Электродвигатели КЕ
Электродвигатели КЕ: технические характеристики, конструкция и область применения
Электродвигатели серии КЕ представляют собой асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, трехфазного тока, общепромышленного исполнения. Данная серия является одной из базовых и массово применяемых в отечественной промышленности. Двигатели КЕ спроектированы в соответствии с требованиями ГОСТ и МЭК, что обеспечивает их надежность, взаимозаменяемость и соответствие международным стандартам.
Конструктивные особенности и исполнения
Конструкция электродвигателей КЕ является классической для асинхронных машин. Основными узлами являются: неподвижный статор, вращающийся ротор, два подшипниковых щита, вентилятор и вентиляционный кожух, клеммная коробка. Корпус и станина выполняются из чугуна, что обеспечивает высокую механическую прочность и эффективный отвод тепла.
По способу монтажа двигатели КЕ выпускаются в следующих основных исполнениях:
- IM 1081 – на лапах с одним цилиндрическим концом вала.
- IM 2081 – на лапах с двумя цилиндрическими концами вала.
- IM 3081 – комбинированное исполнение: на лапах и с фланцем.
- IP54 – защита от пыли (ограниченное проникновение) и брызг воды со всех направлений. Наиболее распространенный вариант.
- IP55 – защита от пыли (полная) и струй воды.
- Схема «треугольник» (Δ) – для напряжения 380 В. Применяется при прямом пуске от сети 380В.
- Схема «звезда» (Y) – для напряжения 660 В. Может использоваться для плавного пуска или в сетях с повышенным линейным напряжением.
- Высота над уровнем моря не более 1000 м.
- Температура окружающей среды от -40°C до +40°C (для исполнения У1).
- Относительная влажность воздуха не более 98% при +25°C.
- Режим работы – продолжительный (S1).
- Насосное и вентиляторное оборудование: привод центробежных насосов, вентиляторов, дымососов.
- Компрессорная техника: поршневые и винтовые компрессоры.
- Конвейерные системы: ленточные, скребковые, пластинчатые транспортеры.
- Станки и механизированный инструмент: приводы металлорежущих, деревообрабатывающих станков.
- Подъемно-транспортное оборудование: лебедки, краны, элеваторы.
- Прочие машины и аппараты: смесители, дробилки, экструдеры, генераторы.
- Сопротивление изоляции обмоток (не менее 1 МОм мегаомметром на 1000 В).
- Свободное вращение ротора вручную.
- Наличие и исправность заземления.
- Соответствие напряжения сети номинальному.
- Настройку защитной аппаратуры (автоматические выключатели, тепловые реле).
- КЕ – серия двигателя.
- 355 – высота оси вращения в мм (габарит).
- S – установочный размер по длине станины (S – короткий, M – средний, L – длинный).
- 4 – количество полюсов (4 полюса = синхронная частота 1500 об/мин).
По степени защиты от воздействия окружающей среды двигатели серии КЕ соответствуют классам:
По способу охлаждения двигатели КЕ относятся к типу IC 0141 – наружное самовентилируемое охлаждение. Вентилятор, расположенный на валу двигателя, закрыт защитным кожухом, через который прогоняется воздух, охлаждая корпус.
Основные технические параметры и габаритно-присоединительные размеры
Электродвигатели КЕ выпускаются в диапазоне мощностей от 0,25 кВт до 315 кВт. Основные синхронные частоты вращения: 3000 об/мин (2 полюса), 1500 об/мин (4 полюса), 1000 об/мин (6 полюса), 750 об/мин (8 полюсов). Реальная частота вращения ротора под нагрузкой (асинхронная) на 2-5% ниже синхронной.
Двигатели унифицированы по габаритно-присоединительным размерам в соответствии с ГОСТ 2479 (стандарт CENELEK). Это означает, что двигатели одного габарита (например, 112M) от разных производителей имеют идентичные посадочные размеры лап, высоту центров вала, диаметр вала и его длину, что обеспечивает простую замену.
Таблица 1. Пример габаритно-присоединительных размеров для двигателей КЕ (габарит 160S, 4 полюса)
| Параметр | Обозначение | Значение, мм |
|---|---|---|
| Высота оси вращения | H | 160 |
| Монтажная длина | L | 645 |
| Диаметр вала | D | 42 |
| Расстояние между отверстиями в лапах по длине | A | 254 |
| Расстояние между отверстиями в лапах по ширине | B | 210 |
Электрические характеристики и схемы подключения
Номинальное напряжение двигателей КЕ – 380/660 В при частоте 50 Гц. Это означает, что обмотки статора могут быть переключены для работы в одной из двух схем:
Таблица 2. Пример электрических параметров для двигателей КЕ 4-полюсных (выборка)
| Мощность, кВт | Ток при 380В (Δ), А | КПД, η, % | Коэффициент мощности, cos φ | Пусковой ток / Iном | Пусковой момент / Mном |
|---|---|---|---|---|---|
| 5,5 | 11,5 | 86,5 | 0,84 | 6,5 | 2,0 |
| 15,0 | 30,0 | 89,5 | 0,86 | 6,5 | 1,8 |
| 45,0 | 84,0 | 92,0 | 0,88 | 6,5 | 1,4 |
Климатические исполнения и условия эксплуатации
Двигатели КЕ изготавливаются для умеренного (У), холодного (ХЛ) и тропического (Т) климата. Они рассчитаны на работу в следующих условиях:
Не допускается эксплуатация в средах, содержащих взрывоопасные газы, агрессивные пары, проводящую пыль в концентрациях, нарушающих работу двигателя.
Область применения и типовые приводы
Благодаря своей универсальности и надежности, электродвигатели КЕ нашли широкое применение практически во всех отраслях промышленности:
Модернизация и аналоги. Серии АИР и АИРМ
Серия КЕ исторически предшествовала более современным и широко распространенным сериям АИР и АИРМ. Двигатели АИР являются прямым развитием серии КЕ, соответствуют тем же стандартам (ГОСТ, МЭК), но имеют улучшенные энергетические показатели (повышенный КПД и cos φ) за счет применения улучшенных электротехнических сталей и оптимизации конструкции. Габаритно-присоединительные размеры у двигателей КЕ и АИР одинаковых габаритов полностью идентичны, что делает их взаимозаменяемыми. Серия АИРМ отличается от АИР в основном конструкцией корпуса (алюминиевый сплав вместо чугуна) для меньших габаритов.
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Правильный монтаж включает выверку соосности с приводимым механизмом, надежное закрепление на фундаменте или раме, правильное электрическое подключение с обеспечением необходимой защиты. Перед первым пуском необходимо проверить:
Техническое обслуживание в процессе эксплуатации включает регулярную очистку от пыли, проверку состояния подшипников (шум, вибрация, нагрев), подтяжку крепежных соединений и контроль тока нагрузки.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается двигатель КЕ от АИР?
Двигатели АИР являются модернизированным продолжением серии КЕ. Они имеют улучшенные энергетические показатели (КПД выше на 1-3%), меньший уровень шума и вибрации. Габаритные и присоединительные размеры идентичны, что позволяет производить прямую замену КЕ на АИР без переделок фундамента или coupling.
Как расшифровать обозначение двигателя КЕ, например, КЕ355S4?
Как правильно выбрать схему подключения обмоток «звезда» или «треугольник»?
Выбор схемы определяется напряжением питающей сети. Для стандартной трехфазной сети 380В 50Гц обмотки двигателя КЕ должны быть соединены в «треугольник» (Δ). Схема «звезда» (Y) используется для данного двигателя при напряжении сети 660В. Неправильное подключение (например, «звезда» в сеть 380В) приведет к значительной потере мощности и перегреву двигателя.
Какие средства защиты необходимы для двигателя КЕ?
Обязательна установка аппаратов защиты от короткого замыкания (автоматический выключатель с соответствующей характеристикой отключения) и от перегрузки по току (тепловое реле или электронная защита в частотном преобразователе). Для двигателей, работающих в условиях повышенной опасности, необходима защита от заклинивания ротора и от обрыва фазы.
Что означает класс изоляции F и на какой температурный режим он рассчитан?
Класс изоляции F означает, что изоляционные материалы обмоток статора и ротора рассчитаны на длительную работу при температуре 155°C. С учетом запаса, максимально допустимое превышение температуры обмоток над температурой окружающей среды (+40°C) составляет 105°C (155°C — 40°C — 10°C запаса). Это обеспечивает высокий запас надежности при работе в номинальном режиме.
Можно ли использовать двигатель КЕ с частотным преобразователем (ЧП)?
Да, двигатели КЕ пригодны для работы от частотного преобразователя. Однако для обеспечения долговечности необходимо соблюдать условия: использовать ЧП с синус-фильтром или дросселем, ограничивать минимальную частоту для сохранения охлаждения (при длительной работе на низких оборотах может потребоваться независимое охлаждение), а также учитывать, что на высоких частотах (более 50 Гц) механическая прочность ротора и подшипниковых узлов может стать ограничивающим фактором.
Как часто требуется проводить замену смазки в подшипниках?
Периодичность замены смазки зависит от типа подшипников (качения или скольжения), режима работы, температуры и условий окружающей среды. Для стандартных шарикоподшипников с консистентной смазкой в двигателях мощностью до 100 кВт при нормальных условиях эксплуатации рекомендуемый интервал составляет 4000-5000 часов работы. Необходимо использовать смазку, указанную в паспорте двигателя (например, Литол-24). Пересмазка так же вредна, как и недостаток смазки.