Электродвигатели 11 кВт 945 об/мин

Электродвигатели 11 кВт 945 об/мин: технические характеристики, сферы применения и особенности выбора

Электродвигатели мощностью 11 кВт с синхронной частотой вращения 1000 об/мин и асинхронной (при номинальной нагрузке) примерно 945 об/мин представляют собой распространенный типоразмер в линейке трехфазных асинхронных двигателей. Данные агрегаты относятся к двигателям с пониженной частотой вращения, что определяет их специфические конструктивные особенности и области применения. Они востребованы в промышленности и сельском хозяйстве для привода механизмов, не требующих высоких скоростей, но нуждающихся в значительном крутящем моменте.

Основные технические параметры и конструктивное исполнение

Двигатель 11 кВт 945 об/мин соответствует синхронной скорости 1000 об/мин (при частоте сети 50 Гц). Асинхронная скорость 945-950 об/мин достигается за счет номинального скольжения (разницы между скоростью магнитного поля статора и скоростью вращения ротора), составляющего примерно 5-5.5%. Такая скорость соответствует 6 полюсам в обмотке статора (p=3).

Основные конструктивные элементы:

Статор: Состоит из корпуса (чугунного или алюминиевого), сердечника из электротехнической стали и трехфазной обмотки. Класс нагревостойкости изоляции обмотки, как правило, F (до 155°C), с рабочим превышением температуры по классу B (до 80°C) или F (до 105°C).
Ротор: Чаще всего короткозамкнутый типа «беличья клетка» (АИР). Для двигателей данного типоразмера также существуют модели с фазным ротором (АКЗ), используемые для тяжелых пусков.
Подшипниковые щиты и подшипники: Устанавливаются подшипники качения. Для вала 45 мм (типично для 11 кВт) это обычно подшипники № 309 на приводной стороне и № 309 или 2309 на противоприводной стороне. Конструкция обеспечивает долговечную работу без дополнительного обслуживания.
Охлаждение: Самовентилируемое, наружное (IC 411). Вентилятор, закрытый кожухом, обдувает оребренную поверхность корпуса.
Клеммная коробка: Расположена, как правило, в верхней части. Допускает поворот на 180° для удобства подвода кабеля. Соединение обмоток – «звезда» (Y) для напряжения 380В, «треугольник» (Δ) для 220В, либо только «звезда» для двигателей, рассчитанных на 400/690В.

Габаритные и установочные размеры по ГОСТ и IEC

Двигатели 11 кВт 945 об/мин чаще всего соответствуют габариту 160M по международной классификации IEC или 5АМ по старому ГОСТ. Точные размеры могут незначительно варьироваться у разных производителей.

Параметр	Обозначение (IEC/ГОСТ)	Примерное значение, мм	Примечание
Высота оси вращения	H	160	Базовая размерная характеристика
Длина от лапы до конца вала	L	600-650	Зависит от длины сердечника
Высота от лапы до центра вала	H	160	Строго стандартизирована
Диаметр вала	D	45	С шпоночным пазом 14×9 мм
Длина выступающей части вала	E	110	По ГОСТ 2479 (нормальная серия)
Расстояние между отверстиями в лапах по длине	A	254
Расстояние между отверстиями в лапах по ширине	B	210
Диаметр отверстий в лапах	d	15	Под болты М14

Электрические характеристики и режимы работы

Номинальные параметры двигателя определяются для условий работы при напряжении 380В, частоте 50 Гц, температуре окружающей среды +40°C и высоте установки до 1000 м над уровнем моря.

Параметр	Значение (типовое)	Единица измерения
Номинальная мощность (P₂)	11.0	кВт
Синхронная частота вращения	1000	об/мин
Номинальная частота вращения (асинхронная)	945-950	об/мин
Номинальный ток (при 380В, КПД ~88%)	22.5-23.5	А
Коэффициент мощности (cos φ)	0.80-0.82	—
Номинальный КПД (η)	87.5-89.0	%
Пусковой ток (I_п/I_н)	6.0-7.5	Отн. ед.
Пусковой момент (M_п/M_н)	1.6-2.0	Отн. ед.
Максимальный момент (M_max/M_н)	2.2-2.6	Отн. ед.
Масса (чугунный корпус)	115-135	кг

Режимы работы (по ГОСТ/МЭК 60034-1):

S1 – Продолжительный режим: Основной режим. Двигатель работает под постоянной нагрузкой до достижения установившейся температуры. Подходит для насосов, вентиляторов, компрессоров.
S2 – Кратковременный режим: Работа под нагрузкой в течение времени, недостаточного для достижения установившейся температуры, с последующей остановкой для полного охлаждения.
S3 – Периодически-кратковременный режим: Последовательность идентичных рабочих циклов, включающих время работы под постоянной нагрузкой и время паузы. Указывается с ПВ (продолжительностью включения), например, S3 40%.

Сферы применения и типы приводимых механизмов

Низкая скорость и высокий момент делают двигатели 11 кВт 945 об/мин оптимальными для приводов, где требуется значительное усилие без использования редуктора или с редуктором, имеющим меньшее передаточное число.

Насосное оборудование: Поршневые и винтовые насосы, шнековые насосы для вязких жидкостей, циркуляционные насосы высокого давления в системах водоснабжения и ирригации.
Вентиляционное и компрессорное оборудование: Центробежные вентиляторы среднего и высокого давления, ротационные компрессоры.
Конвейеры и транспортеры: Ленточные конвейеры для тяжелых грузов, скребковые и винтовые (шнековые) транспортеры для сыпучих материалов (зерно, цемент, песок).
Смесительное и дробильное оборудование: Бетоносмесители, смесители для химической и пищевой промышленности, дробилки щековые и валковые малой и средней мощности.
Сельскохозяйственная техника: Приводы кормораздатчиков, доильных аппаратов, вентиляторов кормохранилищ, зернодробилок.
Станки: Приводы главного движения токарных, фрезерных, деревообрабатывающих станков, где требуется плавное вращение с большим моментом.

Особенности пуска и схемы управления

Пусковой ток двигателя 11 кВт составляет 135-175А, что требует грамотного выбора аппаратуры управления и защиты.

Прямой пуск (DOL): Наиболее простой и распространенный способ. Применим при достаточной мощности питающей сети (мощность трансформатора должна в 3-4 раза превышать мощность двигателя). Требует использования автоматического выключателя с характеристикой D и контактора на соответствующий ток (чаще всего 32-40А).
Пуск «звезда-треугольник» (Y-Δ): Актуален для двигателей, обмотки которых рассчитаны на работу в треугольнике при номинальном напряжении 380В. Снижает пусковой ток в 3 раза (до ~45-60А), но и пусковой момент также падает в 3 раза. Подходит для механизмов с вентиляторной нагрузкой или малой нагрузкой на валу при пуске.
Частотный преобразователь (ЧП): Оптимальное, но более дорогое решение. Обеспечивает плавный пуск, точное регулирование скорости в широком диапазоне, высокий КПД. Для двигателя 11 кВт требуется ЧП с номинальным током не менее 25-27А (часто выбирают на рамочку 15-18.5 кВт).
Устройство плавного пуска (УПП): Позволяет ограничить пусковой ток (обычно в 2.5-4 раза от номинального) и обеспечивает плавный разгон без рывков, продлевая срок службы механической части.

Критерии выбора и сопутствующее оборудование

При подборе двигателя 11 кВт 945 об/мин необходимо учитывать:

Степень защиты (IP): IP54 – защита от пыли и брызг воды (стандарт для большинства производств); IP55 – защита от струй воды; IP23 – защищенное исполнение для чистых и сухих помещений.
Климатическое исполнение и категория размещения: УХЛ3 (для умеренного и холодного климата в закрытых помещениях), У3 (для умеренного климата на открытом воздухе).
Класс энергоэффективности (IE): IE1 (Standard Efficiency) – устаревшие модели; IE2 (High Efficiency) – стандарт для новых двигателей; IE3 (Premium Efficiency) – повышенная эффективность, приводит к снижению потерь на 20-30% по сравнению с IE1. Выбор класса IE напрямую влияет на эксплуатационные расходы.
Защита и контроль: Обязательная установка тепловых реле или использование двигательных защитных выключателей с функцией защиты от перегрузки (P), короткого замыкания (S), обрыва фазы (L). Рекомендуется контроль тока по фазам.
Соединительная муфта: Правильный подбор и центровка муфты, соединяющей вал двигателя с валом рабочей машины, критически важны для виброустойчивой работы и долговечности подшипников.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж должен производиться на ровную, жесткую, виброустойчивую фундаментную плиту. Крепежные болты должны быть затянуты с рекомендуемым моментом. Несоосность валов не должна превышать 0.05 мм. Перед первым пуском необходимо:

Проверить сопротивление изоляции обмоток (не менее 1 МОм мегомметром на 500В).
Проверить свободное вращение ротора вручную.
Убедиться в правильности схемы соединения обмоток и соответствии напряжению сети.
Проверить заземление.

Техническое обслуживание включает регулярную (раз в 3-6 месяцев) очистку от пыли, проверку состояния подшипников (шум, вибрация), контроль затяжки крепежных болтов и электрических соединений в клеммной коробке. Через 15-20 тыс. часов работы может потребоваться замена смазки в подшипниках (если это предусмотрено конструкцией).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двигатель 11 кВт 945 об/мин от двигателя 11 кВт 1500 об/мин?

Основное отличие – количество полюсов: 6 против 4. Двигатель на 945 об/мин имеет большие габариты и массу, больший номинальный крутящий момент (M_н ≈ 9550*11/945 ≈ 111 Н·м против ~70 Н·м у 1500 об/мин), но меньшую скорость. Он конструктивно длиннее за счет большего числа пазов статора. Для получения одинаковой мощности на валу при меньшей скорости требуется больший момент, что обуславливает увеличение активных материалов (медь, сталь).

Какой кабель нужен для подключения двигателя 11 кВт 380В?

Для прямого пуска номинальный ток двигателя составляет ~23А. Согласно ПУЭ, сечение кабеля выбирается по длительно допустимому току с учетом способа прокладки. Для кабеля ВВГнг, проложенного в воздухе (лотке), достаточно сечения 4 кв. мм (допустимый ток ~35А). Однако для обеспечения механической прочности и снижения потерь напряжения, особенно при длинных линиях, часто выбирают кабель 6 кв. мм. Защитный аппарат (автоматический выключатель) выбирается с номинальным током 32А и характеристикой срабатывания D (например, 32А D-curve).

Можно ли использовать этот двигатель с частотным преобразователем?

Да, большинство современных асинхронных двигателей серий АИР, AIM, RA подходят для работы с ЧП. Однако при длинной кабельной линии между ЧП и двигателем (более 50 м) рекомендуется использование выходного дросселя или синус-фильтра для подавления гармоник и защиты изоляции обмоток от перенапряжений. Также при работе на низких скоростях (менее 20% от номинала) может потребоваться независимое охлаждение (внешний вентилятор).

Что делать, если двигатель перегревается?

Причины перегрева могут быть различными:

Механические: Задевание ротором статора, повышенное трение в подшипниках, заклинивание рабочего механизма, перетянутая ременная передача или несоосность.
Электрические: Несимметрия напряжений или токов фаз, обрыв фазы, работа в режиме перегрузки (ток выше номинального), слишком частые пуски, неправильное соединение обмоток (например, треугольник вместо звезды для 380В).
Внешние: Высокая температура окружающей среды, загрязнение ребер охлаждения, плохой приток воздуха.

Необходимо измерить ток по фазам, проверить напряжение сети, убедиться в свободном вращении механической части и чистоте двигателя.

Как определить, что подшипники двигателя требуют замены?

Основные признаки износа подшипников:

Повышенный равномерный гул или вой при работе.
Появление неравномерного стука или скрежета.
Повышенная вибрация двигателя.
Нагрев подшипниковых узлов сверх допустимого (температура на поверхности щита не должна превышать 80-90°C).
Люфт ротора при покачивании за вал (при отключенном питании).

Замена подшипников должна производиться с использованием съемника и пресса, с правильной посадкой на вал и в расточку щита.

Как перемотать двигатель 11 кВт и на что обратить внимание?

Перемотка – сложная процедура, требующая специализированного оборудования и знаний. Основные этапы:

Демонтаж и разборка двигателя с маркировкой всех деталей.
Аккуратное удаление старой обмотки с записью данных: количество пазов, шаг обмотки, количество витков в катушке, диаметр провода, схема соединения.
Изготовление новых катушек строго по старым параметрам (или по расчету для изменения характеристик).
Укладка изоляции в пазы, укладка катушек, запрессовка, обвязка.
Соединение катушек по схеме, пайка, изоляция.
Пропитка лаком в вакуумной установке и сушка.
Сборка, проверка сопротивления изоляции и межвиткового замыкания.
Испытание на холостом ходу и под нагрузкой.

Качество перемотки напрямую влияет на КПД, надежность и ресурс двигателя.

Электродвигатели 11 кВт 945 об/мин