Электродвигатели общепромышленные 18,5 кВт

Добавлено 30.10.2025

Электродвигатели общепромышленные 18,5 кВт: технические характеристики, сферы применения и критерии выбора

Электродвигатели мощностью 18,5 кВт (25 л.с.) занимают ключевую позицию в сегменте общепромышленного оборудования, являясь наиболее востребованным решением для привода механизмов средней мощности. Данный типоразмер находит применение в насосных и вентиляторных установках, компрессорном оборудовании, конвейерных линиях, станках и других системах, где требуется надежный и эффективный силовой агрегат. В статье детально рассмотрены конструктивные особенности, основные параметры, варианты исполнения и правила подбора двигателей данной мощности.

Конструкция и типы общепромышленных электродвигателей 18,5 кВт

Подавляющее большинство общепромышленных двигателей мощностью 18,5 кВт — это трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (АДКЗ). Конструктивно они состоят из двух основных частей: неподвижного статора и вращающегося ротора. Статор содержит сердечник из электротехнической стали с пазами, в которые уложена обмотка, подключаемая к сети переменного тока. Ротор представляет собой сердечник с короткозамкнутой обмоткой типа «беличья клетка». Стандартные двигатели выпускаются в соответствии с сериями ГОСТ (например, АИР) и международными стандартами IEC (например, серии ММ, MX).

Основные типы исполнения по способу монтажа (IM):

IM 1081 — на лапах, с одним цилиндрическим концом вала.
IM 2081 — на лапах, с двумя цилиндрическими концами валов (для возможного подключения дополнительного оборудования).
IM 3081 — фланцевое исполнение (большой фланец).
IM 3681 — комбинированное исполнение (лапы + фланец).

Основные технические характеристики и параметры

При выборе двигателя 18,5 кВт необходимо анализировать комплекс взаимосвязанных параметров, определяющих его работоспособность в конкретной системе.

Электрические параметры

Номинальная мощность (P_N): 18,5 кВт. Полезная механическая мощность на валу при номинальной нагрузке.
Номинальное напряжение: 400 В (380 В), 50 Гц — для низковольтных сетей. Также существуют исполнения на 660/1140 В.
Номинальный ток (I_N): При напряжении 400 В, 50 Гц, для двигателей 2p=2, ток составляет примерно 34-36 А. Точное значение зависит от КПД и cos φ.
КПД (η): Определяет энергоэффективность. Для двигателей 18,5 кВт стандартные серии имеют КПД 89-91%, а двигатели класса IE3 — 92-94%.
Коэффициент мощности (cos φ): Обычно находится в диапазоне 0,86-0,90.
Пусковой ток (I_a/I_N): Отношение пускового тока к номинальному. Для АДКЗ составляет 6-8 раз.
Кратность пускового момента (M_a/M_N): 2,0-2,5.
Кратность максимального момента (M_max/M_N): 2,4-3,0.

Механические и скоростные параметры

Синхронная частота вращения (n_s): Зависит от числа пар полюсов (2p). Определяет базовую скорость двигателя.
Номинальная частота вращения (n_N): Фактическая скорость под нагрузкой, несколько ниже синхронной (скольжение 1-4%).

**Таблица 1. Зависимость скорости и момента от числа полюсов для двигателей 18,5 кВт**
Число полюсов (2p)	Синхронная скорость, об/мин (50 Гц)	Приблизительная номинальная скорость, об/мин	Характерный номинальный момент, Нм	Типовые области применения
2	3000	2920-2970	59-60	Центробежные насосы, вентиляторы, высокооборотные компрессоры
4	1500	1460-1480	119-121	Насосы, вентиляторы, конвейеры, станки (наиболее распространенный вариант)
6	1000	970-980	180-182	Поршневые насосы, элеваторы, мешалки, дробилки
8	750	720-730	245-250	Механизмы с высокой инерцией и большим пусковым моментом: смесители, шнеки, мощные вентиляторы

Классы энергоэффективности и стандарты

Современные требования диктуют обязательное использование энергоэффективных двигателей. Согласно стандарту IEC 60034-30-1, выделяются следующие классы (для двигателей 18,5 кВт):

IE1 (Standard Efficiency): Устаревший класс, снят с производства во многих странах.
IE2 (High Efficiency): Высокая эффективность. Двигатели 18,5 кВт 4p имеют КПД ~91%.
IE3 (Premium Efficiency): Премиальная эффективность. КПД для 18,5 кВт 4p составляет ~93.6%. Требуется по закону для новых установок в ЕС, РФ и других странах.
IE4 (Super Premium Efficiency): Сверхпремиальная эффективность (КПД ~95%). Набирают распространение для снижения эксплуатационных затрат.

Использование двигателей IE3 и IE4, несмотря на их более высокую первоначальную стоимость, окупается за счет значительного снижения потерь электроэнергии в течение жизненного цикла.

Варианты климатического и защитного исполнения

Двигатели 18,5 кВт производятся в различных исполнениях, определяющих условия их эксплуатации.

Степень защиты IP:
- IP54: Защита от пыли (частичная) и брызг воды со всех направлений. Стандарт для большинства промышленных помещений.
- IP55: Защита от пыли и струй воды. Для условий повышенной влажности и наружной установки под навесом.
Климатическое исполнение:
- У3, У2 Для умеренного климата (работа при температуре от -45°C до +40°C).
- ХЛ Для холодного климата (до -60°C).
- Т3, Т2 Для тропического климата (высокая влажность и температура).
Категория размещения: 1 (на открытом воздухе), 2 (под навесом), 3 (в закрытых помещениях без регулирования климата), 4 (в отапливаемых помещениях).

Способы пуска и управления

Выбор метода пуска для двигателя 18,5 кВт критически важен для сетей с ограничениями по пусковому току и для защиты механической части привода.

Прямой пуск (DOL): Наиболее простой и дешевый способ. Двигатель подключается напрямую к сети полным напряжением. Пусковой ток высок (6-8I_N), что может вызывать просадки напряжения в сети. Применим при достаточной мощности питающего трансформатора и для механизмов с низким моментом инерции.
Пуск «звезда-треугольник» (Star-Delta): Применяется для двигателей, обмотки которых рассчитаны на работу в треугольнике при номинальном напряжении. Снижает пусковой ток в 3 раза (до 2-3I_N), но и пусковой момент также падает в 3 раза. Подходит для механизмов с вентиляторной характеристикой момента (насосы, вентиляторы).
Частотный преобразователь (ЧП, VFD): Оптимальный способ для задач, требующих регулирования скорости и плавного пуска. Обеспечивает плавный разгон с ограничением тока (обычно до 1,5I_N), точное поддержание скорости и значительную энергоэкономию на насосно-вентиляторных нагрузках. Для двигателя 18,5 кВт необходим преобразователь на 22-30 кВт.
Устройство плавного пуска (УПП, Soft Starter): Позволяет плавно повышать напряжение на двигателе во время пуска, снижая пусковой ток (до 2-4I_N) и уменьшая механические удары. Не регулирует скорость в рабочем режиме.

Области применения

Двигатели 18,5 кВт универсальны и используются в различных отраслях:

Водоснабжение и водоотведение: Привод погружных, центробежных и поршневых насосов среднего давления.
Вентиляция и кондиционирование: Привод радиальных и осевых вентиляторов большой производительности.
Компрессорное оборудование: Винтовые и поршневые компрессоры.
Конвейерные системы: Ленточные, цепные и винтовые конвейеры средней длины и производительности.
Обрабатывающая промышленность: Приводы станков (токарных, фрезерных, деревообрабатывающих), дробилок, мельниц, смесителей.
Сельское хозяйство: Приводы зерносушилок, норий, кормораздатчиков.

Критерии выбора и порядок подбора

Подбор двигателя 18,5 кВт должен осуществляться на основе комплексного анализа:

Определение требуемой мощности: Расчет или анализ мощности на валу приводимого механизма с учетом запаса 10-15%.
Выбор числа полюсов (скорости): В соответствии с паспортными данными механизма. При возможности регулирования — выбор в пользу 4-полюсного двигателя как наиболее сбалансированного.
Определение режима работы (S1-S10): Для постоянной нагрузки — режим S1 (продолжительный). Для циклических нагрузок — анализ по ГОСТ Р МЭК 60034-1.
Выбор класса энергоэффективности: Предпочтение двигателям IE3 как минимально допустимым для новых проектов. Расчет TCO (Total Cost of Ownership) для обоснования перехода на IE4.
Определение исполнения по степени защиты IP: В зависимости от условий окружающей среды (запыленность, влажность).
Выбор способа монтажа (IM): По типу соединения с механизмом (лапы, фланец, комбинация).
Выбор способа пуска и управления: На основе ограничений сети, требований к плавности пуска и необходимости регулирования скорости.
Проверка соответствия сети: Напряжение (400В/50Гц), возможность обеспечения пусковых токов.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание — залог долговечности двигателя. Необходимо обеспечить:

Соосность: Тщательную центровку валов двигателя и редуктора/насоса с использованием лазерного или индикаторного оборудования. Несоосность — основная причина вибрации и выхода из строя подшипников.
Балансировку: Проверку балансировки ротора, особенно после ремонта.
Качественное заземление: Сопротивление заземляющего контура должно соответствовать ПУЭ.
Защиту: Установку соответствующих номиналов защитных аппаратов (автоматических выключателей, предохранителей, тепловых реле или современных цифровых защит).
Систему охлаждения: Обеспечение свободного притока воздуха для двигателей с самовентиляцией (IC 411). Для частотно-регулируемого привода на низких скоростях может потребоваться независимое охлаждение (IC 416).
Плановое ТО: Регулярный контроль вибрации, температуры подшипников, состояния изоляции обмоток (измерение мегомметром), чистку и замену смазки в подшипниковых узлах согласно регламенту производителя.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Какой двигатель 18,5 кВт выбрать: 1500 об/мин или 3000 об/мин?

Выбор зависит исключительно от скорости вращения приводимого механизма, указанной в его паспорте. Если механизм допускает разные скорости, то двигатель на 1500 об/мин (4 полюса) часто предпочтительнее: он имеет больший ресурс за счет меньшей скорости износа подшипников, менее шумный и создает больший крутящий момент при том же номинале мощности. Двигатель на 3000 об/мин (2 полюса) компактнее и дешевле, но имеет более высокий уровень шума и вибрации.

2. Можно ли подключить двигатель 18,5 кВт 400В к сети 380В?

Да, современные двигатели, маркированные 400/690 В, 50 Гц, предназначены для работы в сетях 380-400 В при соединении обмоток в «треугольник». Напряжение 380В является устаревшим номиналом, фактическое напряжение в современных сетях часто приближено к 400В. Двигатель будет работать нормально с незначительным снижением момента (пропорционально квадрату напряжения).

3. Какой кабель нужен для подключения двигателя 18,5 кВт?

Сечение кабеля определяется номинальным током двигателя, способом прокладки и условиями окружающей среды. Для двигателя 18,5 кВт/400В (I_N≈35А) при прокладке в воздухе (кабель с медными жилами, например, ВВГнг) минимальное сечение обычно составляет 6-10 мм². Однако окончательный расчет должен проводиться по ПУЭ (глава 1.3) с учетом коэффициентов прокладки, длины линии (падение напряжения) и типа защиты. Для прямого пуска также необходимо убедиться, что кабель выдержит кратковременный пусковой ток.

4. Почему двигатель 18,5 кВт греется даже без нагрузки?

Повышенный нагрев на холостом ходу может быть вызван несколькими причинами: несоосность при монтаже, повышенное напряжение в сети (выше 420В), повреждение подшипников (вызывающее дополнительное трение), неправильная схема соединения обмоток (например, «звезда» вместо «треугольника» для двигателя 400/690В), задевание ротором статора или недостаточное охлаждение (забиты вентиляционные каналы). Необходима диагностика.

5. Что выгоднее: двигатель IE3 или IE2, если разница в цене 15%?

Выгоднее IE3. Разницу в цене необходимо оценивать с точки зрения стоимости потерь. Двигатель IE3 имеет на 2-4% меньшие потери, чем IE2. Для двигателя 18,5 кВт, работающего 6000 часов в год при тарифе 5 руб/кВт*ч, ежегодная экономия на электроэнергии может составить несколько тысяч рублей. Таким образом, переплата окупится за 1-3 года, а за оставшийся срок службы (10-15 лет) будет получена чистая экономия.

6. Обязательно ли использовать частотный преобразователь для насоса 18,5 кВт?

Строго обязательно — нет, если нет требований к регулированию расхода/давления. Однако использование ЧПП для насосных и вентиляторных нагрузок является стандартом энергосбережения. Плавный пуск продлевает жизнь механической части, а регулирование скорости вместо дросселирования задвижками позволяет снизить энергопотребление на 30-50%. Для двигателя 18,5 кВт установка ЧП часто окупается за срок менее 2-х лет.

7. Какой номинальный ток автомата защиты выбрать для двигателя 18,5 кВт?

Для защиты двигателя от перегрузок обычно используют тепловое реле или электронную перегрузку в составе пускателя/преобразователя. Номинальный ток теплового элемента выбирается равным номинальному току двигателя (≈35А) или немного выше, с последующей точной настройкой по фактическому току. Автоматический выключатель (предохранитель) служит для защиты от короткого замыкания. Его номинал (тип С или D) выбирается с учетом пусковых токов, обычно в 1,5-2 раза выше номинального тока двигателя (например, 50-63А для типа С). Точный расчет требует учета характеристик защит и условий пуска.

Электродвигатели общепромышленные 18,5 кВт