구동기 선정

펌프의 형식과 사용회전수가 선정되면 다음과 같은 과정을 거쳐 그 펌프에 적합한 구동기를 선정합니다

  • 1. 토출량의 조절여부
  • 2. 마력결정과 구동기배치

1토출량의 조절여부 - 정속인가? 변속인가

펌프가 사용되는 공정조건상 토출량이 항상 일정한가 아니면 수시로 조절해야 하는지에 따라 정속 또는 변속여부를 결정하고 이에 적합한 구동방식을 채택합니다.

가. 정속으로 운전시 감속방법

펌프의 허용회전수(20~1200rpm)는 일반적으로 모타의 회전수(4극 모타 60Hz의 경우 1750rpm)보다 느리므로 구동 모타에 적합한 감속장치를 연결하여 필요한 속도까지 감속시켜 펌프를 구동시킵니다.

감속방식으로는
1. 감속기를 사용하는 방법 (직결식)
  • 5:1, 10:1 등 감속기 메이커의 표준감속비율에 맞추어 사용합니다.
  • 특수한 경우에는 주문형 감속기를 사용하여 요구되는 특정한 감속비율에 맞출 수도 있습니다.
  • 모타와 감속기가 일체화된 Geared Motor를 흔히 사용하지만 분리형으로 사용할 수도 있습니다.
2. V-Belt Pulley를 써서 감속하는 방법 (상치식)
  • Pulley의 크기를 조절해서 임의의 비율로 감속비를 맞출 수 있으나 큰 감속비에는 Pulley가 너무 커지므로 6:1 이내에서 사용합니다
3. 다극모타를 사용하는 방법 (직결 또는 상치식)
  • 6극 (1200rpm), 8극 (900rpm) 등 저속의 다극모타를 써서 펌프를 직접 구동시킬수도 있고
    다극모타에 감속기나 V-Belt를 함께 적용해 추가로 감속시켜 다양한 회전수를 얻을 수 있습니다
나. 변속으로 운전시 변감속방법

토출량을 조절해야 할 경우는 먼저 모타의 회전을 변속시킨 후에 다시 정속운전시와 마찬가지 방법으로 감속을 해야합니다.

방식으로는
1. 인버터를 사용 (직결 또는 상치식)
  • 통상 인버터를 사용해 모타에 인입되는 전원의 주파수를 변동시켜 모타의 속도를 조절하고 감속기 (직결식) 또는 V-Belt 방식(상치식)으로 감속합니다.
4극 모터의 경우

모터 회전수

  • 60Hz
  • 1800rpm

변속 후 회전수

  • 20Hz ~ 60Hz ~ 90Hz
  • 600rpm ~ 1800rpm ~ 2700rpm

펌프 회전수

  • 20Hz ~ 60Hz ~ 90Hz
  • 120rpm ~ 360rpm ~ 540rpm
2. 서보모터를 사용 (직결식)
  • 넓은변속 범위와, 정밀하고 자유자재의 유량조절이 필요할 때에는 서보모터를 사용하고, 통상 감속기를 직결하여 사용합니다.
  • 복수의 서보앰프를 통신으로 연결하여 펌프 여러대를 콘트롤할 수도 있습니다.
3. 기타
  • 마찰자의 원리를 이용한 무단변속기에 감속기가 일체화된 기계식 변감속기를 사용하거나 VS Motor로 변속하고 V-Belt Pulley 상치식으로 감속하여 사용하는 방법이 종전에는 많이 사용되었으나 인버터의 발달로 최근에는 거의 상용하지 않고 있습니다.

2구동모타의 마력결정

  • 가. 필요한 축동력을 계산한 후,
  • 나. 이 축동력에 여유율을 곱하여 모타의 용량을 산정한 후,
  • 다. 모델별 최소축동력과 비교하여 이를 초과하는 값으로 결정합니다.

가. 모노펌프 축동력 계산식

여기서,

  • Pm : 펌프 축동력
  • γ: 액비중[kg/cm³]
  • H : 양정 [m]
  • Q : 유량 [m³/h]
  • η: 효율[0.5~0.8]

효율은 펌프가 크고 회전수가 빠를수록 높게 책정합니다

나. 모타의 용량선정

여기서,

  • P : 선정된 모타 정격용량
  • α: 여유율 1.5~2.0

여유율은 변감속방식 기동장치 등 운전조건과 이물질의 혼입과 액의 점성과 농도의 증감 등 여러 비정상 상태까지도 고려 하여 상기 공식으로 계산된 축동력보다 충분한 여유를 갖도록 1.5~2.0 범위에서 선정합니다.

다. 모델별 최소축동력

형식번호(직경) 15 20 30 40 50 60 69 80 89 100 120 150
최소축동력 0.12 0.25 0.55 0.75 1.1 1.5 2.5 3.0 4.0 5.5 11 15

라. 모나스의 표준성능표

이상에서 펌프의 효율과 여유율은 당사의 실험값과 현장경험을 반영하여 결정되는 값이기 때문에 일반인들이 이를 감안하여 계산하기에는 어려움이 있으므로 실제의 업무수행시는 당사에서 현장의 경험을 반영하여 각 운전조건에 맞추어 미리 작성해 놓은 모나스의 표준성능표 를 참고하여 주시기 바랍니다.

3모노펌프의 구동기 배치

  • 모노펌프의 구동기는 감속방식에 따라 감속기로 감속시킬 경우 직결식, V-Belt로 감속할 경우는 상치식으로 하는 것이 일반이지만 현장 여건에 따라 직결식, 상치식, 횡치식, 직결수평식, 직결수직형 등 여러가지로 설치할 수 있습니다.
  • V-Belt 상치식의 경우는 흡입구를 상부로 할 수 없으므로 흡입구를 상부로해서 중력으로 이송액을 상부에서 받아야할 경우나 설치공간의 제약이 있을 때는 부득이 횡치식으로 설치할 수도 있습니다만 일반적인 경우에는 구동기는 직결식으로 설치하는 것이 바람직합니다.

직결식

상치식

횡치식

수직형

4모타 이외의 구동기

전기모타로써 작동되는 이외에 다음과 같은 구동기들이 사용될 수도 있습니다.

  • 엔진 : 전원의 공급이 불가능한 현장의 이동형설비에 주로 사용
  • 유압모타 : 기존의 유압장치로부터 유압의 공급이 가능할 경우 등