Электродвигатели асинхронные 1,7 кВт
Электродвигатели асинхронные 1,7 кВт: технические характеристики, сферы применения и особенности эксплуатации
Асинхронные электродвигатели мощностью 1,7 кВт представляют собой широко распространенный класс электрических машин, занимающий промежуточное положение между маломощными и двигателями средней мощности. Данный номинал является стандартизированным и востребованным в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства и в системах инженерного обеспечения зданий. Двигатели этой мощности сочетают в себе достаточный вращающий момент для привода значительного числа механизмов, относительно высокий КПД и умеренное энергопотребление, что делает их оптимальным решением для многих задач.
Конструктивное исполнение и основные типы
Асинхронные двигатели 1,7 кВт выпускаются в двух основных конструктивных исполнениях, регламентируемых стандартом МЭК 60034 (ГОСТ Р МЭК 60034-5):
- IM 1081 (IP54, IP55): Защищенное исполнение с закрытым обдуваемым корпусом. Вентилятор, расположенный на валу двигателя, закрыт защитным кожухом. Воздух прогоняется по наружным ребрам корпуса, что предотвращает попадание внутрь пыли и брызг. Наиболее распространенный тип для общего промышленного применения.
- IM 1001 (IP23): Каплезащищенное исполнение с открытой вентиляцией. Воздух для охлаждения проходит через внутренние полости двигателя. Такие двигатели имеют меньшие габариты и лучше охлаждаются, но требуют установки в чистых, сухих помещениях, защищенных от попадания посторонних предметов.
- B3: На лапах с одним цилиндрическим концом вала.
- B5: Фланцевое крепление.
- B14/B34: Комбинированное крепление (лапы + фланец).
- IE1 (Standard Efficiency): Устаревший класс, снят с производства в большинстве стран.
- IE2 (High Efficiency): Стандартный уровень для большинства приложений. КПД двигателей 1,7 кВт IE2 составляет примерно 78-81% в зависимости от частоты вращения.
- IE3 (Premium Efficiency): Высокий класс. Достигается за счет использования большего количества активных материалов (медь, сталь), оптимизированных обмоток и уменьшенных воздушных зазоров. КПД повышается на 2-4% относительно IE2.
- IE4 (Super Premium Efficiency): Встречается реже для данной мощности и требует, как правило, использования технологий синхронного реактивного сопротивления или постоянных магнитов.
- Насосное оборудование: Циркуляционные, скважинные, дренажные, химические насосы в системах водоснабжения, отопления и промышленных установках.
- Вентиляционное оборудование: Приточные и вытяжные установки, крышные вентиляторы, канальные вентиляторы средней производительности.
- Станкостроение: Приводы подач токарных и фрезерных станков, сверлильные головки, шлифовальные круги малого диаметра.
- Подъемно-транспортное оборудование: Электрические тали, тельферы малой грузоподъемности, конвейеры легкого типа.
- Пищевая и перерабатывающая промышленность: Мешалки, миксеры, дозаторы, транспортеры для сыпучих продуктов.
- Компрессорная техника: Поршневые и винтовые компрессоры малой производительности.
- Соосность: Несоосность при соединении с редуктором или насосом не должна превышать 0,05 мм для гибких муфт. Использование лазерного центровщика обязательно для ответственных применений.
- Балансировку: Ротор двигателя отбалансирован на заводе. Неправильная установка полумуфты или шкива может вызвать вибрацию.
- Охлаждение: Запрещается перекрывать вентиляционные каналы. Двигатели IM 1081 (IP54) требуют наличия свободного пространства вокруг корпуса для циркуляции воздуха.
- Защиту: Обязательна установка аппаратов защиты от токов короткого замыкания (автоматические выключатели) и от перегрузки (тепловые реле или электронные защитные реле). Для двигателя 1,7 кВт номинал теплового реле обычно устанавливается в диапазоне 3,8-4,2 А.
- Техническое обслуживание: Включает периодический контроль вибрации, измерение сопротивления изоляции мегомметром (не менее 1 МОм при 500 В), чистку наружных поверхностей, проверку состояния подшипников и их замену через 20-40 тыс. часов работы.
- Режим работы (S1, S3, S6): Продолжительный (S1), повторно-кратковременный (S3 с указанием ПВ%) или перемежающийся.
- Частота вращения: Выбор между 3000, 1500, 1000, 750 об/мин зависит от требуемой скорости ведомого механизма и наличия редуктора.
- Климатическое исполнение и категория размещения: У1 для умеренного климата, ХЛ1 для холодного, Т2 для тропического. Категория размещения (например, 2 — на открытом воздухе, 3 — в помещении без регулирования климата).
- Класс изоляции: Обычно F (до 155°C), что с запасом перекрывает рабочий нагрев при классе нагревостойкости B (до 130°C).
- Материал подшипников: Стандартно — шарикоподшипники. Для агрессивных сред могут потребоваться подшипники с защитными покрытиями или из нержавеющей стали.
- АИР: Серия двигателя (Асинхронный, Единой серии, Р — на лапах).
- 100: Высота оси вращения в мм (габарит).
- L: Установочный размер по длине станины (S — короткий, L — длинный, M — средний).
- 4: Количество полюсов (4 полюса = синхронная частота 1500 об/мин).
- Несоосность с нагрузкой, вызывающая дополнительное трение в подшипниках.
- Повышенное напряжение или несимметрия напряжений в питающей сети.
- Повреждение обмотки (межвитковое замыкание).
- Износ или недостаток смазки в подшипниках.
- Затрудненное охлаждение (загрязнены ребра корпуса, не работает вентилятор).
- Увеличенная масса активных материалов: больше меди в обмотках и больше электротехнической стали в магнитопроводе.
- Более точные воздушные зазоры и оптимизированная геометрия пазов для снижения магнитных потерь.
- Использование стали с улучшенными магнитными свойствами.
- Снижение потерь на трение и вентиляцию (более эффективные вентиляторы и подшипники).
По способу монтажа двигатели 1,7 кВт чаще всего соответствуют типам:
Электрические характеристики и параметры
Основные параметры асинхронных двигателей мощностью 1,7 кВт определяются их серией, классом энергоэффективности и частотой вращения.
Таблица 1. Сводные технические характеристики для двигателей 1,7 кВт (на примере серий АИР/АИРЕ)
| Типоразмер (высота оси вращения) | Синхронная частота, об/мин | КПД (η), % (для IE2/IE3) | Коэффициент мощности (cos φ) | Номинальный ток, А (~400 В, 50 Гц) | Пусковой ток (Iп/Iн) | Кратность пускового момента (Мп/Мн) | Кратность максимального момента (Мmax/Мн) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 90L | 3000 | 78.0 / 80.5 | 0.83 | 3.7 | 6.0 | 2.2 | 2.4 |
| 100S | 1500 | 81.0 / 83.5 | 0.76 | 3.8 | 6.5 | 2.2 | 2.4 |
| 100L | 1000 | 78.0 / 80.0 | 0.73 | 4.1 | 5.5 | 2.1 | 2.3 |
| 112M | 750 | 76.0 / 78.0 | 0.71 | 4.5 | 5.0 | 2.0 | 2.2 |
Классы энергоэффективности (IE)
Современные двигатели 1,7 кВт производятся в соответствии с международными стандартами энергоэффективности:
Выбор между IE2 и IE3 определяется расчетом жизненного цикла: более высокая стоимость двигателя IE3 окупается за счет экономии электроэнергии при продолжительной работе в год (более 4000 часов).
Способы пуска и управления
Для двигателей 1,7 кВт применяются различные схемы пуска, выбор которых зависит от требований сети и механизма.
Таблица 2. Методы пуска асинхронных двигателей 1,7 кВт
| Способ пуска | Схема | Снижение пускового тока | Снижение пускового момента | Применение |
|---|---|---|---|---|
| Прямой пуск (DOL) | Напрямую от сети | Нет (100% Iп) | Нет (100% Мп) | Механизмы с легкими условиями пуска (насосы, вентиляторы, небольшие станки). Мощность трансформатора должна быть существенно больше мощности двигателя. |
| Звезда-Треугольник (Y-Δ) | Переключение обмоток | В 3 раза (≈33% Iп) | В 3 раза (≈33% Мп) | Механизмы, допускающие пуск без нагрузки или с легким нагрузочным моментом. Двигатель должен иметь выводы всех 6 концов обмоток. |
| Частотный преобразователь (ЧП) | Электронное управление | Ограничивается до 100-150% Iн | Плавно наращивается | Требования к плавному пуску, регулированию скорости, точному позиционированию. Позволяет достичь максимальной энергоэффективности системы. |
| Устройство плавного пуска (УПП) | Фазное регулирование | Плавно регулируется (200-400% Iн) | Плавно регулируется | Механизмы с тяжелым пуском или где необходимо ограничить рывок и гидроудар (конвейеры, мешалки, поршневые компрессоры). |
Области применения
Двигатели мощностью 1,7 кВт являются универсальным приводом для широкого спектра оборудования:
Особенности монтажа, эксплуатации и технического обслуживания
Правильный монтаж и обслуживание критически важны для надежной работы двигателя. Необходимо обеспечить:
Критерии выбора двигателя 1,7 кВт
При подборе двигателя для конкретного применения необходимо учитывать следующие параметры:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Можно ли подключить двигатель 1,7 кВт/400В к однофазной сети 220В?
Да, это возможно, но только с использованием пусковых и рабочих конденсаторов (схема «треугольник»). При этом мощность двигателя снизится на 30-40%, пусковой момент будет низким, а перегрев обмоток при нагрузке — вероятным. Данный режим не является штатным и рекомендуется только для неответственных, кратковременных работ. Для постоянной эксплуатации в однофазной сети предпочтительнее использовать специальные однофазные двигатели или частотный преобразователь с функцией однофазного входа.
2. Какой кабель выбрать для подключения двигателя 1,7 кВт к сети 380В?
При прямом пуске номинальный ток двигателя составляет примерно 3,7-4,0 А. Согласно ПУЭ, сечение кабеля выбирается по длительно допустимому току с учетом способа прокладки. Для медного кабеля ВВГнг 3х1,5 мм², проложенного в воздухе, допустимый ток составляет 19 А, что более чем достаточно. Однако необходимо также проверить кабель на механическую прочность и потери напряжения (при длине линии более 50 метров). На практике часто применяют кабель 3х2,5 мм².
3. Что означает маркировка, например, АИР100L4?
Таким образом, АИР100L4 — это асинхронный двигатель на лапах, высота оси 100 мм, длинная станина, 1500 об/мин, мощность 1,7 кВт.
4. Почему двигатель греется выше допустимой температуры даже без нагрузки?
Возможные причины:
Необходимо провести диагностику: измерение токов по фазам, проверку сопротивления изоляции и соосности.
5. В чем принципиальная разница между двигателями IE2 и IE3 на 1,7 кВт?
Двигатели класса IE3 (Premium Efficiency) конструктивно отличаются от IE2:
В результате двигатель IE3 имеет на 2-4% более высокий КПД, что при постоянной работе приводит к существенной экономии электроэнергии.
6. Как правильно подобрать тепловое реле для защиты двигателя 1,7 кВт?
Номинальный ток двигателя указан на шильдике (например, 3,8А). Ток уставки теплового реле (Iуст) выбирается в пределах 1,05 — 1,2 от номинального тока двигателя (Iн): Iуст = (1,05…1,2) Iн. Для нашего примера: Iуст = 1,15 3,8А ≈ 4,4А. Необходимо выбрать ближайшее доступное значение уставки на реле. Также важно проверить время-токовую характеристику реле, чтобы оно не срабатывало при пусковом токе.