Электродвигатели асинхронные 132 кВт

Электродвигатели асинхронные 132 кВт: технические характеристики, конструкция и применение

Асинхронные электродвигатели мощностью 132 кВт представляют собой серийную и широко распространенную группу электрических машин, занимающую промежуточное положение между двигателями средней и большой мощности. Данный типоразмер является одним из наиболее востребованных в промышленности благодаря оптимальному балансу мощности, массогабаритных показателей и стоимости. Двигатели 132 кВт применяются для привода насосных агрегатов, вентиляционных установок, компрессоров, конвейерных линий, смесителей, дробильного оборудования и других механизмов, требующих надежного и эффективного силового компонента.

Конструктивные особенности и исполнения

Асинхронные двигатели 132 кВт производятся в соответствии с сериями, такими как АИР (российский стандарт) или IEC (международный стандарт). Конструктивно они представляют собой закрытую машину с принудительным охлаждением (обозначение IP54, IP55). Основные узлы включают в себя:

Статор: Сердечник статора набирается из изолированных листов электротехнической стали для снижения потерь на вихревые токи. В пазы укладывается трехфазная обмотка, выполненная, как правило, из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F или H.
Ротор: В двигателях данной мощности наиболее распространены короткозамкнутые роторы типа «беличья клетка» (АИР). Литой алюминиевый или медный сердечник с залитыми стержнями и короткозамыкающими кольцами обеспечивает высокую механическую прочность и простоту конструкции.
Корпус и охлаждение: Чугунный корпус обеспечивает жесткость и виброустойчивость. На корпусе закреплен внешний вентилятор, закрытый защитным кожухом, который создает поток воздуха для отвода тепла от ребристого корпуса.
Подшипниковые щиты: В двигателях устанавливаются роликовые и шариковые подшипники качения, рассчитанные на длительный срок службы. Существуют исполнения с лабиринтными уплотнениями для защиты подшипникового узла в условиях запыленности.

Основные технические параметры и характеристики

Ключевые параметры двигателей 132 кВт определяются стандартами и конкретным исполнением. Ниже приведены типичные значения для двигателей серии АИР при питании от сети 380В, 50 Гц.

Таблица 1. Сводные технические характеристики асинхронных двигателей 132 кВт (серия АИР)

Параметр	Значение / Диапазон	Примечание
Номинальная мощность, P_н	132 кВт	Механическая мощность на валу
Синхронная частота вращения	3000, 1500, 1000, 750 об/мин	Зависит от количества полюсов (2p=2,4,6,8)
Номинальное напряжение	220/380В, 380/660В, 660В	Наиболее распространено 380В, треугольник/звезда
Номинальный ток, I_н	~240-250 А (для 380В, 1500 об/мин)	Зависит от КПД и cos φ
КПД (η)	94.0% — 95.5%	Соответствует классу IE3 (Премиум)
Коэффициент мощности (cos φ)	0.87 — 0.92	Увеличивается с ростом числа полюсов
Кратность пускового тока, I_п/I_н	6.5 — 8.0	Требует учета при выборе пусковой и защитной аппаратуры
Кратность пускового момента, M_п/M_н	1.1 — 1.4
Кратность максимального момента, M_max/M_н	2.2 — 3.0	Показатель перегрузочной способности
Масса	800 — 1100 кг	Зависит от габарита (высота оси вращения, обычно 280-315 мм) и исполнения
Степень защиты	IP54, IP55	Защита от пыли и водяных брызг
Класс изоляции	F	Рабочая температура до 155°C, с запасом на нагрев

Классы энергоэффективности и стандарты

Современные двигатели 132 кВт в обязательном порядке соответствуют международным стандартам энергоэффективности IEC 60034-30-1. В соответствии с ними выделяются классы:

IE1 (Стандартный): Устаревший класс, производство таких двигателей в большинстве стран прекращено.
IE2 (Повышенный): Допустим для использования с частотным преобразователем.

IE3 (Премиум): Требуемый минимальный класс для двигателей 132 кВт в большинстве развитых стран, включая Таможенный союз (ТР ТС 004/2011). КПД двигателей IE3 составляет 94-95.5%.

IE4 (Сверхпремиум): Двигатели с использованием передовых технологий (например, постоянные магниты или улучшенная асинхронная конструкция), обеспечивающие еще более высокий КПД (на 15-20% меньше потерь, чем у IE3).

Использование двигателей класса IE3 и выше позволяет существенно снизить эксплуатационные расходы на электроэнергию, несмотря на их более высокую первоначальную стоимость. Срок окупаемости за счет экономии электроэнергии для двигателей такой мощности обычно составляет 1-3 года.

Особенности выбора и монтажа

Выбор двигателя 132 кВт должен основываться на детальном анализе условий работы и требований привода.

Критерии выбора:

Частота вращения: Определяется требованиями приводимого механизма. Двигатели на 1500 об/мин (4-полюсные) являются наиболее универсальными и распространенными.
Напряжение сети: Должно соответствовать паспортному напряжению двигателя. Для сетей 380В обмотка статора, как правило, соединяется в «треугольник».
Режим работы (S1-S10): Для двигателей 132 кВт стандартным является продолжительный режим работы S1. Для циклических или кратковременных режимов необходим пересчет мощности.
Исполнение по монтажу: Наиболее часто используется исполнение IM 1081 (лапы, фланец отсутствует) или IM 2081 (лапы с фланцем).
Климатическое исполнение: Указывается в соответствии с ГОСТ (например, У1, У3, ХЛ1).

Требования к монтажу и пуску:

Пусковой ток двигателя 132 кВт составляет 1500-2000 А, что предъявляет высокие требования к питающей сети и пусковой аппаратуре. Для пуска применяются:

Прямой пуск (DOL): Наиболее простой, но создает высокую нагрузку на сеть. Применяется при достаточной мощности питающего трансформатора.
Пуск «звезда-треугольник»: Снижает пусковой ток в 3 раза, но и пусковой момент также падает в 3 раза. Подходит для механизмов с вентиляторным моментом (насосы, вентиляторы).
Частотный преобразователь (ЧП): Оптимальное решение, обеспечивающее плавный пуск, широкое регулирование скорости и максимальную энергоэффективность. Позволяет использовать двигатели класса IE2 в составе регулируемого привода для соответствия нормам IE3.
Устройства плавного пуска (УПП): Обеспечивают снижение пускового тока и плавный разгон без регулирования скорости в рабочем режиме.

Монтаж должен производиться на жесткое, выверенное по уровню основание. Обязательна центровка вала двигателя и рабочего механизма с использованием точных инструментов (лазерный центровщик) для исключения вибраций и преждевременного износа подшипников.

Эксплуатация, техническое обслуживание и диагностика

Регламентное обслуживание двигателя 132 кВт включает в себя периодический контроль:

Вибродиагностика: Измерение виброскорости и виброускорения на подшипниковых щитах. Позволяет выявить дисбаланс, ослабление крепления, дефекты подшипников и несоосность.
Термография: Контроль температуры корпуса, подшипниковых узлов и клеммной коробки с помощью тепловизора для выявления перегрева из-за плохих контактов или дефектов обмотки.
Анализ состояния изоляции: Измерение сопротивления изоляции мегаомметром (не менее 1 МОм при 2500 В для двигателей на 380В) и тангенса угла диэлектрических потерь.
Контроль подшипников: Плановое пополнение смазки (тип и количество смазки указаны в паспорте). Замена подшипников по наработке или при появлении шума и вибрации.
Чистка и продувка: Удаление пыли и грязи с ребер корпуса для обеспечения эффективного охлаждения.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Как определить схему соединения обмоток двигателя 132 кВт на 380В?

Схема соединения указана на шильдике и в паспорте. Для напряжения сети 380В, наиболее вероятна схема «треугольник» (Δ). В клеммной коробке обычно расположены 6 выводов (начала и концы трех фаз). Соединение в «треугольник» выполняется путем установки перемычек между клеммами: W2-U1, U2-V1, V2-W1, а на оставшиеся три клеммы (U1, V1, W1) подается трехфазное напряжение.

2. Можно ли использовать двигатель 132 кВт с частотным преобразователем, и какие особенности настройки?

Да, это рекомендованный способ для регулируемого привода. При этом необходимо:

Выбрать ЧП с запасом по току (номинальный ток двигателя ~250А, значит, ЧП должен иметь выходной ток не менее 250-260А).
Установить параметры двигателя (номинальные напряжение, ток, частоту, скорость) в настройках ЧП.
При длинных кабелях между ЧП и двигателем (более 50 м) использовать выходной дроссель или синус-фильтр для защиты изоляции обмотки от перенапряжений, вызванных эффектом длинной линии.
Обеспечить эффективное охлаждение двигателя на низких скоростях, так как встроенный вентилятор снижает производительность. При длительной работе на малых оборотах может потребоваться независимый вентилятор.

3. Каков расчетный ток для выбора автоматического выключателя и кабеля для двигателя 132 кВт/380В?

Номинальный ток указан на шильдике. Для ориентировочного расчета можно использовать формулу: I_н = P_н / (√3 U cos φ η). Для 132 кВт, 380В, cos φ=0.9, η=0.95, получаем I_н ≈ 132000 / (1.7323800.90.95) ≈ 235 А. Пусковой ток I_п = I_н K_п = 235 7 ≈ 1645 А.

Автоматический выключатель: Выбирается с номинальным током, большим I_н, с характеристикой срабатывания, стойкой к пусковому току (например, D[I_н]). Типичный выбор – автомат на 250А с характеристикой D.
Кабель: Сечение выбирается по току с учетом условий прокладки. Для 235А при прокладке в воздухе подходит медный кабель сечением 120-150 мм² (например, ВВГнг или АВВГ). Необходима проверка по потере напряжения.

4. Что делать, если двигатель перегревается в номинальном режиме?

Последовательность диагностики:

Проверить фактическое напряжение сети: отклонение более ±5% от номинала ведет к перегреву.
Проверить загрузку двигателя по току: ток не должен превышать номинальный.
Очистить ребра охлаждения и проверить работу вентилятора.
Проверить соосность с нагрузкой. Несоосность вызывает вибрацию и нагрев подшипников.
Измерить сопротивление изоляции обмоток и сопротивление между фазами. Значительный разброс может указывать на межвитковое замыкание.
Проверить качество подвода питания: ослабление контактов в клеммной коробке или на пусковой аппаратуре вызывает локальный нагрев.

5. Какой класс энергоэффективности обязателен для двигателей 132 кВт в РФ и ЕАЭС?

Согласно техническому регламенту Таможенного союза ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования», для асинхронных двигателей мощностью от 0.75 до 1000 кВт обязательным минимальным классом энергоэффективности является IE2. Однако, для двигателей, работающих в режиме S1, с 2017 года действует требование о соответствии классу IE3 либо классу IE2 при работе в составе регулируемого электропривода (с частотным преобразователем). Таким образом, для большинства применений двигатель 132 кВт должен иметь класс IE3.

Заключение

Асинхронные электродвигатели мощностью 132 кВт являются критически важным компонентом в промышленных системах привода. Их правильный выбор, основанный на анализе технических характеристик (КПД, cos φ, кратности моментов), класса энергоэффективности (IE3/IE4) и условий эксплуатации, определяет надежность, производительность и экономичность технологического процесса. Современные тенденции направлены на интеграцию этих двигателей в системы регулируемого привода с использованием частотных преобразователей, что позволяет достичь максимальной энергоэффективности и гибкости управления. Регулярное техническое обслуживание, включающее виброконтроль и диагностику состояния изоляции, является залогом многолетней безотказной работы оборудования.

Электродвигатели асинхронные 132 кВт