Электродвигатели силовые 132 кВт

Электродвигатели силовые мощностью 132 кВт: технические характеристики, сферы применения и особенности выбора

Электродвигатели мощностью 132 кВт (приблизительно 180 л.с.) занимают ключевую нишу в промышленном и коммерческом секторе, являясь основным приводом для широкого спектра энергоемкого оборудования. Данный типоразмер находится на стыке средних и крупных мощностей, что предъявляет особые требования к проектированию, монтажу, пуску и эксплуатации. В статье детально рассмотрены конструктивные особенности, параметры, схемы подключения и критерии выбора асинхронных электродвигателей мощностью 132 кВт, наиболее распространенных в промышленности.

Конструктивное исполнение и стандартизация

Подавляющее большинство двигателей на 132 кВт – это трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (АДКЗ). Конструктивно они выполняются в соответствии с международными стандартами IEC и национальными ГОСТ. Основные узлы: статор с трехфазной обмоткой, залитый в пазы сердечника, ротор типа «беличья клетка», чугунный или алюминиевый корпус, подшипниковые щиты с роликовыми подшипниками, клеммная коробка и вентилятор-обдув.

Ключевым параметром является габарит (высота оси вращения). Для двигателя 132 кВт при синхронной скорости 3000 об/мин (2 полюса) это, как правило, габарит 315 мм. Для 1500 об/мин (4 полюса) – габарит 355 мм. С увеличением числа полюсов (уменьшением скорости) габарит и масса двигателя растут при сохранении мощности.

Основные технические параметры и характеристики

Номинальные данные двигателя указываются на его шильдике. Помимо мощности (132 кВт), критическое значение имеют:

• Номинальное напряжение: 380/400 В, 660/690 В. Часто двигатели имеют возможность переключения обмотки со «звезды» на «треугольник» (например, 230/400В Δ/Y или 400/690В Δ/Y).
• Номинальный ток: Зависит от напряжения, КПД и коэффициента мощности. Для 400 В типичный ток составляет ~240-250 А, для 690 В – ~140-145 А.
• Коэффициент полезного действия (КПД): Для двигателей данного класса стандартно значение в диапазоне 94.5% — 96.2% (класс IE3). Высокоэффективные модели (IE4) достигают 96.5% и выше.
• Коэффициент мощности (cos φ): Обычно 0.88 — 0.92. Снижается при недогрузке.
• Критический скольжение и пусковой момент: Пусковой момент обычно кратен номинальному (Mп/Mн = 1.8 – 2.2).
• Класс изоляции: Стандартно F (до 155°C), с запасом на работу при классе нагревостойкости B (до 130°C).
• Степень защиты (IP): Наиболее распространены IP54 (защита от брызг и пыли) и IP55 (защита от струй воды).
• Способ охлаждения: IC 411 – двигатель с самовентиляцией (с крыльчаткой на валу).

Таблица 1. Примерные параметры асинхронных двигателей 132 кВт при 50 Гц

Синхронная скорость, об/мин	Габарит (высота оси), мм	Номинальный ток (400В), А	КПД (IE3), %	Пусковой ток / Iн	Масса, кг
3000 (2p=2)	315	~235	95.0	7.0	~850
1500 (2p=4)	355	~245	95.8	6.8	~1050
1000 (2p=6)	400	~250	95.4	6.5	~1400
750 (2p=8)	450	~255	94.5	6.0	~1800

Схемы подключения и системы пуска

Прямой пуск (DOL) двигателя 132 кВт допустим только при наличии соответствующего запаса по мощности питающей сети, так как пусковой ток достигает 1500-1700 А. Часто для снижения пусковых токов и моментов применяют:

• Пуск «звезда-треугольник»: Эффективен для двигателей, обмотки которых рассчитаны на работу в треугольнике при сетевом напряжении. Снижает пусковой ток в 3 раза, но и пусковой момент также падает в 3 раза, что неприемлемо для механизмов с тяжелым пуском.
• Частотный преобразователь (ЧП): Наиболее технологичный метод, обеспечивающий плавный пуск, широкое регулирование скорости и экономию энергии. Для двигателя 132 кВт требуется ЧП соответствующей мощности, часто с дросселями на входе и выходе.
• Устройство плавного пуска (УПП): Позволяет ограничить пусковой ток (обычно в 2.5-4 раза от Iн) и обеспечивает плавный разгон. Не дает регулирования скорости в рабочем режиме.
• Подключение через понижающий автотрансформатор: Менее распространенный способ, также снижающий пусковые токи.

Сферы применения

Двигатели 132 кВт используются как привод для оборудования, требующего значительной механической мощности:

• Насосное оборудование: Центробежные насосы водоснабжения, орошения, циркуляционные и питательные насосы в котельных.
• Вентиляционное оборудование: Приточные и вытяжные установки, вентиляторы главного проветривания, дымососы и дутьевые вентиляторы.
• Компрессорное оборудование: Поршневые и винтовые воздушные компрессоры.
• Конвейерные системы: Ленточные конвейеры большой длины и производительности, норийные транспортеры.
• Дробильное и мельничное оборудование: Дробилки щековые, роторные, шаровые мельницы.
• Холодильное оборудование: Привод винтовых компрессоров в чиллерах большой мощности.

Критерии выбора и особенности монтажа

Выбор двигателя 132 кВт требует комплексного подхода:

1. Совпадение механических характеристик: График зависимости момента от скорости двигателя должен быть выше и левее аналогичной характеристики рабочей машины на всем ее диапазоне.
2. Режим работы (S1 – S10): Для постоянной длительной нагрузки подходит режим S1. Для повторно-кратковременных или переменных нагрузок необходим расчет по эквивалентной мощности или моменту.
3. Климатическое исполнение и категория размещения: У1 для умеренного климата, ХЛ1 – для холодного, Т2 – для тропического.
4. Уровень шума и вибрации: Регламентируется стандартами. Для установок в жилой зоне требуются двигатели с пониженным уровнем шума.
5. Монтаж: Из-за значительной массы (от 850 кг) требуется прочный, выверенный по уровню фундамент. Обязательна центровка валов с приводным механизмом с использованием лазерного или индикаторного оборудования. Неправильная центровка – основная причина выхода из строя подшипниковых узлов.
6. Защита и управление: Обязательно использование комплекта защитной аппаратуры: автоматический выключатель или предохранители с контактором, тепловое реле или цифровой защитный relay, цепи контроля изоляции. Для двигателей 132 кВт актуальна система мониторинга состояния вибрации и температуры подшипников.

Энергоэффективность и классы IE

Согласно директивам МЭК и национальным стандартам, двигатели 132 кВт, поставляемые на рынок, должны соответствовать классу энергоэффективности не ниже IE3 (Премиум) или IE2 при использовании с частотным преобразователем. Преимущества двигателей IE3 и IE4:

• Снижение электрических потерь на 20-40% по сравнению с устаревшими моделями IE1.
• Более низкая рабочая температура, что увеличивает ресурс изоляции и подшипников.
• Быстрая окупаемость за счет экономии электроэнергии, особенно при круглосуточной работе.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Какой кабель необходим для подключения двигателя 132 кВт на 400 В?

Сечение кабеля определяется номинальным током (около 245 А для 1500 об/мин), способом прокладки и материалом жилы. Для медного кабеля в воздухе (лоток) минимальное сечение ~120 мм² (допустимый ток ~270 А). При прокладке в земле может потребоваться сечение 150 мм². Обязателен расчет по потере напряжения и проверка по условиям срабатывания защиты. Рекомендуется использовать кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) или этиленпропиленовой резины (EPR).

Можно ли использовать двигатель 132 кВт с существующим пускателем на 100 А?

Нет, категорически запрещено. Номинальный ток коммутации пускателя (контактора) должен быть равен или превышать номинальный ток двигателя. Для 132 кВт / 400 В необходим контактор с током не менее 250 А. Использование заниженной аппаратуры приведет к подгоранию контактов, их свариванию и пожару.

Как часто и чем необходимо смазывать подшипники двигателя 132 кВт?

Периодичность и тип смазки указываются в паспорте двигателя. Для двигателей с двухсторонними роликовыми подшипниками (обычно это 6314, 6316 и аналоги) интервал смазки при работе в одну смену составляет примерно 4000-5000 часов. Используется консистентная смазка для электродвигателей (например, Mobilith SHC 100, Shell Gadus S2 V100). Важно не перегружать подшипниковые полости смазкой – это приводит к перегреву. Объем смазки указывается в документации (обычно в граммах).

Что делать, если двигатель не развивает номинальную мощность и перегревается?

Возможные причины и действия по проверке:

• Несимметрия напряжения питающей сети: Проверить напряжение по всем трем фазам. Разница не должна превышать 1%.
• Неполнофазный режим: Проверить целостность всех предохранителей, контактов пускателя и силового кабеля.
• Повышенное или пониженное напряжение сети: Отклонение более ±5% от номинала ухудшает характеристики и приводит к перегреву.
• Механическая перегрузка на валу: Проверить нагрузку амперметром, сравнить с номинальным током. Проверить механическую часть привода (заклинивание, износ).
• Загрязнение системы охлаждения: Очистить ребра корпуса статора и крыльчатку обдува от пыли и грязи.
• Неисправность вентилятора обдува: Убедиться в его целостности и правильном направлении потока воздуха.

В чем разница между двигателем 132 кВт на 1500 об/мин и на 3000 об/мин, кроме скорости?

Различия существенны:

• Габариты и масса: Двигатель на 3000 об/мин (2 полюса) значительно компактнее и легче (габарит 315, ~850 кг), чем на 1500 об/мин (габарит 355, ~1050 кг).
• Пусковой ток: У 2-полюсных двигателей он, как правило, выше (отношение Iп/Iн ~7.0 против ~6.8).
• Коэффициент мощности: У 2-полюсных двигателей cos φ обычно несколько ниже (0.88-0.90), чем у 4-полюсных (0.90-0.92).
• Надежность: 2-полюсные двигатели имеют более высокую скорость вращения ротора, что предъявляет повышенные требования к балансировке и подшипникам. Ресурс подшипников может быть меньше.
• Применение: 3000 об/мин – для насосов, вентиляторов, где нужна высокая скорость; 1500 об/мин – для приводов, требующих более высокого момента при меньшей скорости (конвейеры, мешалки, компрессоры).

Обязательно ли использовать частотный преобразователь для регулирования скорости такого двигателя?

Нет, не обязательно, если регулирование скорости не требуется технологическим процессом. Однако ЧП решает несколько задач: обеспечивает плавный пуск, снижая пусковые токи до 1.5Iн, позволяет регулировать скорость в широком диапазоне и экономит энергию на насосно-вентиляторной нагрузке. Для двигателя 132 кВт стоимость ЧП сопоставима со стоимостью самого двигателя, поэтому решение принимается на основе технико-экономического расчета, учитывающего режим работы и потенциальную экономию электроэнергии.