Электродвигатели 4ВР 90
Электродвигатели 4ВР 90: полный технический анализ и сфера применения
Электродвигатели серии 4ВР 90 представляют собой асинхронные двигатели трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, выполненные в алюминиевом корпусе. Данная серия относится к двигателям малой мощности и является одной из наиболее распространенных в линейке российского и постсоветского производства, соответствующей стандарту ГОСТ 51689-2000 (IEC 60034-1). Индекс «4ВР» обозначает четвертую серию, вертикальное исполнение (лапа 1081) с алюминиевой станиной, а «90» — высоту оси вращения в миллиметрах. Эти двигатели предназначены для продолжительного режима работы S1 от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 380 В.
Конструктивные особенности и исполнения
Конструкция двигателя 4ВР 90 является классической для асинхронных машин. Статор набирается из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга, и имеет трехфазную обмотку, уложенную в пазы. Ротор — короткозамкнутый, типа «беличья клетка», также выполнен из пакета стальных листов с залитыми алюминиевыми проводниками. Ключевой особенностью серии является литой алюминиевый корпус (станина), что обеспечивает хорошее охлаждение за счет высокой теплопроводности материала и снижает общую массу двигателя по сравнению с чугунными аналогами.
Двигатели поставляются в различных климатических и конструктивных исполнениях:
- По способу монтажа: IM 1081 (на лапах), IM 2081 (фланцевое), IM 3081 (комбинированное — лапы + фланец).
- По степени защиты: IP54 (защита от попадания пыли и брызг воды со всех направлений) и IP55 (защита от струй воды).
- По климатическому исполнению: У2, У3 для умеренного климата; ХЛ2 для холодного; Т2, Т3 для тропического.
- По категории размещения: 2 (для работы в закрытых помещениях), 3 (для наружной установки).
- Насосное оборудование: циркуляционные, центробежные, вихревые насосы систем водоснабжения, отопления и пожаротушения.
- Вентиляционное оборудование: приточные и вытяжные вентиляторы, крышные вентиляторы малой и средней производительности.
- Компрессорная техника: поршневые и винтовые компрессоры малой мощности.
- Конвейеры и транспортеры: приводы ленточных, скребковых и цепных конвейеров с небольшой нагрузкой.
- Станки и технологическое оборудование: сверлильные, точильные, деревообрабатывающие станки, смесители, дозаторы.
- 4ВР — серия, алюминиевый корпус, вертикальное исполнение лап.
- 90 — высота оси вращения, мм.
- L — длина станины (длинная).
- B — установочный размер по длине станины (существуют варианты A, B).
- 4 — число полюсов (синхронная частота 1500 об/мин).
- У2 — климатическое исполнение для умеренного климата, категория размещения 2 (в закрытых помещениях).
- IP55 — степень защиты от внешних воздействий.
Основные технические параметры и характеристики
Высота оси вращения 90 мм определяет габаритные размеры и установочную мощность двигателей. Номинальная мощность для данной серии варьируется в зависимости от синхронной частоты вращения. Основные параметры сведены в таблицу.
| Типоразмер | Мощность, кВт | Синхронная частота, об/мин | КПД, % | cos φ | Пусковой ток / Ном. ток (Кi) | Масса, кг (примерно) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 4ВР 90L2 | 3.0 | 3000 | 85.5 | 0.89 | 7.0 | 32 |
| 4ВР 90L4 | 2.2 | 1500 | 84.0 | 0.82 | 6.5 | 35 |
| 4ВР 90L6 | 1.5 | 1000 | 80.0 | 0.75 | 5.5 | 38 |
| 4ВР 90L8 | 1.1 | 750 | 75.0 | 0.69 | 4.5 | 40 |
Буква «L» в обозначении (например, 90L4) указывает на удлиненную станину, что позволяет разместить более мощную активную часть (обмотку и магнитопровод) по сравнению с исполнением «S» (короткая станина). Двигатели с большим числом полюсов (6, 8) имеют более высокий пусковой момент и меньшую частоту вращения, что делает их предпочтительными для приводов с тяжелыми условиями пуска.
Механические характеристики и режимы работы
Двигатели серии 4ВР 90 обладают жесткой механической характеристикой — небольшое изменение момента нагрузки приводит к незначительному изменению частоты вращения ротора. Это делает их устойчивыми в работе при переменной нагрузке. Кратковременная перегрузка по моменту может достигать 2.0-2.2 от номинального в течение нескольких десятков секунд. Для управления пуском и защиты рекомендуется использовать магнитные пускатели с тепловыми реле или современные частотные преобразователи, которые позволяют осуществлять плавный пуск и регулирование скорости в ограниченном диапазоне.
Сфера применения и типовые приводы
Благодаря своей надежности, стандартизации и умеренной стоимости, электродвигатели 4ВР 90 нашли широкое применение в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Их основное назначение — привод механизмов, не требующих регулирования скорости в широких пределах.
Особенности монтажа, эксплуатации и обслуживания
Монтаж двигателя должен производиться на ровную, жесткую и виброизолированную поверхность. Обязательна центровка вала двигателя с валом рабочего механизма. Допустимое биение посадочных мест вала регламентировано стандартами. Перед первым пуском необходимо проверить сопротивление изоляции обмоток (не менее 1 МОм мегаомметром на 500 В), убедиться в свободном вращении ротора и правильности подключения к сети.
Эксплуатационное обслуживание включает в себя регулярную очистку наружных поверхностей от пыли и грязи, проверку состояния подшипников (шум, вибрация, нагрев) и их периодическую замену с пополнением смазки. Тип применяемой смазки — пластичная, например, Литол-24. Критически важно обеспечить эффективный отвод тепла: не допускать загрязнения ребер охлаждения и работы двигателя в закрытом пространстве без вентиляции.
Сравнение с аналогами и современные тенденции
Двигатели серии 4ВР являются прямыми аналогами советской серии АИР 90 по ГОСТ. На современном рынке они конкурируют с импортными двигателями серий IE1 (Standard Efficiency) и IE2 (High Efficiency) по стандарту IEC 60034-30-1. По сравнению с ними, классические двигатели 4ВР 90, как правило, имеют несколько более низкие показатели КПД и коэффициента мощности, что связано с технологиями производства. В настоящее время наблюдается тенденция к переходу на двигатели с повышенным КПД (серии 5АМ, АИРЭ, АДМ и др.), что продиктовано требованиями энергоэффективности. Однако 4ВР 90 сохраняют свою актуальность благодаря низкой первоначальной стоимости, ремонтопригодности и наличию огромной парковой базы.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается исполнение 4ВР 90L4 от 4ВР 90S4?
Буквы «L» (Long) и «S» (Short) обозначают длину станины. У двигателя с индексом «L» станина длиннее, что позволяет разместить более крупный магнитопровод и/или обмотку. Как правило, в рамках одной высоты оси вращения и числа полюсов, двигатель с длинной станиной имеет на одну ступень большую номинальную мощность или улучшенные энергетические показатели по сравнению с двигателем с короткой станиной.
Можно ли подключить двигатель 4ВР 90 к однофазной сети 220В?
Непосредственное подключение трехфазного двигателя к однофазной сети невозможно. Для этого требуется использование фазосдвигающих элементов — рабочих и пусковых конденсаторов (так называемая схема «треугольник с конденсаторами»). Однако следует учитывать, что при таком подключении мощность двигателя снижается на 30-50%, пусковой момент падает, а нагрев обмоток увеличивается. Данный метод считается вынужденной мерой и не рекомендуется для продолжительной работы под полной нагрузкой.
Как расшифровать полную маркировку, например, 4ВР90LB4 У2 IP55?
Каков ресурс подшипников и как часто требуется их замена?
Средний расчетный ресурс шарикоподшипников качения в двигателях 4ВР 90 при нормальных условиях эксплуатации (нагрузка, смазка, температура) составляет 15 000 – 25 000 часов. На практике интервал замены зависит от режима работы. При круглосуточной работе в составе насосного или вентиляционного оборудования рекомендуется профилактическая замена каждые 3-5 лет. Признаками необходимости замены являются повышенный шум (гул, стук), вибрация и нагрев подшипникового узла.
Что означает класс изоляции обмотки F и какова допустимая температура нагрева?
Класс изоляции F указывает на стойкость изоляционных материалов к температуре. Для этого класса допустимое превышение температуры обмотки над температурой окружающей среды (при методе измерения сопротивления) составляет 105 К. С учетом максимальной рабочей температуры окружающей среды +40°C, максимальная температура обмотки может достигать +145°C. Фактическая рабочая температура при номинальной нагрузке обычно находится в диапазоне 70-90°C.
Являются ли двигатели 4ВР 90 взрывозащищенными?
Нет, стандартные исполнения двигателей серии 4ВР 90 не имеют взрывозащищенного исполнения. Для работы во взрывоопасных зонах (шахты, нефтегазовые объекты, химические производства) необходимо применять специальные двигатели, имеющие соответствующую маркировку, например, 4ВР 90 Ex d IIC T4 или аналоги серий ВА, ВРП, АИМ. Их конструкция исключает возможность воспламенения окружающей среды.