Электродвигатели 112 М8
Электродвигатели 112 М8: полный технический анализ и область применения
Электродвигатель асинхронный трехфазный серии АИР (или его аналоги) с высотой оси вращения 112 мм и установочным размером по длине станины «М» при числе полюсов 8 является специализированным оборудованием, предназначенным для привода механизмов с низкой частотой вращения. Типоразмер 112 М8 обозначает: 112 мм – расстояние от оси вала до опорной поверхности лап (высота оси вращения), буква «М» – установочный размер по длине станины (габарит от конца вала до середины лап), цифра «8» – количество полюсов, что соответствует синхронной частоте вращения 750 об/мин. Данные двигатели относятся к машинам малой мощности, но играют критически важную роль в системах, где требуется высокий вращающий момент при низких оборотах.
Конструктивные особенности и технические характеристики
Электродвигатели 112 М8 изготавливаются в соответствии с ГОСТ Р 51689-2000 (стандарт МЭК 60034-1). Конструкция включает в себя чугунные станину и подшипниковые щиты, короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка», статор с трехфазной обмоткой, уложенной в пазы. Класс изоляции, как правило, F, что допускает нагрев до 155°C, но работа двигателя обычно ограничивается классом нагревостойкости B (130°C) для увеличения ресурса. Степень защиты стандартно IP54 (защита от пыли и брызг воды), возможно исполнение IP55. Способ охлаждения – IC0141 (самовентилируемые).
Ключевые параметры двигателей данного типоразмера варьируются в зависимости от конкретной модификации и производителя. Основные данные сведены в таблицу.
Таблица 1. Основные технические характеристики электродвигателей 112 М8
| Параметр | Значение / Диапазон | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальная мощность, P2N | 1.1 – 2.2 кВт | Наиболее распространено 1.5 кВт |
| Синхронная частота вращения, n1 | 750 об/мин | Определяется числом полюсов (8) |
| Номинальная частота вращения, nN | около 700 – 720 об/мин | Зависит от скольжения (3-7%) |
| Номинальное напряжение, UN | 380 В (50 Гц), 220/380 В (Δ/Y) | Для сети 380/660 В – 380/660 В (Δ/Y) |
| Номинальный ток, IN | 3.0 – 5.5 А (при 380В, 1.5кВт ~ 3.7А) | Зависит от КПД и cos φ |
| Коэффициент полезного действия, η | 78% – 82% | Пик КПД для данного типоразмера |
| Коэффициент мощности, cos φ | 0.67 – 0.72 | Низкое значение характерно для многополюсных машин |
| Кратность пускового тока, Iп/IN | 5.0 – 6.5 | |
| Кратность пускового момента, Mп/MN | 1.8 – 2.2 | |
| Кратность максимального момента, Mmax/MN | 2.0 – 2.5 | |
| Масса | 25 – 35 кг | Зависит от длины сердечника (установочного размера) |
Область применения и специфика выбора
Двигатели 112 М8 применяются там, где необходима низкая скорость вращения без использования редуктора или с упрощенной редукторной частью. Это снижает стоимость, металлоемкость и повышает надежность кинематической цепи.
- Насосное оборудование: поршневые и шестеренные насосы, малые циркуляционные насосы систем отопления с прямым приводом.
- Вентиляционное оборудование: крышные вентиляторы низкого давления, вытяжные установки с большими диаметрами колес.
- Подъемно-транспортные механизмы: тельферы и тали малой грузоподъемности, приводы ворот и задвижек.
- Оборудование для переработки: мешалки, смесители, дробилки малой мощности, транспортеры с низкой скоростью движения ленты.
- Станкостроение: приводы подач, поворотные механизмы.
- Двигатель 112 М8 имеет большие габариты по длине (установочный размер «М» длиннее, чем «S» у 112S2).
- Значительно больший вращающий момент при тех же 1.5 кВт: M = 9550
- P / n. Для 750 об/мин момент примерно в 4 раза выше, чем для 3000 об/мин.
- Более низкий КПД и cos φ из-за увеличенного числа витков в обмотке и, как следствие, большего активного сопротивления.
- Более высокую стоимость из-за большего расхода меди и стали.
- Перегрев обмоток: Причины: работа с перегрузкой, нарушение вентиляции, частые пуски, несимметрия напряжения. Профилактика: контроль тока нагрузки, обеспечение чистоты корпуса, проверка напряжения по фазам.
- Износ подшипников: Причины: естественный износ, попадание загрязнений, отсутствие смазки, несоосность валов. Профилактика: регулярное ТО, центровка, использование защитных кожухов.
- Межвитковое замыкание: Причины: ударные механические нагрузки (вибрация), старение изоляции из-за перегрева. Профилактика: исключение вибрации на этапе монтажа, работа в номинальном режиме.
При выборе необходимо учитывать режим работы (S1 – продолжительный, S3 – периодический и т.д.). Для двигателей 112 М8 в продолжительном режиме критически важен правильный теплоотвод. Из-за низкого КПД и cos φ, большая часть потребляемой энергии превращается в тепло, что требует обеспечения хорошей вентиляции.
Схемы подключения и пуск
Для трехфазной сети 380 В, 50 Гц обмотка статора двигателя 112 М8, как правило, соединяется «звездой» (Y). Если двигатель имеет маркировку напряжения 220/380 В, то для сети 380 В применяется схема «звезда», а для 220 В – «треугольник» (Δ). Пуск чаще всего прямой (прямое включение в сеть), так как мощность невелика, а пусковые токи (5-6IN) обычно не вызывают проблем для сетей электроснабжения. Однако при слабой сети или необходимости плавного пуска могут применяться устройства плавного пуска (УПП) или частотные преобразователи (ЧП). Использование ЧП, кроме регулирования скорости вниз от номинала (с обязательным снижением момента), позволяет компенсировать низкий cos φ и повысить энергоэффективность системы.
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Монтаж осуществляется на жесткую, выверенную по горизонтали фундаментную плиту или раму через лапы. Обязательна центровка вала двигателя с валом рабочего механизма. Использование эластичных муфт предпочтительно. Подшипниковые узлы – наиболее уязвимое место. Стандартно используются шарикоподшипники качения (на валу – радиально-упорный, со стороны противоположной выходному валу – радиальный). Требуется периодическая (раз в 1-2 года при работе в режиме S1) проверка состояния смазки и ее замена. Перегрев подшипников – первый признак износа или несоосности. Эксплуатация при повышенной вибрации недопустима и ведет к ускоренному разрушению изоляции обмоток и подшипниковых узлов.
Сравнение с двигателями на других частотах вращения в том же типоразмере
В рамках одной высоты оси вращения 112 мм производятся двигатели с 2, 4, 6 полюсами (3000, 1500, 1000 об/мин). Сравнение с моделью 112 М2 (3000 об/мин) при одинаковой мощности показывает:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем обусловлен относительно низкий КПД и cos φ у 8-полюсных двигателей 112 габарита?
Низкие значения КПД (78-82%) и коэффициента мощности (0.67-0.72) являются прямым следствием конструктивных особенностей многополюсных машин малой мощности. Для создания 8 магнитных полюсов требуется обмотка статора с большим количеством витков меньшего сечения. Это приводит к увеличению активного сопротивления обмотки (большие потери в меди) и индуктивного сопротивления рассеяния. Рост индуктивной составляющей тока намагничивания снижает cos φ. Увеличение магнитного пути и массы стали также повышает потери в стали.
Можно ли использовать двигатель 112 М8 в однофазной сети 220 В?
Нет, напрямую – нельзя. Это трехфазный асинхронный двигатель. Для работы от однофазной сети требуется применение фазосдвигающих элементов, чаще всего – пусковых и рабочих конденсаторов. Такая схема (конденсаторный двигатель) приводит к значительному снижению выходной мощности (на 30-50%), ухудшению характеристик и перегреву. Рекомендуется подбор специализированного однофазного двигателя или использование частотного преобразователя с функцией преобразования 1ф/3ф.
Как правильно выбрать тепловую защиту для данного двигателя?
Номинальный ток теплового реле (или уставка защитного автомата с характеристикой «D») должен быть выбран равным или на 5-10% выше номинального тока двигателя, указанного на его шильдике. Для типового двигателя 1.5 кВт, 380 В, 3.7 А, номинальный ток защиты составит 4 А. Важно учитывать, что пусковой ток может достигать 5*3.7=18.5 А, поэтому защита должна иметь соответствующую времятоковую характеристику, чтобы не срабатывать при пуске.
Что означает буква «М» в обозначении 112 М8 и какие бывают еще варианты?
Буква «М» обозначает установочный размер по длине станины (габарит от конца вала до середины лап). Это один из нескольких возможных размеров при одной высоте оси вращения 112 мм. Ряд установочных размеров по возрастанию длины: S, M, L. Более длинный двигатель (L) при той же мощности и частоте вращения обычно имеет несколько лучшие энергетические показатели (КПД, cos φ) за счет менее плотной тепловой нагрузки.
Каковы основные причины выхода из строя двигателей 112 М8 и как их предотвратить?
Эффективно ли применение частотного преобразователя для регулирования скорости такого двигателя?
Да, применение ЧП эффективно для плавного пуска и регулирования скорости в диапазоне, как правило, от 10-15 Гц до 50 Гц (соответственно 150-750 об/мин). При этом на частотах ниже номинальной (50 Гц) двигатель работает в режиме постоянства магнитного потока с постоянным моментом. Важно учитывать, что собственное охлаждение двигателя (самовентиляция) ухудшается при снижении скорости, поэтому при длительной работе на низких оборотах может потребоваться внешнее охлаждение. ЧП также позволяет повысить cos φ системы до 0.95-0.98.