Электродвигатели 4ВР 100
Электродвигатели 4ВР 100: полный технический обзор и особенности эксплуатации
Электродвигатели серии 4ВР 100 представляют собой трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, сконструированные по стандарту IEC. Модель 100 в обозначении указывает на высоту оси вращения, которая составляет 100 мм. Данные двигатели относятся к классу машин малой мощности и предназначены для продолжительного режима работы S1 в широком спектре промышленных применений: привод насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров, станков и другого технологического оборудования.
Конструктивные особенности и исполнения
Двигатели серии 4ВР построены на основе литой алюминиевой или чугунной станины и корпусных щитов, что обеспечивает высокую механическую прочность и эффективный отвод тепла. Конструкция соответствует степени защиты IP54 (защита от попадания пыли и брызг воды со всех направлений) и IP55 (защита от струй воды), что позволяет эксплуатировать их в условиях повышенной запыленности и влажности. По способу монтажа двигатели 4ВР 100 преимущественно выпускаются в исполнении IM 1081 (фланцевое крепление) и IM 2081 (комбинированное крепление: лапы и фланец).
- Система изоляции: Класс нагревостойкости изоляции обмотки статора – F (до 155°C), что при работе в номинальном режиме с температурой окружающей среды +40°C обеспечивает значительный запас по перегреву и повышенный ресурс.
- Система охлаждения: Используется самовентилируемое охлаждение (IC 411). Вентилятор, закрытый защитным кожухом, установлен на валу двигателя и обеспечивает принудительный обдув корпуса.
- Подшипниковые узлы: Как правило, применяются шарикоподшипники качения, смазываемые консистентной смазкой на весь срок службы или с наличием пресс-масленок для периодического обслуживания.
- Клеммная коробка: Расположена в верхней части корпуса. Существуют исполнения с возможностью поворота коробки на 90°, 180° и 270° для удобства подвода кабелей.
- Высота оси вращения (H): 100 мм.
- Установочные размеры по лапам (A×B): 160 × 100 мм.
- Расстояние между отверстиями в лапах (C): 50 мм.
- Диаметр выходного конца вала (D): 28 мм.
- Длина вала (E): 60 мм.
- Высота от центра вала до верхней точки (H): 100 мм.
- Визуальный контроль состояния корпуса, клеммной коробки, вентилятора.
- Контроль вибрации. Допустимый уровень вибрации для данного габарита обычно не превышает 2.8 мм/с по СКЗ.
- Измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром на напряжение 500 В. Нормативное значение – не менее 1 МОм при температуре +25°C, на практике для сухих обмоток оно составляет десятки и сотни МОм.
- Контроль состояния подшипников: замена смазки (если предусмотрена конструкцией) и проверка на наличие постороннего шума.
- Класс энергоэффективности (IE1, IE2, IE3). Современные модификации 4ВР могут выпускаться с повышенным КПД, соответствующим классам IE2 и IE3.
- Материал корпуса: алюминий (легче, лучше теплоотвод) или чугун (более прочный, лучше гасит вибрации).
- Наличие термодатчиков (PTC-термисторов) или термореле в обмотке для защиты от перегрева.
- Сертификацию для конкретных отраслей (взрывозащищенное исполнение 4ВР 100 Ex, судовое и т.д.).
- Механические: Износ подшипников из-за перекоса, вибраций или отсутствия смазки; повреждение вала или посадочных мест.
- Электрические: Межвитковое замыкание в обмотке статора из-за перенапряжений (в т.ч. от ЧП), старения изоляции или перегрева; обрыв обмотки.
- Эксплуатационные: Частые пуски и остановки в режимах, не соответствующих S1; работа с перегрузкой; попадание влаги внутрь корпуса при повреждении уплотнений.
Основные технические параметры и габаритно-присоединительные размеры
Номинальная мощность двигателей в габарите 100 мм варьируется в зависимости от числа полюсов (синхронной частоты вращения). Основные параметры сведены в таблицу.
| Типоразмер (4ВР 100) | Мощность, кВт | Синхронная частота, об/мин (полюсов) | Номинальный КПД, η, % | Коэффициент мощности, cos φ | Номинальный ток при 380В, А (прибл.) | Масса, кг (прибл.) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 100S | 1.1 — 1.5 | 3000 (2), 1500 (4), 1000 (6) | 78 — 80 | 0.83 — 0.76 | 2.5 — 3.5 | 15 — 17 |
| 100L | 1.5 — 2.2 | 3000 (2), 1500 (4), 1000 (6) | 80 — 82 | 0.85 — 0.78 | 3.5 — 5.0 | 18 — 22 |
Габаритно-присоединительные размеры строго стандартизированы по IEC. Ключевые размеры для исполнения на лапах (IM 2081):
Для фланцевого исполнения (IM 1081) стандартным является фланец типа F (свободный) с диаметром Df = 215 мм и посадочным диаметром D5 = 130 мм.
Режимы работы и условия эксплуатации
Двигатели 4ВР 100 рассчитаны на продолжительный режим работы S1. Допускается работа в других режимах (S2 – кратковременный, S3 – периодически-кратковременный, S6 – перемежающийся), но с обязательным пересчетом эквивалентной нагрузки и теплового режима. Стандартные условия окружающей среды: высота над уровнем моря до 1000 м, температура окружающего воздуха от -40°C до +40°C (для исполнения по температуре окружающей среды +40°C). Существуют климатические исполнения УХЛ и Т для умеренно-холодного и тропического климата.
Управление и пуск
Прямой пуск от сети – основной и допустимый способ для двигателей данной мощности, так как пусковые токи (Iпуск/Iном = 5.5 – 7.0) не вызывают значительных проблем в сетях общего назначения. Для плавного пуска, регулирования скорости или частых пусков рекомендуется использование частотных преобразователей (ЧП). При выборе ЧП необходимо учитывать, что двигатели 4ВР 100 не имеют независимой вентиляции, поэтому при длительной работе на низких скоростях (менее 20% от номинальной) может потребоваться внешний обдув.
Техническое обслуживание и диагностика
Плановое техническое обслуживание включает в себя:
Сравнение с аналогами и выбор
Серия 4ВР является отечественным аналогом импортных двигателей стандарта IEC габарита 100 (например, Siemens 1LE1, WEG W22, ABB M2BA). При выборе необходимо обращать внимание не только на основные параметры (мощность, обороты), но и на:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается исполнение 4ВР 100S от 4ВР 100L?
Буквы S (Short) и L (Long) обозначают длину сердечника статора и, соответственно, длину корпуса. Двигатели с индексом L при той же высоте оси вращения имеют более длинный корпус, что позволяет разместить обмотку с большим количеством меди и, как следствие, имеют более высокую номинальную мощность (например, 2.2 кВт вместо 1.5 кВт на 1500 об/мин) и, как правило, несколько лучший КПД.
Можно ли использовать двигатель 4ВР 100 с частотным преобразователем?
Да, можно. Однако для длительной работы на низких оборотах (ниже 20-25% от номинала) рекомендуется заказать двигатель со встроенным независимым вентилятором (IC 416) или установить внешний обдув. Также при питании от ЧП длиной кабеля более 50 метров может потребоваться установка выходного дросселя или синус-фильтра для защиты изоляции обмотки от перенапряжений.
Каков ресурс подшипников и как часто их нужно смазывать?
Ресурс подшипников при правильных условиях монтажа (соосность) и эксплуатации может превышать 40 000 часов. Многие двигатели 4ВР 100 поставляются с подшипниками, заправленными консистентной смазкой на весь срок службы (обозначение «Maintenance-free»). Если в конструкции есть пресс-масленки, интервал смазки указывается в паспорте и зависит от режима работы, но обычно составляет не менее 4000-5000 часов.
Что означает маркировка «4ВР 100L4» и «4ВР 100LУ3»?
«4ВР 100L4»: 4 – номер серии, ВР – «взрывозащищенное исполнение» (если отсутствует, то А – асинхронный общепромышленный), 100 – высота оси вращения, L – установочный размер по длине, 4 – число полюсов (1500 об/мин).
«4ВР 100LУ3»: Дополнительные буквы после цифры полюсов обозначают климатическое исполнение и категорию размещения. У3 – для умеренного климата, на открытом воздухе.
Как правильно подобрать тепловую защиту для двигателя 4ВР 100?
Защиту от перегрузки следует выбирать по номинальному току двигателя, указанному на шильдике. Для двигателей мощностью 1.5-2.2 кВт при 380В номинальный ток составляет примерно 3.2-5.0 А. Рекомендуется использовать термореле (тепловое реле) с регулируемым диапазоном, настроенным на номинальный ток, или современный цифровой защитный выключатель двигателя с функцией защиты от перегрузки, обрыва фазы и заклинивания ротора.
Каковы основные причины выхода из строя двигателей 4ВР 100?
Заключение
Электродвигатели серии 4ВР 100 являются надежными, универсальными и ремонтопригодными машинами, полностью соответствующими международным стандартам. Их конструкция, широкий спектр исполнений и адаптация к различным условиям эксплуатации делают их оптимальным выбором для множества промышленных применений с приводом малой мощности. Правильный подбор по параметрам, грамотный монтаж с обеспечением соосности и регулярное профилактическое обслуживание являются залогом многолетней безотказной работы данного электротехнического оборудования.