Электродвигатели 5 кВт 935 об/мин
Электродвигатели 5 кВт 935 об/мин: технические характеристики, сферы применения и особенности выбора
Электродвигатели мощностью 5 кВт с синхронной частотой вращения 1000 об/мин и асинхронной (при номинальной нагрузке) примерно 935 об/мин представляют собой широко распространенный класс электрических машин. Они относятся к двигателям с низкой частотой вращения (по классификации ГОСТ Р 51689-2000) и находят применение в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Данная статья представляет собой детальный технический обзор таких двигателей, их параметров, конструктивных особенностей и областей эксплуатации.
Ключевые технические параметры и характеристики
Двигатель мощностью 5 кВт (6.8 л.с.) с частотой вращения ~935 об/мин является асинхронным трехфазным двигателем с короткозамкнутым ротором (тип АИР по ГОСТ). Номинальная скорость 935 об/мин достигается при скольжении примерно 6.5% от синхронной скорости вращения магнитного поля статора, которая для сети 50 Гц составляет 1000 об/мин (соответствует 6 полюсам).
Основные технические характеристики типового двигателя АИР132M6 (где 132 – высота оси вращения в мм, M – установочный размер по длине станины, 6 – число полюсов):
- Номинальная мощность (PN): 5.5 кВт (ближайший стандартный ряд по ГОСТ, часто позиционируемый как 5 кВт)
- Номинальная частота вращения (nN): 935 об/мин (синхронная – 1000 об/мин)
- Номинальное напряжение: 380 В (3~, 50 Гц)
- Номинальный ток (IN): ~11.5 А (зависит от КПД и cos φ)
- Коэффициент полезного действия (η): 85.5% — 87.5% (для класса IE2)
- Коэффициент мощности (cos φ): 0.78 — 0.81
- Критическое скольжение / Пусковой ток (Iп/IN): 6.0 — 7.0
- Пусковой момент (Mп/MN): 1.8 — 2.0
- Максимальный момент (Mmax/MN): 2.2 — 2.4
- Масса: 65 — 75 кг (зависит от производителя и исполнения)
- Степень защиты (IP): Стандартно IP54 или IP55
- Класс изоляции: F (с рабочим перегревом по классу B)
- Режим работы: S1 (продолжительный)
- IM 1081: На лапах с одним цилиндрическим концом вала (наиболее распространенное).
- IM 2081: На лапах с двумя цилиндрическими концами вала.
- IM 3081: Без лап (фланцевое крепление) с одним цилиндрическим концом вала.
- Насосное оборудование: Центробежные, поршневые и шестеренные насосы в системах водоснабжения, ирригации, перекачки жидкостей в ЖКХ и промышленности.
- Вентиляционное и климатическое оборудование: Радиальные и канальные вентиляторы среднего давления, крышные вентиляторы.
- Компрессорная техника: Поршневые и винтовые компрессоры малой и средней производительности.
- Конвейеры и транспортеры: Ленточные, цепные и винтовые конвейеры для сыпучих материалов и штучных грузов.
- Станки и оборудование для обработки: Деревообрабатывающие станки (циркулярные пилы, рейсмусы), дробилки, измельчители, смесители.
- Сельскохозяйственная техника: Приводы кормораздатчиков, доильных аппаратов, зернопогрузчиков, вентиляторов зерносушилок.
- Прямой пуск (DOL): Наиболее простой и распространенный способ. Применим при достаточной мощности питающей сети и отсутствии жестких ограничений по пусковому току.
- Пуск «звезда-треугольник» (Star-Delta): Позволяет снизить пусковой ток в 3 раза (до ~25-30 А). Эффективен для механизмов с вентиляторным моментом сопротивления (насосы, вентиляторы). Для двигателя 5 кВт требует 3 контактора и реле времени.
- Частотный преобразователь (ЧП, VFD): Наиболее технологичное решение. Обеспечивает плавный пуск, точное регулирование скорости в широком диапазоне, значительную экономию энергии на насосно-вентиляторной нагрузке. Для двигателя 5 кВт необходим преобразователь на 7.5-11 кВт (с запасом по току).
- Устройства плавного пуска (УПП, Soft Starter): Обеспечивают плавный разгон и ограничение пускового тока (обычно в 2.5-4 раза от номинального). Защищают механическую часть привода от рывков.
- Совпадение установочных и присоединительных размеров (габариты, диаметр вала, длина его свободного конца, размер лап или фланца).
- Класс энергоэффективности (IE2, IE3), определяющий долгосрочные затраты.
- Степень защиты (IP) от окружающей среды: IP54 – защита от брызг и пыли; IP55 – защита от струй воды и пыли.
- Климатическое исполнение (У, УХЛ, Т и др. по ГОСТ 15150).
- Режим работы (S1 – продолжительный, S3 – повторно-кратковременный и т.д.).
- Наличие фазосдвигающего конденсатора для работы от однофазной сети (220 В). Важно: при переходе на однофазный режим мощность двигателя снижается на 20-30%, пусковые характеристики ухудшаются.
- Проверить соответствие фактической нагрузки номинальной.
- Проверить напряжение питания (несимметрия фаз или отклонение от 380В более чем на 5%).
- Очистить корпус и ребра охлаждения от загрязнений.
- Проверить исправность вентилятора обдува.
- Убедиться в отсутствии повышенного трения в подшипниках или приводимом механизме.
- Проверить сопротивление изоляции обмоток.
- P / n), чем двигатель на 3000 об/мин (2 полюса) той же мощности. Это позволяет напрямую, без редуктора, приводить низкооборотные механизмы, что повышает надежность и снижает шум системы. Кроме того, 6-полюсные двигатели обычно имеют более высокий cos φ и меньший пусковой ток относительно номинального.
Конструктивное исполнение и монтаж
Двигатели 5 кВт 935 об/мин выпускаются в различных монтажных исполнениях по ГОСТ 2479 (МЭК 60034-5). Наиболее распространенные:
Габариты и присоединительные размеры стандартизированы. Для двигателя АИР132M6 основные размеры следующие:
| Параметр | Значение, мм |
|---|---|
| Высота оси вращения (h) | 132 |
| Установочный размер по длине станины (L) | 190 (для M-серии) |
| Длина сердечника (l) | 135 |
| Диаметр вала (d) | 38 |
| Размер лап (ширина x длина) | 216 x 140 |
| Высота от лап до центра вала | 132 |
Сферы применения
Благодаря сочетанию средней мощности и низкой скорости вращения, данные двигатели идеально подходят для привода механизмов, требующих значительного крутящего момента без использования редуктора или с использованием редуктора с небольшим передаточным числом. Основные области применения:
Классы энергоэффективности и стандарты
Современные двигатели 5 кВт производятся в соответствии с международными стандартами энергоэффективности IEC 60034-30-1. Выделяют следующие классы:
| Класс (IE) | Уровень эффективности | Примерный КПД для 5.5 кВт, 1000 об/мин | Примечание |
|---|---|---|---|
| IE1 | Стандартный | 85.5% | Сняты с производства в ЕС и многих других странах. |
| IE2 | Повышенный (High) | 87.5% | Базовый стандарт для многих рынков. |
| IE3 | Премиум (Premium) | 89.4% | Обязателен для ввода в обращение в ЕЭС с июля 2021 года для диапазона 0.75-1000 кВт. |
| IE4 | Супер-премиум (Super Premium) | >91% | Передовые технологии (например, с постоянными магнитами). |
Выбор двигателя класса IE3 или выше, несмотря на более высокую первоначальную стоимость, экономически оправдан за счет снижения эксплуатационных расходов на электроэнергию.
Особенности пуска и управления
Пусковой ток двигателя 5 кВт составляет 70-80 А, что требует правильного выбора аппаратуры управления и защиты.
Подбор и замена двигателя
При выборе или замене двигателя 5 кВт 935 об/мин необходимо учитывать следующие параметры:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается двигатель на 935 об/мин от двигателя на 1000 об/мин?
В технической документации часто указывается синхронная скорость (1000 об/мин). Фактическая же скорость при номинальной нагрузке всегда ниже из-за скольжения и составляет примерно 935-950 об/мин для 6-полюсных двигателей. Таким образом, это один и тот же двигатель. Указание 935 об/мин часто подчеркивает номинальную, а не синхронную скорость.
Можно ли подключить трехфазный двигатель 5 кВт 380В к сети 220В?
Да, но только с использованием пусковых и рабочих конденсаторов, по специальным схемам («звезда» или «треугольник»). При этом номинальная мощность двигателя упадет до ~3.5 кВт, пусковой момент будет низким. Такой режим считается аварийным или временным и не рекомендуется для постоянной эксплуатации под полной нагрузкой.
Какой автомат и кабель выбрать для двигателя 5 кВт 935 об/мин?
Номинальный ток двигателя ~11.5А. Для защиты от перегрузки необходим тепловой расцепитель с током срабатывания, равным или немного выше номинального тока двигателя (12.5-16А). Для защиты от КЗ необходим электромагнитный расцепитель с характеристикой «D» (для учёта высоких пусковых токов). Итог: автоматический выключатель на 16А с характеристикой D. Сечение медного кабеля: не менее 2.5 мм² (при открытой прокладке), но с учетом длины линии, условий прокладки и требований ПУЭ часто выбирают 4 мм².
Что делать, если двигатель греется выше допустимой температуры?
Как определить, что подшипники двигателя требуют замены?
Основные признаки: повышенный шум (гул, скрежет), вибрация, нагрев ступицы подшипникового щита. Для проверки необходимо расцепить двигатель с нагрузкой, вручную прокрутить вал. Его вращение должно быть плавным, бесшумным, без люфтов и заеданий. Стандартно в двигателях АИР132 используются подшипники качения: со стороны вала – №306, со стороны противоположного конца – №306 или 180306.
В чем преимущество двигателя с частотой вращения 935 об/мин перед двигателем на 3000 об/мин той же мощности?
Двигатель на 935 об/мин (6 полюсов) развивает в ~3 раза больший крутящий момент (M = 9550
Какой класс энергоэффективности IE выбрать?
Для новых проектов и замены вышедших из строя двигателей минимально рекомендуемым является класс IE3. Это обеспечивает соответствие современным международным нормам и снижает затраты на электроэнергию. Выбор IE4 экономически обоснован при большом количестве рабочих часов в году (более 4000-6000).