Электродвигатели 5А 37 кВт
Электродвигатели 5А 37 кВт: технические характеристики, конструкция и область применения
Электродвигатели серии 5А мощностью 37 кВт представляют собой трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, разработанные в соответствии с ГОСТ 19523-81 (двигатели серии АИ). Серия 5А является дальнейшим развитием массовых серий А и АИ и характеризуется улучшенными энергетическими показателями, повышенной надежностью и унификацией. Данные двигатели составляют основу электропривода в промышленности и применяются для привода насосов, вентиляторов, компрессоров, станков, конвейеров и других механизмов, не требующих регулирования частоты вращения.
Конструктивные особенности и исполнения
Двигатели 5А 37 кВт изготавливаются в основном в исполнении IM 1081 (лапы с одним цилиндрическим концом вала) и IM 2081 (лапы с фланцем). Основные узлы включают в себя: станину со статором, ротор, подшипниковые щиты, вентилятор с кожухом и коробку выводов. Станина и подшипниковые щиты отливаются из чугуна, что обеспечивает высокую механическую прочность и снижение вибрации. Активная сталь статора и ротора набирается из листов электротехнической стали для уменьшения потерь на вихревые токи.
Коробка выводов имеет увеличенные размеры для удобства монтажа кабелей. Соединение обмоток статора — «звезда» или «треугольник», что определяется напряжением питающей сети. Для двигателя 37 кВт, как правило, применяется схема «треугольник» на напряжение 220В (редко) и «звезда» на напряжение 380В (основное).
Основные технические параметры и характеристики
Номинальная мощность: 37 кВт. Этот параметр указывает на полезную механическую мощность, которую двигатель может отдавать на валу при длительной работе без превышения допустимой температуры.
Синхронная частота вращения: определяется количеством полюсов. Для двигателей 37 кВт наиболее распространены 2, 4 и 6-полюсные исполнения.
| Типоразмер (пример) | Синхронная частота, об/мин | Номинальная частота, об/мин (прибл.) | Номинальный ток (380В), А | КПД, %, ном. | cos φ, ном. | Пусковой ток / Iном | Пусковой момент / Мном | Макс. момент / Мном |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 5АМ200М2 | 3000 | 2950 | 69-72 | 91.5 | 0.91 | 7.0 | 2.0 | 2.4 |
| 5АМ200L4 | 1500 | 1475 | 71-74 | 92.0 | 0.88 | 7.0 | 2.2 | 2.4 |
| 5АМ200L6 | 1000 | 980 | 75-78 | 91.0 | 0.84 | 6.5 | 2.0 | 2.2 |
Климатические исполнения и степени защиты
Двигатели серии 5А производятся в различных климатических исполнениях (У, УХЛ, Т) для категорий размещения 1-5 по ГОСТ 15150. Наиболее распространенные степени защиты по ГОСТ 17494-87:
- IP54: Защита от попадания пыли в количестве, нарушающем работу, и от брызг воды со всех направлений. Стандартное исполнение для большинства промышленных цехов.
- IP55: Защита от пыли и струй воды. Применяется в условиях повышенной влажности и запыленности.
- Прямой пуск (с помощью контактора): Допустим при достаточной мощности питающей трансформаторной подстанции (как правило, не менее 400-500 кВА).
- Пуск переключением «звезда-треугольник»: Применим только для двигателей, обмотки которых рассчитаны на работу в «треугольнике» при номинальном напряжении 380В. Снижает пусковой ток в 3 раза, но и пусковой момент также падает в 3 раза.
- Пуск с помощью устройств плавного пуска (УПП): Оптимальный метод, позволяющий плавно наращивать ток и момент, снижая механические удары и нагрузку на сеть.
- Частотное регулирование (ЧРП): Позволяет не только плавно пускать двигатель, но и регулировать его скорость в широком диапазоне, что приводит к значительной экономии энергии на насосных и вентиляторных нагрузках.
- Регулярную проверку и подтяжку крепежных соединений.
- Контроль вибрации и температуры подшипниковых узлов (нагрев не должен превышать +95°C).
- Чистку наружных поверхностей и вентиляционных каналов.
- Периодическую замену смазки в подшипниках качения (тип смазки и периодичность указаны в паспорте).
- Контроль сопротивления изоляции обмоток мегаомметром на 1000 В (норма не менее 1 МОм).
Система охлаждения: IC 0141 (самовентиляция с наружным обдувом от собственного вентилятора, расположенного на валу двигателя).
Режимы работы и условия эксплуатации
Двигатели 5А 37 кВт рассчитаны для продолжительного режима работы S1 по ГОСТ 183-74. Допускается работа в повторно-кратковременных режимах (S3-S5) при условии соблюдения эквивалентного теплового режима. Номинальное напряжение трехфазной сети: 380 В, частотой 50 Гц. Допускается отклонение напряжения ±5% и частоты ±2.5%. Рабочая температура окружающей среды для большинства исполнений от -40°C до +40°C. Высота установки над уровнем моря — до 1000 м.
Методы пуска и средства управления
Высокие пусковые токи (в 6-7 раз выше номинального) требуют правильного выбора аппаратуры управления. Для двигателей 37 кВт применяются:
Монтаж, обслуживание и ремонт
Монтаж двигателя должен производиться на ровную, жесткую фундаментную плиту. Обязательна центровка вала двигателя и рабочего механизма с использованием щупов или лазерного центровщика. Несоосность более 0.05 мм может привести к повышенному износу подшипников и вибрации.
Техническое обслуживание включает:
Ремонтопригодность двигателей серии 5А высокая. Основные ремонтные операции: перезаливка подшипников, перемотка статора, динамическая балансировка ротора.
Сравнение с аналогами и выбор
Двигатели 5А являются прямыми аналогами двигателей серий АИР (российские) и IM B3/B5 (европейские, например, Siemens, ABB). При выборе необходимо учитывать:
| Критерий | Варианты и рекомендации |
|---|---|
| Частота вращения | Выбирается исходя из требований приводимого механизма: 3000 об/мин для насосов, вентиляторов высокого давления; 1500 об/мин — универсальный вариант; 1000 об/мин для механизмов с высоким моментом и низкой скоростью. |
| Исполнение по монтажу | IM1081 (на лапах) — стандарт. IM2081 (лапы-фланец) — для жесткого сочленения с редуктором или насосом. |
| Степень защиты | IP54 для чистых цехов, IP55 для влажных и пыльных сред. |
| Класс изоляции | Стандартно — F (допустимый нагрев 155°C), что обеспечивает запас надежности при работе в номинальном режиме (класс нагревостойкости B, 130°C). |
| Энергоэффективность | Серия 5А соответствует классу IE1 (стандартная эффективность). Для постоянной нагрузки с большим временем наработки экономически оправдан выбор двигателей серий АИРС (IE2) или АИРЭ (IE3). |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Как определить схему соединения обмоток двигателя 5А 37 кВт?
Схема указана на заводской табличке. Для сети 380В/50Гц стандартно применяется соединение «звезда» (Y). В клеммной коробке при этом три выводных конца обмоток соединены общей перемычкой, а на три оставшихся вывода подаются фазы L1, L2, L3.
2. Какой пускатель или контактор нужен для данного двигателя?
Номинальный ток двигателя ~72А (для 1500 об/мин). Контактор должен быть выбран с запасом, обычно на 1.5-2 ступени выше: например, контактор на 80-100А (типа КМИ-110, КТ-60П). Обязательно использование теплового реле с регулируемым диапазоном, охватывающим номинальный ток двигателя (например, РТИ-1301).
3. Можно ли использовать двигатель 5А 37 кВт с частотным преобразователем?
Да, можно. Однако для длительной работы на низких скоростях (менее 20% от номинала) может потребоваться независимое охлаждение (дополнительный вентилятор). Также рекомендуется выполнить фазирование двигателя и преобразователя для снижения влияния перенапряжений на изоляцию.
4. Каков ресурс двигателя до капитального ремонта?
При соблюдении условий эксплуатации, своевременном обслуживании и номинальной нагрузке средний ресурс двигателей серии 5А составляет 40 000 — 50 000 моточасов. Основными причинами выхода из строя являются износ подшипников (60-70% случаев) и пробой изоляции обмоток из-за перегрева или увлажнения.
5. Чем отличается серия 5А от более новых серий АИР и АИРС?
Серия 5А является предшественником АИР. Основные отличия АИР/АИРС: более современные конструктивные решения (алюминиевые станины у малых мощностей, улучшенная аэродинамика вентилятора), повышенный КПД (классы IE2, IE3), меньшая масса. Габаритные и присоединительные размеры у однотипных двигателей 5А и АИР, как правило, взаимозаменяемы.
6. Как правильно хранить неиспользуемый двигатель?
Двигатель должен храниться в сухом отапливаемом помещении. При длительном хранении (более 6 месяцев) необходимо: обработать неизолированные металлические поверхности антикоррозионным составом, провернуть вал несколько раз в месяц для распределения смазки в подшипниках, периодически проверять сопротивление изоляции. При снижении сопротивления изоляции ниже 1 МОм требуется сушка обмоток.