動において大幅な省エネルギー効果をもたらす理由、そしてモーターを平均的な運転点ではなく、ポンプ特性曲線上の最悪の運転点に合わせて選定する必要がある理由を理解する上で不可欠です。
立方べき乗則は、遠心ポンプのVFD速度制御が大きなエネルギー節約をもたらす理由です。定格速度の80%で運転されるポンプは、定格流量の80%を供給しますが、定格電力の80³ = 51.2%しか消費しません。22 kWのポンプモーターが80%の速度で年間6,000時間、$0.13/kWhで運転される場合、全速でのスロットルバルブ制御と比較した年間節約額は、約22 × (1–0.512) × 6,000 × 0.13 = $8,400/年です。
2. ポンプ駆動用モーター出力の選定
遠心ポンプを駆動するために必要なモーター軸動力は、ポンプの油圧動力(流量×揚程×流体密度)を設計運転点におけるポンプの油圧効率で割った値によって求められます。最適効率点(BEP)から外れた運転や、寿命末期のインペラ摩耗を考慮するため、サービス係数を加算してください。
P = (0.05 × 40 × 1,000 × 9.81) ÷ (1,000 × 0.72) = 27.25 kW
サービス係数1.15の場合:27.25 × 1.15 = 31.3 kW
→ Y2シリーズ 37kW、4極、IE3を選択してください
| ポンプ用途 | 典型的なポンプのη | サービス係数 | 典型的な運動範囲 | Y2ポール |
|---|---|---|---|---|
| 建物の給水設備 | 0.65~0.78 | 1.10 | 0.75~30kW | 2人用または4人用 |
| HVAC冷水 | 0.70~0.82 | 1.10~1.15 | 3.0~75kW | 2人用または4人用 |
| 工業用水 | 0.68~0.80 | 1.15 | 1.5~55kW | 2人用または4人用 |
| 灌漑/水移送 | 0.62~0.75 | 1.15 | 2.2~90kW | 2人用または4人用 |
| スラリー/廃水ポンプ | 0.55~0.70 | 1.25 | 2.2~75kW | 4P |
3. 始動方式:直接始動、スターデルタ始動、ソフトスタート
始動方式によって、モーターが電源から引き込む始動電流と、加速時に利用できるトルクが決まります。遠心ポンプの場合、ポンプの負荷がゼロ速度でほぼゼロであるため(遠心ポンプは閉じたバルブに対して無負荷で始動します)、選択は通常簡単です。つまり、ベアリングの摩擦を克服してインペラを加速させるのに十分なトルクを提供する始動方式であれば、どれでも機能します。
始動電流は定格の6~7.5倍です。始動時の電圧降下が定格の10%未満である安定した電源で、約11kWまでのポンプモータに適しています。11kWを超える場合は、直接始動(DOL)が許可されているかどうかを電力会社に確認してください。DOLは最大の始動トルクを提供し、閉弁に対して始動する遠心ポンプには十分すぎるほどです。シンプルで低コストの始動器で、コンタクタ以外のメンテナンスは不要です。
始動電流をDOL値の33%まで、始動トルクをDOL値の33%まで低減します。始動時の負荷トルクが低いため、遠心ポンプに適しています。6端子モータ(Y2シリーズ標準装備)とスターデルタタイマーリレーが必要です。同期速度約80%でのスターからデルタへの切り替え時にトルクと電流の過渡現象が発生するため、ウォーターハンマーを防ぐため、スターデルタ切り替え中は吐出弁を閉じるか、部分的に閉じてください。
ソフトスターターは、スムーズで調整可能なトルクランプを提供し、始動電流の急激な増加とバルブの急開によるウォーターハンマーの両方を解消します。VFDは、スムーズな始動と可変速運転の両方を提供します。スムーズな始動と速度制御の組み合わせにより、流量制御が必要な7.5kW以上のポンプシステムには、VFDとYVF2モーターの組み合わせが最適な仕様となります。VFDポンプのアプリケーションガイドの詳細は、韓国エバーパワーYVF2 VFDポンプドライブの記事をご覧ください。
4. ポンプサービスの職務分類
遠心ポンプの用途のほとんどはS1(連続運転)に分類されます。これは、ポンプがほぼ一定の負荷で、勤務時間全体または1日24時間連続運転されることを意味します。これは熱的に最も厳しい運転クラスであり、Y2という銘板出力は、周囲温度40℃における最大連続出力です。
建物給水循環ポンプ、HVACの冷水ポンプ、プロセス冷却水、ボイラー給水ポンプ、試運転中の消火ポンプ、灌漑主ポンプ。モーターは定格負荷で連続運転します。この運転クラスでは、IE3効率の選択が最大の経済的効果をもたらします。22 kWのIE3ポンプモーターは、同じ運転条件のIE1モーターと比較して、年間約$500~$900の電気代を節約できます。
建物設備で使用される加圧ポンプは、需要信号(圧力スイッチまたは流量センサー)に基づいて起動・停止するため、S3間欠運転で動作します。モーターは1~10分間運転した後、停止します。オンタイムデューティ係数が40%の場合、モーターは熱制限を超えずにS1定格出力の115%まで運転できます。ただし、頻繁な起動は起動損失による発熱も発生させるため、Y2データシートでモーターの1時間あたりの最大起動回数を確認してください。
消火ポンプ用モーターに関する注記:消火ポンプ用モーターは、ロックローター(ストール)運転に対応できるものを選定する必要があります。ポンプは、一定期間、閉じたバルブ(流量ゼロ)に対して全速運転を行う必要があり、その結果、循環水が加熱されます。この状態では、モーターは動作を継続し、過負荷でトリップしてはなりません。韓国のEver-Power Y2シリーズモーター(クラスF絶縁)は、EN 12845およびNFPA 20で規定されているロックローター状態の運転時間における消火ポンプ用モーターの熱要件を満たしています。
5. ポンプ室環境におけるIP等級
周囲湿度90%RH以下の、清潔からやや埃っぽい屋内ポンプ室での使用を想定しています。直接的な水しぶきは避けてください。建物設備用冷水ポンプ、空調循環ポンプ、密閉型プラント室の工業プロセス用水ポンプの標準仕様です。Y2シリーズの標準仕様はIP54です。
雨にさらされる屋外ポンプ場、またはホース洗浄や配管漏れによる水しぶきを受ける屋内ポンプ室。浄水場ポンプ場、灌漑ポンプ室、工業プロセスプラントのポンプエリアではIP55規格が推奨されます。IP55オプション付きのY2シリーズ、または危険区域の屋外設置向けのYB2シリーズをご利用ください。
化学プラント、石油・ガス施設、およびゾーン1またはゾーン2の防爆区域にある溶剤取扱ポンプステーションでは、防爆モーターが必要です。韓国エバーパワーYB2シリーズEx d IIB T4 IP55が標準仕様です。ガスグループは、防爆区域内の特定の物質に合わせて選択する必要があります。プロパン/ブタンの場合はIIA、エチレンの場合はIIB、水素またはアセチレンの場合はIICです。
6. 韓国エバーパワー社製ポンプ駆動装置 Y2シリーズ
Y2シリーズは、韓国エバーパワー社の遠心ポンプ駆動用標準モーターです。固定速度ポンプ駆動用として、Y2シリーズは0.18kWから200kWまでの全出力範囲でIE3効率を競争力のある価格で実現します。遠心ポンプはフレキシブルカップリングを介してモーターシャフトに直接接続されます。ポンプとモーターは同じ速度(50Hzで4極モーターの場合は1,450rpm、2極モーターの場合は2,900rpm)で動作するため、ギアボックスは不要です。Y2モーターシリーズ全製品は、 三相モーター製品セクション.
可変流量制御を必要とするポンプシステムには、韓国エバーパワー社はVFDと組み合わせたYVF2インバータ駆動モーターを推奨しています。YVF2は、低速時でも定格トルクを発揮するIC416強制換気、VFDの電圧スパイクに耐えるクラスH絶縁、そして最も要求の厳しいポンプ用途に対応するPTCサーミスタ保護を備えています。 技術チームに連絡してください VFDポンプ駆動装置のサイジング支援。
| パワーレンジ | 0.18~200kW |
| 典型的なポール | 2P(2,900rpm)または4P(1,450rpm) |
| 効率 | IE3規格 |
| 保護 | IP54規格準拠、IP55オプションあり |
| 義務 | S1連続 |
| 始動トルク | 定格の2.0~2.8倍(ポンプには十分) |
| カップリングタイプ | 直接フレキシブルカップリング(ギアボックスなし) |
| 認証 | CE、ISO 9001、IEC 60034 |
7. ポンプタイプ別の用途
加圧ポンプセット、家庭用給水ポンプ、消火用ジョッキーポンプ。0.75~7.5kWの出力範囲を持つY2型2極(2,900rpm)モーターを多段式立形遠心ポンプに直結。加圧ポンプはS3定格、主電源はS1定格。屋内プラント室はIP54準拠。
中央プラント空調システムにおける一次および二次冷水ポンプセット。Y2 4極、3.0~75kW、可変周波数駆動(VFD)制御、一次・二次システムまたは可変一次システムにおける可変流量に対応。YVF2インバータ駆動モーターは、すべてのVFD制御ポンプ駆動装置に使用可能。
冷却水循環、熱交換器サービスポンプ、原子炉冷却ループ。Y2 4極、2.2~55kW、S1連続運転。プロセス流体が腐食性の場合は、標準Y2モーター付きステンレスポンプを指定してください。モーター自体は流体に接触しません。
農業灌漑、給水移送、貯水池給水ポンプ。Y2 4極、出力5.5~90kW。季節運転が多く、長期間停止することが多いため、保管時のメンテナンス手順に従ってください。屋外設置用のIP55規格。ウォーターハンマーを防ぐため、長距離配管にはスターデルタまたはソフトスタート方式を採用。




8. よくある質問
Cxmによる編集