Электродвигатели 2,2 кВт 945 об/мин
Электродвигатели 2,2 кВт 945 об/мин: технические характеристики, сферы применения и особенности эксплуатации
Электродвигатели асинхронные трехфазные с номинальной мощностью 2,2 кВт и синхронной частотой вращения 1000 об/мин (номинальная скорость при нагрузке ~945 об/мин) представляют собой широко распространенный класс электрических машин. Они относятся к двигателям с пониженной частотой вращения, что определяет их конструктивные особенности и области преимущественного использования. Данные двигатели соответствуют стандартам ГОСТ, IEC и имеют типоразмер, обычно обозначаемый как 100L (по ГОСТ) или 90L/100L (по IEC).
Конструктивные особенности и принцип действия
Двигатель 2,2 кВт 945 об/мин является асинхронным трехфазным двигателем с короткозамкнутым ротором (тип АИР). Синхронная скорость в 1000 об/мин достигается при числе пар полюсов, равном 3 (p=3), поскольку частота вращения магнитного поля статора рассчитывается по формуле n1 = 60*f / p, где f=50 Гц. Номинальная скорость на валу (945 об/мин) меньше синхронной из-за явления скольжения, которое для двигателей данной мощности обычно составляет 5-5.5%.
Корпус двигателя, как правило, изготавливается из чугуна, что обеспечивает высокую механическую прочность, виброустойчивость и эффективный отвод тепла. Исполнение чаще всего соответствует степени защиты IP54 (защита от попадания пыли и брызг воды со всех направлений) или IP55. Класс изоляции обмоток статора – F или H, что допускает нагрев до 155°C или 180°C соответственно, обеспечивая запас по термостойкости и увеличенный ресурс.
Основные технические параметры
Ключевые параметры двигателей данного типоразмера стандартизированы, но могут незначительно варьироваться в зависимости от производителя и конкретной серии.
| Параметр | Значение / Описание | Примечания |
|---|---|---|
| Номинальная мощность, Pн | 2,2 кВт | ~3 л.с. |
| Синхронная частота вращения | 1000 об/мин | Число пар полюсов p=3 |
| Номинальная частота вращения, nн | 935-945 об/мин | Зависит от скольжения |
| Напряжение питания | 400 В (Δ/Y) 690/400 В | Трехфазный переменный ток, 50 Гц |
| Номинальный ток, Iн | ~5.0 А (при 400В, Δ) | Фактическое значение указывается на шильде |
| Коэффициент мощности, cos φ | 0.82 — 0.85 | Требует компенсации реактивной мощности в крупных установках |
| Номинальный КПД, η | 86% — 88% | Соответствует классу IE2 (стандартный) или IE3 (высокоэффективный) |
| Пусковой ток, Iп/Iн | 6.0 — 7.5 | Требует выбора аппаратуры защиты соответствующей категории |
| Пусковой момент, Mп/Mн | 1.8 — 2.2 | Достаточен для пуска под нагрузкой |
| Максимальный момент, Mmax/Mн | 2.4 — 2.8 | Обеспечивает устойчивость к перегрузкам |
| Масса | 35 — 45 кг | Зависит от материала корпуса и длины сердечника |
| Монтажное исполнение | IM 1081 (лапы), IM 2081 (фланец), IM 3081 (лапы + фланец) | Наиболее распространен IM 1081 |
Сферы применения
Низкооборотные двигатели 2,2 кВт находят применение в приводах механизмов, требующих высокого крутящего момента при относительно невысокой скорости. Их использование часто позволяет отказаться от редуктора или использовать редуктор с меньшим передаточным числом, что повышает общую надежность и КПД привода.
- Насосное оборудование: Центробежные, шестеренчатые и поршневые насосы для воды, масла, технологических жидкостей.
- Вентиляционное и компрессорное оборудование: Радиальные вентиляторы среднего давления, воздуходувки, винтовые компрессоры малой мощности.
- Конвейерные системы: Приводы ленточных, скребковых и цепных транспортеров с высокой нагрузкой.
- Смесительное и дробильное оборудование: Мешалки для жидкостей и сыпучих материалов, дробилки, измельчители.
- Станки и промышленное оборудование: Приводы круглопильных, фрезерных, сверлильных станков, лебедок.
- Очистку наружных поверхностей и ребер охлаждения от пыли и грязи.
- Контроль и подтяжку крепежных соединений, включая клеммную колодку.
- Проверку состояния подшипников (шум, вибрация, нагрев). Смазка подшипников по регламенту (тип и объем смазки указан в паспорте).
- Измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм при 25°C).
- Контроль вибрации и уровня шума.
- АИР — Асинхронный двигатель Интерэлектро (общепромышленная серия).
- 100 — Высота оси вращения вала в мм (100 мм).
- L — Установочный размер по длине станины (короткий, средний, длинный).
- 6 — Количество полюсов (6 полюсов = 3 пары, что соответствует ~1000 об/мин синхронных).
- У3 — Климатическое исполнение (умеренный климат) и категория размещения (для работы на открытом воздухе).
Выбор, монтаж и подключение
При выборе двигателя необходимо учитывать режим работы (S1 — продолжительный, S2 — кратковременный и т.д.), условия окружающей среды (температура, влажность, наличие агрессивных сред), необходимость регулирования скорости. Для данного типоразмера критически важно обеспечить надежное крепление и соосность при соединении с рабочей машиной, так как низкооборотные двигатели могут создавать значительные вибрации при нарушении центровки.
Подключение к сети 400 В осуществляется по схеме «треугольник». При наличии клеммной колодки на 6 выводов и необходимости подключения к сети 690 В используется схема «звезда». Защита двигателя обеспечивается автоматическим выключателем с характеристикой срабатывания, стойкой к пусковым токам (например, D), и тепловым реле или современным электронным защитным устройством (УЗО-Д). Для плавного пуска и энергосбережения рекомендуется использование частотных преобразователей, которые также позволяют регулировать скорость в широком диапазоне.
Энергоэффективность и классы IE
Современные двигатели 2,2 кВт 945 об/мин производятся в соответствии с классами энергоэффективности IEC 60034-30-1.
| Класс IE | Уровень КПД (мин. значение), % | Примечание |
|---|---|---|
| IE1 (Standard Efficiency) | 84.2% | Сняты с производства в большинстве стран |
| IE2 (High Efficiency) | 86.6% | Базовый стандарт, часто используемый |
| IE3 (Premium Efficiency) | 88.6% | Рекомендуемый для новых проектов |
| IE4 (Super Premium Efficiency) | 90.6% | Перспективные модели, часто на неодимовых магнитах |
Использование двигателей класса IE3 и выше приводит к значительной экономии электроэнергии, особенно в режиме непрерывной работы. Срок окупаемости более дорогого высокоэффективного двигателя, как правило, не превышает 1-2 лет.
Техническое обслуживание и диагностика неисправностей
Плановое ТО включает в себя:
Типовые неисправности: перегрев (причины: перегрузка, несимметрия или повышенное напряжение сети, загрязнение системы охлаждения, плохой контакт в клеммной колодке); повышенная вибрация (причины: износ подшипников, нарушение центровки, дисбаланс ротора); гудит, но не запускается (причины: обрыв фазы в сети или обмотке, межвитковое замыкание, механический заклинивание привода).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается двигатель на 945 об/мин от двигателя на 2850 об/мин той же мощности 2,2 кВт?
Двигатель на 945 об/мин (3 полюса) имеет большие габариты и массу, более высокий крутящий момент при номинальной нагрузке (Mн ≈ 9550P/n = 95502.2/945 ≈ 22.2 Н·м) по сравнению с двигателем на 2850 об/мин (1 пара полюсов, Mн ≈ 7.4 Н·м). Он конструктивно предназначен для прямого привода низкоскоростных механизмов без редуктора или с редуктором, имеющим малое передаточное число.
Можно ли регулировать скорость такого двигателя?
Да, с помощью частотного преобразователя (ЧП). Однако необходимо учитывать, что при снижении частоты ниже номинальной снижается и эффективность охлаждения собственного вентилятора двигателя. Для длительной работы на низких скоростях требуется двигатель с независимым вентилятором или снижение нагрузки. Диапазон регулирования для стандартных двигателей без доработки обычно составляет 10:1.
Какой пускатель и кабель выбрать для данного двигателя?
Номинальный ток двигателя ~5.0 А. Пускатель (контактор) следует выбирать с номинальным током не менее 10 А (например, серии ПМЛ, IEK). Тепловое реле настраивается на ток 5.0-5.3 А. Сечение медного кабеля при прокладке в воздухе (например, ВВГнг) — не менее 1.5 мм² (допустимый ток ~19 А), но по условию механической прочности и с учетом возможных пусковых токов обычно выбирают кабель 2.5 мм². Автоматический выключатель — характеристика «D», номинальный ток 10А.
Что означает маркировка, например, АИР100L6У3?
Почему фактическая скорость 945, а не 1000 об/мин?
Это связано с физическим принципом работы асинхронного двигателя. Вращающееся магнитное поле статора имеет синхронную скорость 1000 об/мин. Для создания вращающего момента ротор должен вращаться медленнее этого поля. Эта разница называется скольжением (s). При номинальной нагрузке скольжение составляет примерно 5.5%: n = n1(1-s) = 1000(1-0.055) = 945 об/мин.
Какой класс изоляции предпочтительнее?
Класс F (до 155°C) является стандартным и обеспечивает достаточный запас для большинства применений. Класс H (до 180°C) применяется в условиях повышенных температур окружающей среды или для двигателей специального назначения с высокой тепловой нагрузкой. Более высокий класс изоляции напрямую увеличивает ресурс двигателя.