Электродвигатели 4ВР 80
Электродвигатели 4ВР 80: полное техническое описание и сфера применения
Электродвигатели серии 4ВР 80 представляют собой асинхронные трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором, соответствующие стандарту ГОСТ 51689-2000 (IEC 60034-1). Модель 4ВР 80 относится к габариту 80 по высоте оси вращения (80 мм) и является ключевым элементом в линейке общепромышленных электродвигателей. Данные двигатели предназначены для продолжительного режима работы S1 от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 380/660 В. Их основное применение — привод механизмов с постоянной или незначительно изменяющейся нагрузкой: насосов, вентиляторов, компрессоров, станков, конвейеров и другого промышленного оборудования.
Расшифровка обозначения и конструктивное исполнение
Маркировка 4ВР 80 расшифровывается следующим образом:
- 4 — порядковый номер серии (четвертая серия).
- В — асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
- Р — степень защиты IP23 (от проникновения твердых тел диаметром более 12.5 мм и от капель воды, падающих под углом до 60°). Важно отметить, что в серии 4АР аналогичной мощности существует более распространенное исполнение IP54. Двигатели 4ВР с IP23 имеют открытое исполнение с ребристыми поверхностями для лучшего охлаждения и применяются в чистых, сухих помещениях.
- 80 — высота оси вращения вала в миллиметрах (габарит).
- Высота оси вращения (h): 80 мм.
- Установочные размеры по длине (l): 315 мм (для 2p=2) до 345 мм (для 2p=8).
- Диаметр вала (d): 22 мм.
- Размеры лап (ширина x длина, отверстия): 100 x 125 мм, отверстия под крепеж 12 мм.
- Высота от лап до центра вала (h1): 80 мм.
- Длина выступающего конца вала (l1): 40 или 60 мм в зависимости от исполнения.
- Климатическое исполнение: У2 или У3 по ГОСТ 15150 (для умеренного климата).
- Категория размещения: 2 (работа в помещениях с естественной вентиляцией, где колебания температуры и влажности несущественно отличаются от наружного воздуха).
- Режим работы: S1 (продолжительный).
- Допустимое отклонение напряжения: ±5% от номинального. При постоянной нагрузке допускается работа при напряжении +10%/-5%.
- Допустимое отклонение частоты: ±2.5%.
- Класс нагревостойкости изоляции: F (до 155°C). Система изоляции рассчитана на максимальную температуру окружающей среды +40°C. При этом температура корпуса может быть значительно выше допустимой для касания.
- Серия АИР 80 (современный аналог по ГОСТ): Имеет в основном исполнение IP54, но с аналогичными электрическими параметрами. Является основной заменой.
- Серия 5АМ 80: Более старая серия, 4ВР часто является ее модернизированным вариантом.
- Иностранные аналоги: Двигатели габарита 80 (например, по стандарту IEC, такие как Siemens 1LE0, WEG W22). При подборе необходимо сверять не только мощность и частоту вращения, но и установочные размеры, класс изоляции и способ охлаждения (IC 01 для 4ВР).
- Внешний осмотр и очистку от пыли (особенно важна для IP23 чистка ребер станины и вентиляционных каналов).
- Проверку и подтяжку крепежных соединений.
- Контроль вибрации и шума.
- Мониторинг температуры подшипниковых узлов (на ощупь или пирометром).
- Контроль состояния щеточного узла (отсутствует в короткозамкнутых двигателях, актуально для фазных).
- Замену смазки в подшипниках качения по регламенту (примерно каждые 10 000 часов работы). Используется консистентная смазка типа Литол-24 или её импортные аналоги.
- Перегрев: Перегруз по току, заклинивание механизма, ухудшение условий охлаждения (загрязнение), нарушение циркуляции воздуха, однофазный режим.
- Повышенная вибрация: Небаланс ротора, износ подшипников, несоосность с приводным механизмом, ослабление крепления.
- Гул и повышенный шум: Механический износ подшипников, касание ротором статора (из-за износа подшипников), магнитный гул (ослабление прессовки пакета статора).
- Невозможность пуска или медленный разгон: Обрыв в цепи статора или сети, низкое напряжение сети, механическая перегрузка, неисправность пусковой аппаратуры.
- 4ВР80 — серия и габарит.
- А — обозначение длины сердечника статора (установочный размер по длине, «А» — первая длина).
- 2 — число полюсов (2p=2, т.е. синхронная частота 3000 об/мин).
- Использовать выходные дроссели или синус-фильтры ЧП для снижения влияния высокочастотных гармоник и выбросов напряжения на изоляцию обмотки.
- Обеспечить принудительное независимое охлаждение (внешний вентилятор) при работе на низких частотах (менее 20-25 Гц), так как собственная вентиляция двигателя становится неэффективной.
- Настраивать параметры разгона/торможения в ЧП в соответствии с механической характеристикой нагрузки.
Конструктивно двигатель состоит из литого чугунного станины и корпусных щитов, сердечника статора из электротехнической стали, обмотки статора из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F (рассчитана на температуру 155°C), короткозамкнутого ротора типа «беличья клетка» (залитый алюминий), вала из углеродистой стали и подшипниковых узлов (как правило, шарикоподшипники). Система вентиляции — самовентиляция с наружным вентилятором, закрытым защитным кожухом.
Основные технические характеристики и параметры
Технические параметры двигателей 4ВР 80 варьируются в зависимости от числа полюсов (синхронной частоты вращения). Ключевые характеристики представлены в таблице.
| Количество полюсов (2p) | Синхронная частота, об/мин | Мощность, кВт | КПД, η, % | Коэффициент мощности, cos φ | Пусковой ток, Iп/Iн | Пусковой момент, Мп/Мн | Максимальный момент, Мmax/Мн | Масса, кг (прим.) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 3000 | 1.1 | 78.0 | 0.86 | 6.0 | 2.2 | 2.4 | 17 |
| 1.5 | 79.0 | 0.87 | 6.0 | 2.2 | 2.4 | 19 | ||
| 4 | 1500 | 1.1 | 78.5 | 0.79 | 6.0 | 2.1 | 2.4 | 18 |
| 1.5 | 80.0 | 0.81 | 6.5 | 2.2 | 2.4 | 20 | ||
| 6 | 1000 | 0.75 | 73.0 | 0.72 | 5.0 | 2.0 | 2.1 | 18 |
| 1.1 | 75.0 | 0.74 | 5.5 | 2.0 | 2.1 | 20 | ||
| 8 | 750 | 0.55 | 68.0 | 0.67 | 4.5 | 1.9 | 2.0 | 18 |
| 0.75 | 70.0 | 0.69 | 4.5 | 2.0 | 2.0 | 20 |
Данные в таблице являются справочными. Фактические значения могут незначительно отличаться в зависимости от производителя и года выпуска. Номинальный ток для каждой мощности можно рассчитать по формуле: Iн = Pн 1000 / (√3 U η cosφ), где Pн — номинальная мощность в кВт, U — линейное напряжение (380 В).
Монтажные и присоединительные размеры
Габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей 4ВР 80 соответствуют нормам ГОСТ 2479 (DIN 42673). Это обеспечивает взаимозаменяемость с двигателями других серий (АИР, 5АМ и т.д.) того же габарита. Основные размеры для габарита 80:
Исполнение по способу монтажа: IM 1081 (на лапах с цилиндрическим концом вала) или IM 2081 (на лапах с фланцем на щите).
Условия эксплуатации и особенности
Электродвигатели 4ВР 80 рассчитаны на работу в определенных условиях:
Особенностью исполнения 4ВР с IP23 является более эффективное охлаждение по сравнению с полностью закрытыми двигателями (IP54), что позволяет при тех же габаритах иметь несколько лучшие массогабаритные показатели. Однако это требует чистоты окружающей среды.
Сравнение с другими сериями и выбор аналогов
Двигатели 4ВР 80 являются частью эволюции советских и российских общепромышленных электродвигателей. Их прямые аналоги:
Ключевое отличие при выборе между 4ВР и АИР — степень защиты. Для пыльных или влажных цехов предпочтительнее АИР с IP54, для вентиляционных камер или машинных залов с нормальными условиями может быть выгоднее 4ВР с IP23.
Техническое обслуживание и типовые неисправности
Плановое техническое обслуживание (ТО) двигателей 4ВР 80 включает:
Типовые неисправности и их вероятные причины:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается двигатель 4ВР 80 от АИР 80?
Основное отличие — степень защиты. 4ВР 80 чаще всего имеет IP23 (защита от капель и крупных предметов), АИР 80 — преимущественно IP54 (пылевлагозащищенное исполнение). Конструктивно они очень близки, и АИР является логическим развитием серии 4А/4В. Электрические параметры (мощность, КПД, cos φ) для одинакового числа полюсов практически идентичны.
Как расшифровать полную маркировку, например, 4ВР80А2?
4ВР80А2:
Иногда в конце добавляются буквы климатического исполнения (У2, У3) и категории размещения.
Какое напряжение питания требуется для двигателя 4ВР 80?
Номинальное напряжение — 380 В при схеме соединения обмоток «треугольник» (Δ) для напряжения 220/380 В или 660 В при схеме «звезда» (Y) для напряжения 380/660 В. На шильдике указывается оба значения: «380/660 В Δ/Y». В подавляющем большинстве промышленных сетей используется напряжение 380 В, поэтому обмотки должны быть соединены в «треугольник».
Как правильно подобрать тепловую защиту или автомат для данного двигателя?
Номинальный ток двигателя указан на шильдике. Для защиты от перегрузок используется тепловое реле (например, РТЛ или аналогичное), уставка которого регулируется в диапазоне 1.0–1.2 Iн. Для защиты от короткого замыкания применяется автоматический выключатель с характеристикой срабатывания «D» (для двигателей) или «C». Номинальный ток автомата выбирается на 1.5–2 раза выше номинального тока двигателя, чтобы исключить ложные срабатывания при пуске. Пусковой ток может превышать номинальный в 5–7 раз.
Можно ли использовать двигатель 4ВР 80 с частотным преобразователем (ЧП)?
Да, можно, но с учетом ряда условий. Двигатели с изоляцией класса F лучше подходят для работы с ЧП, так как выдерживают повышенные температурные нагрузки. Рекомендуется:
Что означает класс изоляции F и какова реальная рабочая температура?
Класс изоляции F означает, что изоляционные материалы обмотки статора рассчитаны на длительную работу при температуре 155°C. Однако это не рабочая температура двигателя. Согласно ГОСТ, перегревы наиболее нагретой точки обмотки (по сопротивлению) для двигателей с изоляцией класса F не должны превышать 105°K при измеренном методе сопротивления. Таким образом, при температуре окружающей среды +40°C, температура обмотки может достигать примерно 145°C. Температура на корпусе будет на 20-40°C ниже.
Каков ресурс двигателей 4ВР 80 и от чего он зависит?
Средний назначенный ресурс двигателей серии 4ВР при соблюдении условий эксплуатации и регламента ТО составляет 15 000 – 25 000 часов. Наиболее уязвимыми элементами являются подшипники качения, срок службы которых определяется нагрузкой, качеством смазки и температурным режимом. Ресурс изоляции обмотки при работе в номинальном режиме и без перегрузок значительно превышает ресурс подшипников. Критически важными факторами являются отсутствие перегрузок, вибраций, чистота питающего напряжения и своевременное обслуживание.