Электродвигатели 4ВР 63
Электродвигатели 4ВР 63: технические характеристики, конструкция и область применения
Электродвигатели серии 4ВР 63 представляют собой трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, предназначенные для продолжительного режима работы S1. Данная серия является частью единой серии АИР, разработанной в соответствии с ГОСТ 51689-2000 (IEC 60034-1). Индекс «4ВР» указывает на модификацию: «4» – четвертая серия (габарит), «В» – асинхронный, «Р» – с повышенным пусковым моментом. Цифра «63» обозначает высоту оси вращения вала в миллиметрах. Эти двигатели нашли широкое применение в промышленности благодаря своей надежности, унификации и адаптации к российским условиям эксплуатации.
Конструктивные особенности и модификации
Двигатели 4ВР 63 изготавливаются в основном исполнении IM 1081 (лапы с одним цилиндрическим концом вала) и IM 2081 (лапы с двумя концами валов). Корпус и основные детали выполняются из алюминиевого сплава, что обеспечивает хорошее охлаждение и снижение массы по сравнению с чугунными аналогами. Статор двигателя набирается из изолированных листов электротехнической стали, обмотка выполняется из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F (до 155°C), что обеспечивает запас по нагреву при работе в номинальном режиме с изоляцией класса B (до 130°C).
Ротор – короткозамкнутый, типа «беличья клетка», литой из алюминиевого сплава. Конструкция ротора оптимизирована для обеспечения повышенного пускового момента. Подшипниковые щиты крепятся к корпусу, в них устанавливаются шарикоподшипники качения, смазываемые на весь срок службы (для стандартных исполнений) или имеющие пресс-масленки для периодической замены смазки.
Существуют различные климатические исполнения и категории размещения:
- Исполнение по степени защиты: Основное – IP54 (защита от попадания пыли и брызг воды со всех направлений). Также доступны исполнения IP55 и IP65 для работы в условиях повышенной влажности и запыленности.
- Исполнение по способу охлаждения: IC 0141 – охлаждение наружным вентилятором, расположенным на валу двигателя, с защитным кожухом (самостоятельная вентиляция).
- Климатическое исполнение: У3 и У2 для умеренного климата, ХЛ2 для холодного, Т2 для тропического.
- Насосное оборудование: циркуляционные, поршневые и шестеренчатые насосы.
- Вентиляционное оборудование: малогабаритные вентиляторы и дымососы.
- Подъемно-транспортные механизмы: лебедки, тали, конвейеры малой мощности.
- Оборудование для пищевой и упаковочной промышленности: мешалки, дозаторы, транспортеры.
- Станки: приводы подач, шлифовальные и заточные станки.
- Мощность и частоту вращения рабочего механизма. Двигатель должен иметь мощность, равную или превышающую мощность на валу механизма с учетом возможных перегрузок. Частота вращения выбирается в соответствии с требованиями к механизму, возможно использование редукторов.
- Режим работы. Двигатели 4ВР 63 рассчитаны на продолжительный режим S1. Для повторно-кратковременных режимов (S3-S5) необходим пересчет мощности или выбор специального исполнения.
- Условия окружающей среды. При работе в агрессивных средах, во взрывоопасных зонах (например, 1ExdIIBT4) или при повышенных требованиях к пылевлагозащите необходимо выбирать соответствующие специальные исполнения (4ВРМ, 4ВРБ и др.).
- Способ монтажа. Стандартно – на лапах (IM 1081). При необходимости фланцевого крепления или комбинированного крепления (лапы+фланец) рассматриваются другие модификации.
Основные технические параметры и характеристики
Номинальная мощность двигателей серии 4ВР 63 составляет 0.18 кВт и 0.25 кВт. Частота вращения зависит от количества полюсов: 2, 4, 6. Соответственно, синхронная частота составляет 3000, 1500 и 1000 об/мин. Фактическая частота вращения при номинальной нагрузке (скольжение) на 2-5% ниже синхронной.
| Типоразмер | Мощность, кВт | Синхронная частота, об/мин | Номинальный ток (380В), А | КПД, % | cos φ | Пусковой момент, Мп/Мн | Момент инерции ротора, кг·м²×10⁻⁴ | Масса, кг |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4ВР 63А2 | 0.18 | 3000 | 0.55 | 64 | 0.82 | 2.2 | 1.8 | 3.5 |
| 4ВР 63В2 | 0.25 | 3000 | 0.72 | 66 | 0.83 | 2.2 | 1.8 | 3.5 |
| 4ВР 63А4 | 0.18 | 1500 | 0.6 | 60 | 0.69 | 2.4 | 2.2 | 4.0 |
| 4ВР 63В4 | 0.25 | 1500 | 0.78 | 62 | 0.71 | 2.4 | 2.2 | 4.0 |
| 4ВР 63А6 | 0.18 | 1000 | 0.7 | 53 | 0.62 | 2.0 | 2.5 | 4.5 |
| 4ВР 63В6 | 0.25 | 1000 | 0.92 | 55 | 0.63 | 2.0 | 2.5 | 4.5 |
Как видно из таблицы, с увеличением числа полюсов (уменьшением частоты вращения) снижаются КПД и коэффициент мощности, что характерно для асинхронных двигателей малой мощности. При этом пусковой момент, выраженный в долях от номинального, остается высоким, что подтверждает принадлежность к серии «Р».
Механические характеристики и условия пуска
Механическая характеристика двигателей 4ВР 63 – жесткая. Зависимость момента от скольжения близка к линейной в рабочей зоне. Благодаря конструкции ротора, кривая момента имеет выраженный максимум (критический момент), который в 2.0-2.4 раза превышает номинальный момент, что обеспечивает устойчивую работу при кратковременных перегрузках.
Пусковые характеристики являются ключевым преимуществом серии. Коэффициент пускового момента (Мп/Мн) составляет от 2.0 до 2.4. Это позволяет уверенно запускать двигатель под нагрузкой, характерной для механизмов с высоким моментом трогания: поршневых насосов, компрессоров, транспортеров с загруженной лентой, подъемных механизмов малой мощности. Пусковой ток (Iп/Iн) для данных двигателей находится в пределах 4.5-5.5, что является приемлемым значением для сетей общего назначения при такой мощности.
Схемы подключения и управление
Обмотки статора двигателей 4ВР 63 рассчитаны на номинальное напряжение 380 В при соединении в «звезду» для работы в трехфазной сети 380/660 В, 50 Гц. Выводы обмоток собраны в клеммную коробку, расположенную в верхней части корпуса. Стандартная схема подключения – «звезда» (Y). Для реверсирования двигателя необходимо поменять местами любые две фазы питающего напряжения.
Для управления и защиты двигателей применяются магнитные пускатели или контакторы с тепловыми реле, настроенными на номинальный ток конкретного двигателя. Для двигателей столь малой мощности также допустимо использование автоматических выключателей с характеристикой срабатывания D, обеспечивающей нормальное прохождение пусковых токов. В случае необходимости плавного пуска или регулирования частоты вращения могут применяться частотные преобразователи, однако необходимо учитывать, что двигатели серии 4ВР не имеют независимой вентиляции, и при снижении скорости охлаждение ухудшается.
Области применения и выбор двигателя
Электродвигатели 4ВР 63 применяются в качестве привода маломощных промышленных механизмов, где требуется высокий пусковой момент и надежность. Основные области применения:
При выборе двигателя 4ВР 63 для конкретного применения необходимо учитывать:
Техническое обслуживание и ремонт
Техническое обслуживание двигателей 4ВР 63 включает в себя регулярную очистку наружных поверхностей и ребер охлаждения от пыли и грязи, проверку надежности крепления, состояния клеммной коробки и заземления. Для исполнений с пресс-масленками необходимо периодически (раз в 1-2 года) пополнять смазку в подшипниках, используя рекомендуемые производителем сорта консистентной смазки. Пересмазка может привести к перегреву подшипников.
Основными неисправностями являются: износ подшипников (проявляется повышенным шумом и вибрацией), межвитковое замыкание обмоток статора (приводит к перегреву, снижению момента, срабатыванию защиты), обрыв фазы. Ремонт, как правило, заключается в замене подшипникового узла или перемотке статора. Ввиду малой мощности и стоимости нового агрегата, экономическая целесообразность капитального ремонта должна оцениваться в каждом конкретном случае.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается двигатель 4ВР 63 от двигателя АИР 63?
Двигатели 4ВР 63 и АИР 63 относятся к одной единой серии АИР. «4ВР» – это одно из обозначений внутри этой серии, указывающее на модификацию с повышенным пусковым моментом. Часто эти обозначения используются как синонимы, но строго говоря, АИР 63 – это более общее обозначение габарита, а 4ВР 63 – конкретное исполнение с характеристиками серии «Р».
Можно ли подключить двигатель 4ВР 63 в однофазную сеть 220В?
Да, это возможно с использованием пусковых и рабочих фазосдвигающих конденсаторов. Однако при таком подключении номинальная мощность двигателя снижается на 30-50%, пусковые характеристики ухудшаются, а КПД падает. Схема подключения «звезда» с конденсаторами требует точного подбора емкости. Данный режим не является штатным и должен применяться с осторожностью.
Каков средний срок службы двигателя 4ВР 63?
При соблюдении условий эксплуатации (номинальная нагрузка, напряжение в пределах ±5%, чистая окружающая среда, температура не выше +40°C) срок службы двигателей серии 4ВР составляет не менее 15 000 часов. На практике при правильном обслуживании они могут работать 10-15 лет и более.
Что означает буква «А» или «В» в обозначении, например, 4ВР 63А2?
Буква «А» или «В» в данном контексте обозначает длину сердечника статора (установочный размер по длине). «А» – первая длина (меньшая), «В» – вторая длина (большая). Двигатель с большей длиной сердечника (В) при том же габарите имеет большую мощность (0.25 кВт против 0.18 кВт) или лучшие энергетические показатели.
Требуется ли для двигателя 4ВР 63 устройство плавного пуска?
Для двигателей такой малой мощности (0.18-0.25 кВт) применение устройств плавного пуска (УПП) с целью ограничения пускового тока, как правило, не является экономически и технически оправданным. Пусковой ток этих двигателей не создает значительной нагрузки на сеть. УПП может быть рассмотрено только в случаях особо тяжелых условий пуска или при жестких ограничениях по броскам тока в конкретной сети.
Как определить неисправность подшипника двигателя?
Основные признаки износа подшипников качения: повышенный равномерный гул или свист при работе, локальный нагрев подшипникового щита, появление осевого или радиального люфта вала (проверяется покачиванием), усиление вибрации. Для точной диагностики рекомендуется провести виброакустический анализ.