Электродвигатели 250S8: технические характеристики, конструкция и область применения
Электродвигатель 250S8 представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии АИР или её аналогов (RA, АД и др.), соответствующий требованиям ГОСТ 51689-2000 (IEC 60034-1). Индекс «250» обозначает высоту оси вращения вала в миллиметрах (250 мм), что соответствует 10-й габариту по ГОСТ, а буква «S» указывает на установочный размер по длине станины. Цифра «8» означает количество полюсов, что определяет синхронную частоту вращения, равную 750 об/мин (при частоте сети 50 Гц). Данные двигатели относятся к мощному промышленному оборудованию и предназначены для продолжительного режима работы S1.
Конструктивные особенности и система охлаждения
Двигатель 250S8 выполнен в защищенном исполнении (IP23) или закрытом обдуваемом (IP54). В исполнении IP23 охлаждение осуществляется наружным воздухом, поступающим через вентиляционные отверстия в торцевых щитах и станине. В исполнении IP54 двигатель имеет закрытый корпус с наружным вентилятором, обдувающим ребристую поверхность станины через кожух. Конструкция включает в себя:
- Статор: Собирается из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга для снижения потерь на вихревые токи. Обмотка статора выполняется из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F или H, что позволяет работать при температуре до 155°C (класс F).
- Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Изготавливается методом литья под давлением из алюминиевого сплава или, для повышенных требований к механической прочности и пусковым характеристикам, из меди.
- Подшипниковые щиты и узлы: Используются роликовые или шариковые подшипники качения (например, 32316 и 6220 по ГОСТ), рассчитанные на длительную работу без замены смазки. На валу со стороны привода устанавливается внутренний вентилятор.
- Клеммная коробка: Располагается в верхней части станины, может быть поворотной на 180° для удобства подвода кабелей. Соединение обмоток – «звезда» на номинальное напряжение 380В или комбинированное «звезда/треугольник» для двигателей, рассчитанных на два напряжения.
- Температура окружающей среды: От -40°C до +40°C (для стандартного исполнения). При температуре выше +40°C требуется снижение нагрузки.
- Высота над уровнем моря: До 1000 м. При большей высоте требуется учет снижения плотности воздуха и эффективности охлаждения.
- Режим пуска: Допускается два последовательных пуска из холодного состояния или один из горячего. Для частых пусков необходимо использовать двигатели с усиленной конструкцией ротора или фазный ротор.
- Направление вращения: Реверсивное. Изменение осуществляется переключением любых двух фаз питающего напряжения.
- Монтаж: На горизонтальную жесткую фундаментную плиту. Крепление осуществляется через лапы с отверстиями под фундаментные болты. Необходима тщательная центровка с рабочим механизмом для исключения вибраций и перекоса подшипниковых узлов.
- Насосное оборудование: Центробежные, поршневые и шестеренные насосы в системах водоснабжения, ирригации, нефтегазовой отрасли.
- Вентиляторное оборудование: Радиальные и осевые вентиляторы большой производительности в системах вентиляции, дымоудаления, котельных.
- Компрессорная техника: Поршневые и винтовые компрессоры.
- Конвейеры и транспортеры: Ленточные, скребковые и пластинчатые конвейеры для перемещения сыпучих и штучных грузов.
- Дробильное и мельничное оборудование: Щековые, конусные дробилки, шаровые мельницы.
- Смесители и мешалки: Для работы с жидкостями и сыпучими материалами в химической и пищевой промышленности.
- Ежедневный контроль: Визуальный осмотр, проверка температуры корпуса и подшипниковых узлов на ощупь или пирометром, контроль уровня вибрации и шума.
- Ежеквартальное ТО: Проверка и подтяжка крепежных соединений, контроль состояния клеммной коробки, очистка наружных поверхностей от пыли и грязи (особенно ребер охлаждения).
- Ежегодное ТО: Измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (напряжение 2500 В, минимальное допустимое сопротивление не менее 1 МОм с учетом температуры). Контроль воздушного зазора между статором и ротором. Замена смазки в подшипниках (интервал 4000-10000 часов работы, в зависимости от типа подшипника и смазки).
- Диагностика: Регулярный виброконтроль для выявления дисбаланса, ослабления крепления или дефектов подшипников. Тепловизионный контроль соединений в клеммной коробке и силовых цепях.
Основные технические параметры
Ключевые характеристики двигателя 250S8 стандартизированы, однако могут незначительно варьироваться у разных производителей. Основные параметры приведены в таблице.
Таблица 1. Сводные технические характеристики электродвигателя 250S8
| Параметр | Значение | Примечание / Стандарт |
|---|---|---|
| Мощность на валу (P2), кВт | 37.0 | Номинальная, при S1 |
| Синхронная частота вращения, об/мин | 750 | При 50 Гц |
| Номинальная частота вращения, об/мин | 730 — 735 | Зависит от скольжения |
| Номинальное напряжение, В | 380 / 660 | Возможны другие исполнения |
| Номинальный ток (при 380В), А | 73 — 76 | Зависит от КПД и cos φ |
| Коэффициент полезного действия (КПД), % | 92.5 — 93.5 | Соответствует классу IE2 (Стандартный) |
| Коэффициент мощности (cos φ) | 0.80 — 0.82 | |
| Кратность пускового тока (Iп/Iн) | 6.5 — 7.2 | |
| Кратность пускового момента (Мп/Мн) | 1.2 — 1.4 | |
| Кратность максимального момента (Мmax/Мн) | 2.0 — 2.4 | |
| Масса, кг | 320 — 360 | Зависит от исполнения (IP23/IP54) |
| Уровень шума, дБА | 78 — 85 | |
| Степень защиты | IP23, IP54, IP55 | По ГОСТ 17494-87 (IEC 60034-5) |
| Класс изоляции | F | Допустимый перегрев 105K |
| Режим работы | S1 | Продолжительный |
Энергоэффективность и классы IE
Современные двигатели 250S8 производятся в соответствии с международными стандартами энергоэффективности IEC 60034-30-1. Большинство серийных моделей соответствуют классу IE2 (High Efficiency). При заказе возможно исполнение в классе IE3 (Premium Efficiency), что достигается за счет использования улучшенных электротехнических сталей, оптимизации магнитной системы и снижения механических потерь. Повышение КПД на 1-2% для двигателя такой мощности приводит к значительной экономии электроэнергии в непрерывном цикле работы.
Условия монтажа и эксплуатации
Двигатель предназначен для работы в широком диапазоне условий, но имеет следующие ограничения и требования:
Области применения и типовые приводы
Благодаря высокой мощности и низкой частоте вращения, двигатель 250S8 нашел широкое применение в промышленности для привода механизмов, не требующих высоких скоростей, но нуждающихся в значительном крутящем моменте:
Выбор аппаратуры управления и защиты
Для управления и защиты двигателя 250S8 требуется комплект аппаратуры, рассчитанный на его номинальные и пусковые параметры.
Таблица 2. Рекомендуемая аппаратура управления для 250S8 (380В, 37 кВт)
| Устройство | Тип / Номинал | Критерий выбора |
|---|---|---|
| Автоматический выключатель | 80-100 А, характеристика срабатывания D | Для защиты от КЗ и перегрузки. Учет пускового тока. |
| Контактор (пускатель) | AC-3, 75-80 А (например, на 100А) | Коммутация номинального и пускового тока. |
| Тепловое реле (если отдельно) | Диапазон настройки 73-80 А | Защита от перегрузки. Настройка на номинальный ток двигателя. |
| Частотный преобразователь (опционально) | 45-55 кВт, векторный режим | Мощность ПЧ должна быть не менее мощности двигателя. Требуется для плавного пуска и регулирования скорости. | Устройство плавного пуска (УПП) | 37 кВт, 80 А | Снижение пусковых токов и механических ударов. |
Для прямого пуска сечение питающего кабеля должно быть выбрано исходя из номинального тока с запасом. Для двигателя 250S8 (Iн ≈ 75А) рекомендуется кабель сечением не менее 16-25 мм² (медь) в зависимости от способа прокладки и условий охлаждения.
Техническое обслуживание и диагностика
Плановое техническое обслуживание (ТО) двигателя 250S8 включает в себя:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается двигатель 250S8 от 250M8?
Буква «S» или «M» в обозначении указывает на установочный размер по длине станины. Двигатель 250M8 при той же высоте оси вращения (250 мм) и числе полюсов (8) имеет более длинную станину и, как правило, большую мощность (обычно 45 кВт). Таким образом, «S» и «M» — это разные длины в рамках одного габарита, определяющие разные номинальные мощности.
Можно ли использовать двигатель 250S8 для частых пусков?
Стандартный двигатель с короткозамкнутым ротором 250S8 не предназначен для частых пусков (режимы S4, S5). При необходимости частых включений/выключений или реверсов следует выбирать двигатели специального исполнения с усиленной изоляцией обмоток, литым медным ротором или фазным ротором, а также обязательно применять УПП или частотный преобразователь для снижения тепловых и механических нагрузок.
Как переключить обмотки двигателя с напряжения 380В на 660В?
Переключение возможно только если двигатель изначально имеет соответствующее исполнение (на паспортной табличке указано два напряжения, например, 380/660В). В клеммной коробке такого двигателя выведены все начала и концы обмоток. Для напряжения 380В обмотки соединяются в «звезду» (Y), для 660В – в «треугольник» (Δ). Схема переключения всегда указывается на внутренней стороне крышки клеммной коробки.
Какой фактический ток потребления при неполной нагрузке?
Ток статора асинхронного двигателя примерно пропорционален нагрузке на валу. При 50% нагрузке ток будет примерно 50-60% от номинального. Однако коэффициент мощности (cos φ) при недогрузке значительно снижается, что негативно влияет на энергоэффективность системы. Для точного определения параметров рекомендуется использовать данные нагрузочных характеристик конкретного двигателя или результаты измерений.
Что делать, если сопротивление изоляции ниже нормы?
Снижение сопротивления изоляции (менее 1 МОм при 25°C) указывает на ее увлажнение или старение. Первичная мера – сушка двигателя. Для этого применяются специальные сушильные установки, метод пропускания пониженного тока через обмотки или просто прогрев в сухом помещении. После сушки необходимо повторно измерить сопротивление. Если оно не восстановилось до нормы, двигатель требует ремонта с перемоткой статора.
Как правильно выбрать частотный преобразователь для 250S8?
Номинальный ток ПЧ должен быть не менее номинального тока двигателя (≈75А). Рекомендуется выбирать ПЧ с номинальной мощностью на одну ступень выше – 45 или 55 кВт. Для работы на низких скоростях (ниже 20% от номинала) при постоянном моменте требуется ПЧ с векторным управлением и возможностью принудительного охлаждения двигателя (независимый вентилятор).
Заключение
Электродвигатель 250S8 является надежным, серийно производимым асинхронным двигателем средней мощности, оптимальным для привода промышленных механизмов с постоянной скоростью. Его выбор, монтаж и эксплуатация должны основываться на строгом соответствии технических характеристик условиям технологического процесса. Использование современной аппаратуры управления (ПЧ, УПП) и регулярное проведение планового технического обслуживания позволяют значительно увеличить ресурс двигателя, который при правильной эксплуатации может превышать 15-20 лет, а также повысить общую энергоэффективность производства.