К приводным электродвигателям насосных агрегатов, помимо их большой мощности, предъявляется ряд специфических требований. Одним из определяющих является необходимость пуска двигателей под нагрузкой.
Конструкция электродвигателя должна также допускать довольно продолжительное вращение ротора в обратную сторону при работе насоса в турбинном режиме, вызываемом отключением электродвигателя от сети в случае нормальной эксплуатационной или аварийной остановки агрегата.
Весьма желательной с точки зрения улучшения условий работы энергетических систем, в которых работают мощные насосные станции, является возможность частых повторных пусков, что в свою очередь предъявляет повышенные требования к конструкциям обмотки статора и пусковой обмотки электродвигателя, нагрев которых определяет продолжительность требуемой паузы между пусками и допустимое количество пусков за рассматриваемый период.
Синхронные электродвигатели переменного тока применяются для привода мощных насосов, характеризуемых большой продолжительностью работы. Основное преимущество электродвигателей этого типа заключается в том, что при работе с опережающим коэффициентом мощности они генерируют в сеть реактивный ток и тем самым улучшают коэффициент мощности сети. Кроме того, они устойчиво работают при колебаниях напряжения в сети, допуская кратковременное снижение напряжения до 0,6 номинального.
Возбуждение синхронных двигателей обеспечивается от возбудителей, расположенных на валу двигателей, или от статических тиристорных возбудителей. Применение тиристорных возбудителей, помимо возможности регулировать силу тока, увеличивает экономичность всей установки за счет уменьшения эксплуатационных расходов по обслуживанию и ремонту, снижения расхода электроэнергии. Например, тиристорный возбудитель, выполненный в виде одного шкафа, заменяет комплект оборудования, состоящий из электромашинного возбудителя (или отдельного агрегата, включающего быстроходный возбудитель и асинхронный двигатель), станции управления синхронным двигателем, станции управления асинхронным двигателем агрегата, ящика резисторов и шунтового регулятора к возбудителю. Общая масса такого комплекта оборудования для электродвигателя мощностью 1000—2000 кВт составляет около 2500 кг для электромашинного возбудителя и 1500 кг для возбудительного агрегата. Масса тиристорного возбудителя 980 кг. Площадь пола, занимаемая тиристорным возбудителем, в 3 раза меньше площади, занимаемой комплектом оборудования отдельно стоящего электромашинного агрегата возбуждения.
Пусковые характеристики синхронных двигателей ВСДН и ВДС рассчитаны для пуска насосов в утяжеленных условиях. Например, пуск осевых насосов производится при открытом напорном трубопроводе, когда камера рабочего колеса заполнена водой и момент сопротивления в конце пуска близок к номинальному. Как правило, вертикальные электродвигатели мощностью до 8000 кВт имеют прямой пуск от полного напряжения сети с включением обмотки возбуждения на возбудитель через разрядное сопротивление. Двигатели большей мощности обычно пускаются от пониженного через реактор напряжения или методом частотного пуска.
При всех остановках насосного агрегата синхронные вертикальные электродвигатели допускают кратковременное вращение в обратную сторону с повышенной частотой вращения 1,3лн0м.
Конструктивно электродвигатели серии ВСДН изготовляются в вертикальном подвесном исполнении с подпятником скольжения, расположенным в верхней крестовине, двумя направляющими подшипниками скольжения — по одному в верхней и нижней крестовинах — и с фланцевым концом вала для присоединения к насосу. Вентиляция электродвигателей осуществляется по разомкнутому циклу. Электродвигатели серии ВДС изготовляются также в подвесном исполнении с подпятником и направляющим подшипником скольжения, расположенным в верхней крестовине, и вторым направляющим подшипником скольжения в нижней крестовине, с фланцевым концом вала для присоединения к валу насоса и непосредственно пристроенным к валу электродвигателя возбудителем. Вентиляция электродвигателя производится по замкнутому циклу с охлаждением воздуха водяными охладителями, непосредственно прикрепляемыми к корпусу статора. Габаритные размеры не приводятся, так как значения диаметра статора и высоты активного железа содержатся в марке электродвигателя.
Для привода мощных вертикальных насосов, предназначенных для проектируемых и перспективных насосных станций крупнейших водохозяйственных систем, а также систем межбассейновой переброски стока рек, разработан технический проект серии синхронных двигателей типа ВДС мощностью до 25 МВт и эскизные проекты вертикальных двигателей мощностью 50, 100 и 200 МВт.
