Электродвигатели 5,5 кВт 750 об/мин

Электродвигатели 5,5 кВт 750 об/мин: технические характеристики, сферы применения и особенности выбора

Электродвигатели мощностью 5,5 кВт с частотой вращения 750 об/мин (синхронная скорость, соответствующая 8 полюсам) представляют собой класс низкооборотных асинхронных машин, востребованных в промышленных и коммерческих применениях, где требуется высокий вращающий момент при относительно низкой скорости. Данная статья детально рассматривает конструктивные особенности, параметры, варианты исполнения и ключевые аспекты подбора и эксплуатации этих электродвигателей.

Конструкция и принцип действия

Двигатели 5,5 кВт 750 об/мин являются трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором (тип АИР по ГОСТ). Основные узлы: статор, состоящий из сердечника с трехфазной обмоткой, залитой в пазы, и ротор, сердечник которого заполнен алюминиевыми или медными стержнями, замкнутыми накоротко торцевыми кольцами («беличья клетка»). При подаче трехфазного напряжения на обмотку статора создается вращающееся магнитное поле с синхронной скоростью 750 об/мин (при частоте сети 50 Гц). Это поле индуцирует токи в обмотке ротора, взаимодействие которых с полем статора создает электромагнитный момент, приводящий ротор во вращение с частотой, несколько меньшей синхронной (скольжение обычно 2-5%).

Основные технические характеристики и параметры

Номинальные параметры двигателя определяются условиями его работы в продолжительном режиме S1. Ключевые характеристики для двигателя 5,5 кВт, 750 об/мин:

• Мощность (P_N): 5,5 кВт (7,5 л.с.).
• Синхронная частота вращения (n_s): 750 об/мин.
• Номинальная частота вращения (n_N): Около 730-735 об/мин (зависит от скольжения конкретной модели).
• Номинальное напряжение (U_N): 400 В (3~, 50 Гц). Возможны исполнения на другие напряжения (например, 690 В).
• Номинальный ток (I_N): Приблизительно 11,5-12,5 А при 400 В. Точное значение указывается на шильдике.
• Коэффициент полезного действия (КПД, η): Для двигателей серии АИР (IE1) – порядка 87-88%. Для двигателей классов IE2 и IE3 – 89-91% и выше.
• Коэффициент мощности (cos φ): Обычно в диапазоне 0,80-0,84.
• Критический момент (M_max/M_N): Соотношение максимального пускового момента к номинальному обычно составляет 2,2 – 2,8.
• Пусковой момент (M_п/M_N): 1,6 – 2,0.
• Пусковой ток (I_п/I_N): 5,5 – 7,0.
• Масса: В зависимости от габарита и исполнения, примерно 70-95 кг.
• Степень защиты (IP): Наиболее распространены IP54 (защита от пыли и брызг воды) и IP55 (защита от струй воды).
• Класс изоляции: Как правило, F (допустимый нагрев 155°C) с запасом, работающая по классу B (130°C) или H (180°C).

Габаритные размеры и монтажные исполнения

Двигатели 5,5 кВт 750 об/мин чаще всего выпускаются в габаритах по ГОСТ 51689-2000 (IEC 60072-1): 132M, 160S или 160M. Конкретный габарит зависит от серии и класса энергоэффективности. Основные монтажные исполнения:

• IM 1081: Лапы, без фланца, с одним цилиндрическим концом вала.
• IM 2081: Лапы, с фланцем, с одним цилиндрическим концом вала.
• IM 3081: Без лап, с фланцем, с одним цилиндрическим концом вала.

Примерные установочные и присоединительные размеры для габарита 160M (IM 1081)

Параметр	Обозначение	Значение, мм
Высота оси вращения	H	160
Длина от края лапы до конца вала	L	~645-670
Высота от плоскости лап до оси вала	H	160
Межосевое расстояние лап в длину	A	254
Межосевое расстояние лап в ширину	B	210
Диаметр выходного конца вала	D	48
Длина выходного конца вала	E	110

Классы энергоэффективности (IE)

Современные двигатели классифицируются по международной системе IE (International Efficiency). Для мощности 5,5 кВт актуальны:

• IE1 (Standard Efficiency): Стандартный класс. Двигатели серии АИР. Актуальны для ремонта или замены в старом оборудовании.
• IE2 (High Efficiency): Повышенный класс. Например, серии АИРЭ, АДМ. Широко распространены.
• IE3 (Premium Efficiency): Премиальный класс. Серии АИРЭ, АИРЕ. Требуются по новым директивам.
• IE4 (Super Premium Efficiency): Сверхвысокий класс. Часто на основе синхронного реактивного или другого принципа.

Переход на двигатели более высокого класса (IE3) для 5,5 кВт приводит к снижению электрических потерь на 15-20% по сравнению с IE1, что при многочасовой работе дает значительную экономию.

Сферы применения

Низкая скорость и высокий момент делают двигатели 5,5 кВт 750 об/мин идеальными для приводов, не требующих высоких скоростей, но нагруженных постоянным моментом сопротивления:

• Насосное оборудование: Поршневые, шнековые, винтовые насосы, где требуется плавная подача среды.
• Вентиляторное оборудование: Радиальные вентиляторы высокого давления, дымососы.
• Компрессорная техника: Винтовые и поршневые компрессоры.
• Конвейеры и транспортеры: Ленточные, скребковые, пластинчатые конвейеры для тяжелых грузов.
• Смесители и мешалки: Для жидкостей и вязких сред в химической, пищевой промышленности.
• Дробильное и измельчительное оборудование: Щековые, роторные дробилки, мельницы.
• Лебедки и подъемные механизмы: Таль электрическая, тельферы.

Выбор и сопряжение с оборудованием

При выборе двигателя 5,5 кВт 750 об/мин необходимо учитывать:

1. Режим работы (S1-S10 по ГОСТ): Для постоянной нагрузки подходит S1. При переменной или повторно-кратковременной нагрузке необходим расчет по эквивалентной мощности.
2. Способ пуска: Прямой пуск (до 15 кВт обычно допустим), пуск через преобразователь частоты, устройство плавного пуска (УПП), переключение «звезда-треугольник».
3. Защита: Обязательна установка автоматического выключателя с характеристикой отключения, соответствующей пусковым токам, и теплового реле или мониторинга тока через частотный преобразователь.
4. Соединение с нагрузкой: Требуется точная центровка с редуктором, насосом или другим агрегатом через упругую муфту для исключения радиальных и осевых нагрузок на вал.
5. Охлаждение: При низкой скорости собственный вентилятор двигателя (IC 411) может быть недостаточен для работы на очень малых оборотах с частотным преобразователем. Может потребоваться двигатель с независимым вентилятором (IC 416) или внешним обдувом.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Какой реальный рабочий ток у двигателя 5,5 кВт 750 об/мин при 380В?

Номинальный ток при напряжении 400 В (3~, 50 Гц) обычно составляет около 11,6-12,2 А для двигателей класса IE2/IE3. При напряжении 380 В ток возрастет пропорционально примерно до 12,2-12,8 А. Точное значение всегда указано на шильдике двигателя.

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

Да, большинство современных асинхронных двигателей 5,5 кВт 750 об/мин совместимы с ЧП. Критически важно использовать ЧП с выходным дросселем или синус-фильтром для защиты изоляции обмотки от перенапряжений. При длительной работе на частотах ниже 15-20 Гц необходимо обеспечить дополнительное охлаждение.

3. Какой нужен пускатель и кабель для подключения?

Для прямого пуска рекомендуется контактор на номинальный ток не менее 16-18 А (например, 25А). Тепловое реле настраивается на номинальный ток двигателя. Сечение медного кабеля при прокладке в воздухе: не менее 2,5 мм² (по току), но часто выбирают 4 мм² из соображений механической прочности и потерь напряжения.

4. Чем отличается двигатель на 750 об/мин от двигателя на 1500 об/мин той же мощности?

Двигатель 750 об/мин имеет большие габариты и массу, больший номинальный момент (M_N = 9550

• P / n), меньший пусковой ток (кратность), но более низкий cos φ и, как правило, КПД. Он конструктивно имеет 8 полюсов, а не 4.

5. Как пересчитать параметры двигателя для работы от сети 60 Гц?

При подключении к сети 60 Гц синхронная скорость составит 900 об/мин (60*60/8). Мощность на валу может увеличиться пропорционально скорости, если это позволяет конструкция. Напряжение также должно быть скорректировано (обычно до 460В). Без изменения напряжения двигатель будет работать с перегревом. Необходимо консультироваться с производителем.

6. Каковы основные причины выхода из строя таких двигателей?

Основные причины: перегрев из-за запыленности (потеря охлаждения), перегруз по току, работа в однофазном режиме, вибрации из-за плохой центровки, износ подшипников, повреждение изоляции влагой или агрессивной средой, частые пуски.

Заключение

Электродвигатели мощностью 5,5 кВт с частотой вращения 750 об/мин являются надежным и энергоэффективным решением для низкоскоростных приводов с высоким моментом. Правильный выбор с учетом класса энергоэффективности (IE2/IE3), степени защиты (IP), способа монтажа и режима работы, а также грамотная установка и защита обеспечивают длительный и экономичный срок службы агрегата в составе промышленного оборудования. При модернизации существующих приводов переход на двигатели более высокого класса IE позволяет достичь существенной экономии электроэнергии при относительно коротком сроке окупаемости.