Электродвигатели 37 кВт 750 об/мин

Электродвигатели 37 кВт 750 об/мин: технические характеристики, сферы применения и особенности выбора

Электродвигатели мощностью 37 кВт с частотой вращения 750 об/мин (или 8 полюсов) представляют собой ключевой элемент промышленного электропривода, предназначенный для работы с высокомоментными низкооборотистыми механизмами. Данный типоразмер занимает нишу между двигателями средней и высокой мощности, сочетая значительный крутящий момент с относительно низкой скоростью, что делает его незаменимым в ряде отраслей. В данной статье подробно рассмотрены конструктивные особенности, параметры, области применения и вопросы эксплуатации асинхронных электродвигателей серии АИР (или их аналогов) на 37 кВт при синхронной скорости 750 об/мин.

Конструкция и принцип действия

Двигатели 37 кВт 750 об/мин являются трехфазными асинхронными машинами с короткозамкнутым ротором. Основные узлы включают: статор с сердечником из электротехнической стали и трехфазной обмоткой, ротор типа «беличья клетка», литой или алюминиевый корпус (чаще чугунный для данного типоразмера), подшипниковые щиты с роликовыми или шариковыми подшипниками, вентилятор и кожух для охлаждения, клеммную коробку. Принцип действия основан на создании вращающегося магнитного поля статором, которое индуцирует токи в роторе, вызывая его вращение с частотой, немного меньшей синхронной (скольжение составляет 1-3%). Для скорости 750 об/мин синхронная частота вращения магнитного поля составляет 750 об/мин (при частоте сети 50 Гц), что достигается созданием восьми полюсов (p=4 пары полюсов) в обмотке статора.

Основные технические характеристики и параметры

Типовые параметры для двигателей АИР/АИРС/5АИ и других современных серий на 37 кВт, 750 об/мин, 380 В, 50 Гц.

Классы энергоэффективности (IE)

Современные двигатели 37 кВт 750 об/мин производятся в соответствии с международными стандартами энергоэффективности IEC 60034-30-1. Актуальные классы:

• IE1 (Standard Efficiency): Устаревший класс, снят с производства в большинстве стран.
• IE2 (High Efficiency): Высокая эффективность. Для двигателя 37 кВт/750 об/мин КПД составляет примерно 91.5-92.2%.
• IE3 (Premium Efficiency): Премиальная эффективность. КПД для данного типоразмера находится в диапазоне 92.5-93.0%. Является минимально допустимым для новых двигателей в РФ и ЕС с 2021/2023 гг.
• IE4 (Super Premium Efficiency): Сверхвысокая эффективность (КПД >93.6%). Достигается за счет улучшенных материалов и оптимизации, часто с использованием постоянных магнитов или иных конструктивных решений.

Выбор двигателя класса IE3 или IE4 обеспечивает значительную экономию электроэнергии при непрерывной работе, окупая более высокую первоначальную стоимость.

Сферы применения

Низкая скорость и высокий крутящий момент определяют основные области использования двигателей 37 кВт 750 об/мин:

• Насосное оборудование: Центробежные и поршневые насосы высокого давления, питательные насосы, шламовые и грунтовые насосы.
• Вентиляционное и компрессорное оборудование:
  • Радиальные и осевые вентиляторы высокого давления для котельных, систем аспирации, шахт.
  • Винтовые и поршневые компрессоры.
• Конвейерные системы: Наклонные и горизонтальные ленточные конвейеры большой длины и производительности, цепные транспортеры, элеваторы.
• Приводы мешалок и смесителей: Для работы с вязкими средами в химической, пищевой, целлюлозно-бумажной промышленности.
• Дробильное и измельчительное оборудование: Щековые, конусные, роторные дробилки, мельницы.
• Подъемно-транспортное оборудование: Лебедки, краны, кран-балки.
• Прочие механизмы: Эксцентриковые прессы, вальцовые станки, испытательные стенды.

Особенности выбора и монтажа

При подборе двигателя 37 кВт 750 об/мин необходимо учитывать следующие аспекты:

• Режим работы (S1-S10): Для длительной непрерывной работы подходит режим S1. Для частых пусков, реверсов или работы с переменной нагрузкой требуется анализ по каталогу и, возможно, выбор двигателя с запасом мощности или специального исполнения.
• Способ монтажа (IM): Наиболее распространены исполнения:
  • IM 1081 (лапы, фланец на лапах) – универсальное.
  • IM 1001 (лапы) – классическое.
  • IM 3001 (лапы с фланцем на торце) – для прямого соединения с редуктором или насосом.
• Климатическое исполнение: УХЛ4 для умеренного и холодного климата внутри помещений, Тропические исполнения (Т1, Т2) для жаркого и влажного климата.
• Сеть питания: Напряжение 380/400 В, 50 Гц – стандарт. Возможны исполнения на 660/690 В для снижения пусковых токов и потерь в кабеле. Частотные преобразователи (ЧП) позволяют регулировать скорость, но требуют проверки класса изоляции обмотки (часто требуется усиленная изоляция или инверторный провод).
• Пусковые характеристики: Высокий момент инерции нагруженного механизма может потребовать применения устройств плавного пуска (УПП) или ЧП для ограничения пускового тока, который для данного двигателя может достигать 450-525 А.

Схемы подключения и защита

Подключение осуществляется по стандартным схемам «звезда» (Y) или «треугольник» (Δ) в зависимости от напряжения сети. Для двигателей 37 кВт обязательна комплексная защита:

• Автоматический выключатель с характеристикой отключения, стойкой к пусковым токам (например, D). Номинальный ток ~80-100 А.
• Тепловое реле или электронная защита в составе ЧП/УПП от перегрузки. Уставка на уровне номинального тока двигателя.
• Контактор соответствующего номинала (часто AC-3 для 75-80 А).
• Защита от короткого замыкания, обрыва фазы, заземления.

Сечение питающего кабеля выбирается по току с учетом способа прокладки. Для двигателя 37 кВт при прямом пуске от сети 380В рекомендуется кабель сечением не менее 16-25 мм² (медь) в зависимости от длины линии и условий.

Обслуживание и диагностика

Плановое техническое обслуживание включает:

• Контроль вибрации (пределы по ISO 10816 для данного типоразмера).
• Мониторинг температуры подшипников (термометрия или термопара).
• Периодическая замена смазки в подшипниках (тип и периодичность – по паспорту).
• Очистка от пыли, проверка состояния обмоток (сопротивление изоляции мегомметром, минимум 1 МОм).
• Контроль затяжки крепежных и токоподводящих соединений.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Какой фактический расход электроэнергии у двигателя 37 кВт?

Потребляемая активная мощность из сети зависит от нагрузки. При номинальной нагрузке и КПД 93% двигатель будет потреблять примерно 37 кВт / 0.93 = 39.78 кВт. Полная мощность (кВА) будет выше: S = P / cos φ = 39.78 кВт / 0.84 ≈ 47.4 кВА. Реальный расход в кВт*ч зависит от времени работы и коэффициента загрузки.

2. Можно ли использовать этот двигатель с частотным преобразователем (ЧП)?

Да, большинство современных двигателей серий АИР, 5АИ и др. совместимы с ЧП. Критически важно:

• Убедиться, что класс изоляции обмотки рассчитан на работу с ЧП (обычно F или H).
• При длинных кабелях между ЧП и двигателем (>50 м) установить выходной дроссель или синус-фильтр для подавления перенапряжений.
• На скоростях ниже 15-20 Гц при постоянном моменте может потребоваться принудительное независимое охлаждение (двигатель с отдельным вентилятором, IC416).

3. Какой нужен рабочий и пусковой конденсатор для подключения в однофазную сеть 220В?

Для двигателя 37 кВт подключение в однофазную сеть 220В практически неосуществимо и экономически нецелесообразно. Требуемые емкости конденсаторов были бы огромны (сотни микрофарад при напряжении 450В и более), пусковые токи в однофазной сети неприемлемы, а мощность на валу упадет на 30-50%. Для питания от однофазной сети необходимо использовать преобразователь частоты со схемой удвоения напряжения или специальный однофазный-трехфазный преобразователь соответствующей мощности (от 75 кВА), что дорого и малоэффективно.

4. Что означает маркировка, например, АИР200L8У3?

Расшифровка:

• АИР – серия асинхронного двигателя (общепромышленная).
• 200 – высота оси вращения вала в мм (200 мм).
• L – установочный размер по длине станины (короткая, средняя, длинная).
• 8 – число полюсов (8 полюсов = 750 об/мин).
• У3 – климатическое исполнение (умеренный климат, для работы на открытом воздухе).

5. Как рассчитать номинальный ток двигателя, если табличка утеряна?

Приближенный расчет для сети 380В, 50 Гц: I_н ≈ P_н (кВт) 1000 / (1.73 U cos φ η). Для 37 кВт: I_н ≈ 37000 / (1.73 380 0.84

• 0.925) ≈ 37000 / 510 ≈ 72.5 А. Более точные данные можно получить из каталогов производителя по габариту (высоте оси вращения).

6. Почему двигатель греется даже без нагрузки?

Повышенный нагрев на холостом ходу может быть вызван:

• Неисправностями вентиляционной системы (засор, поломка крыльчатки).
• Повышенным трением в подшипниках (износ, недостаток или переизбыток смазки).
• Неверным подключением обмоток.
• Задеванием ротора за статор (износ подшипников, деформация).
• Некачественным питанием (сильный перекос фаз, низкое напряжение).

Необходима диагностика.

7. Какой аналог у двигателя 37 кВт 750 об/мин в лошадиных силах (л.с.)?

Мощность в лошадиных силах рассчитывается как: 1 кВт ≈ 1.36 л.с. Следовательно, 37 кВт ≈ 50.3 л.с. Этот двигатель можно условно назвать «двигателем на 50 лошадиных сил».

Заключение

Электродвигатель мощностью 37 кВт с частотой вращения 750 об/мин – это надежный, энергоэффективный привод для механизмов, требующих высокого крутящего момента при относительно низкой скорости. Его правильный выбор, основанный на анализе режима работы, класса энергоэффективности (IE3/IE4) и условий эксплуатации, а также грамотный монтаж и регулярное обслуживание являются залогом долговечной и экономичной работы в составе промышленного оборудования. При проектировании новых систем или модернизации существующих следует отдавать предпочтение двигателям не ниже класса IE3, а также рассматривать возможность их комплектации частотными преобразователями для оптимизации энергопотребления.