Электровигатели КГЕ 1606

Электродвигатели КГЭ 1606: конструкция, параметры и область применения

Электродвигатели серии КГЭ 1606 представляют собой асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, предназначенные для эксплуатации в составе горнорудного и шахтного оборудования. Аббревиатура «КГЭ» расшифровывается как «Крановые, Горные, с Электроизоляцией повышенной надежности». Данные двигатели спроектированы для работы в тяжелых условиях, характеризующихся высокой влажностью, запыленностью, наличием взрывоопасных газов (метана, угольной пыли) и механическими перегрузками. Модель 1606 указывает на габарит двигателя (высота оси вращения 160 мм) и длину сердечника статора (6-я длина по установленному ряду).

Конструктивные особенности и исполнение

Конструкция двигателя КГЭ 1606 обеспечивает его устойчивость к внешним воздействиям. Основные узлы включают в себя:

• Статор: Сердечник статора набирается из изолированных листов электротехнической стали для снижения потерь на вихревые токи. Обмотка статора выполняется из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F или H, пропитанной влагостойкими составами и запеченной для формирования монолитной структуры.
• Ротор: Короткозамкнутый ротор выполняется по технологии литья под давлением из алюминиевого сплава. Беличья клетка и вентиляционные лопатки отливаются за одну операцию, что обеспечивает высокую механическую прочность и хорошие условия охлаждения.
• Корпус и защита: Корпус двигателя — литой, из чугуна или алюминиевого сплава, с развитым оребрением для улучшения теплоотдачи. В зависимости от модификации, двигатель может иметь степень защиты IP54 (защита от брызг воды и пыли) или IP55 (защита от струй воды и пыли). Для особо влажных условий существует исполнение с покрытием внутренних полостей влагостойким лаком.
• Взрывозащита: Наиболее распространенное исполнение для шахтных условий — взрывозащищенное по типу «РВ» (Рудничное Взрывозащищенное) или по современным стандартам Ex d I Mb (взрывонепроницаемая оболочка для рудничных условий). Это означает, что корпус способен выдержать внутренний взрыв горючей смеси без передачи его во внешнюю среду.
• Подшипниковые узлы: Используются смазываемые на весь срок службы или имеющие пресс-масленки для периодического обслуживания подшипники качения повышенной грузоподъемности, рассчитанные на значительные радиальные нагрузки.
• Клеммная коробка: Усиленная, часто с сальниковыми вводами для кабеля (сальники КГЭ), обеспечивающая защиту от попадания влаги и пыли в место подключения. Коробка может быть развернута на несколько положений для удобства подвода кабеля.

Основные технические параметры и характеристики

Технические характеристики двигателей КГЭ 1606 варьируются в зависимости от числа полюсов (синхронной частоты вращения). Ниже приведены усредненные данные для основных модификаций.

Таблица 1. Основные параметры электродвигателей КГЭ 1606

Параметр	2р=2 (3000 об/мин)	2р=4 (1500 об/мин)	2р=6 (1000 об/мин)	2р=8 (750 об/мин)
Номинальная мощность, кВт	18.5 — 22	18.5	15	11
Номинальное напряжение, В	380 / 660 или 660 / 1140
Номинальный ток (при 380В), А	~37	~37	~31	~24
Коэффициент мощности, cos φ	0.90	0.88	0.84	0.80
КПД, η %	89.5	90.0	89.0	87.5
Пусковой ток / Iном	6.0 — 7.0
Пусковой момент / Мном	1.8 — 2.0	1.8 — 2.0	1.6 — 1.8	1.5 — 1.7
Максимальный момент / Мном	2.4 — 2.6	2.4 — 2.6	2.2 — 2.4	2.0 — 2.2
Масса, кг	~220	~230	~240	~250

Область применения и режимы работы

Двигатели КГЭ 1606 находят применение в качестве привода механизмов, работающих в условиях повышенного риска и требований к надежности:

• Шахтные скребковые и ленточные конвейеры.
• Шахтные вентиляторы местного проветривания.
• Лебедки, подъемные и поворотные механизмы горнорудной техники.
• Насосы водоотлива и другое насосное оборудование в шахтах.
• Крановые механизмы в цехах с агрессивной средой.

Двигатели рассчитаны на продолжительный режим работы S1 по ГОСТ, но благодаря усиленной конструкции способны выдерживать кратковременные перегрузки. Допускается работа от частотных преобразователей (ЧП) с обязательным учетом снижения момента на низких частотах и необходимости дополнительного охлаждения при длительной работе на малых оборотах.

Особенности монтажа, подключения и эксплуатации

Монтаж двигателя должен производиться на ровную, жесткую фундаментную плиту или раму. Крепление осуществляется лапами (исполнение IM1001) или комбинированным фланцево-лаповым способом (IM3001). Крайне важно обеспечить соосность валов при соединении с редуктором или механизмом через упругую муфту для исключения дополнительных радиальных нагрузок на подшипники.

Подключение к сети требует строгого соответствия напряжения сети номинальному напряжению обмотки статора. Обмотка двигателя КГЭ 1606, как правило, выполняется на два номинальных напряжения (например, 380/660В). Схема соединения («звезда» или «треугольник») выбирается в зависимости от линейного напряжения сети:

• При напряжении сети 380В – обмотки соединяются в «треугольник». Клеммы: U1-W2, V1-U2, W1-V2, питание на оставшиеся три клеммы.
• При напряжении сети 660В – обмотки соединяются в «звезду». Клеммы: W2, U2, V2 соединяются вместе, питание на U1, V1, W1.

Эксплуатация требует регулярного контроля: визуальный осмотр, проверка состояния подшипников (уровень шума и вибрации), измерение сопротивления изоляции мегаомметром (не менее 1 МОм при 500 В для напряжений до 1000В). При работе в режиме S1 перегрев корпуса не должен превышать 80-90°C в зависимости от класса изоляции.

Сравнение с аналогами и модернизированные серии

Двигатели серии КГЭ являются развитием серий АО и 4А для горных условий. В сравнении с общепромышленными двигателями (например, АИР), КГЭ имеют:

• Более высокий класс нагревостойкости изоляции (F/H против B/F).
• Усиленные подшипниковые узлы.
• Взрывозащищенное исполнение как базовое.
• Повышенную защиту от влаги и химически активных сред.

На смену классическим двигателям КГЭ пришли модернизированные серии, такие как ДАЗО (Двигатель Асинхронный Закрытый Обдуваемый) и 5АН. Эти серии соответствуют современным стандартам энергоэффективности (IE2, IE3), имеют улучшенные массогабаритные показатели и могут оснащаться датчиками температуры (термосопротивления Pt100) в обмотке статора и подшипниковых щитах для систем тепловой защиты.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Какое рабочее напряжение для двигателя КГЭ 1606, если на шильдике указано 380/660В?

Двигатель может работать в сети с линейным напряжением 380В или 660В. При 380В обмотки соединяются в «треугольник», при 660В — в «звезду». Подключение к несоответствующему напряжению (например, «звезда» в сеть 380В) приведет к снижению мощности и момента в 3 раза, а «треугольник» в сеть 660В — к мгновенному выходу двигателя из строя из-за пробоя изоляции.

2. Можно ли использовать КГЭ 1606 с частотным преобразователем?

Да, но с оговорками. Двигатель физически способен работать от ЧП. Однако, для длительной работы на низких частотах (менее 20-25 Гц) требуется независимое охлаждение (внешний вентилятор), так как собственный вентилятор на валу будет неэффективен. Необходимо также использовать фильтры dU/dt или синус-фильтры для защиты старой изоляции от перенапряжений, создаваемых ШИМ-преобразователями.

3. Как проверить исправность обмотки двигателя перед пуском?

Требуется выполнить три основных измерения:

• Сопротивление изоляции: Мегаомметром на 1000В измеряют сопротивление между каждой фазой и корпусом, а также между фазами. Значение должно быть не менее 1 МОм (рекомендуется >10 МОм для нового двигателя).
• Сопротивление постоянному току фаз: Измерения омметром. Сопротивления всех трех фаз должны быть равными с допуском ±2%.
• Межвитковое замыкание: Проверяется на специальных стендах или косвенно — анализом потребляемого тока холостого хода. Сильная асимметрия токов по фазам при равных напряжениях указывает на проблему в обмотке.

4. Чем отличается исполнение «РВ» от «Ex d I Mb»?

«РВ» — это устаревшее, но до сих пор используемое в документации обозначение рудничного взрывозащищенного исполнения по советским/российским нормам. «Ex d I Mb» — это обозначение по современному международному стандарту МЭК и ГОСТ Р МЭК 60079. Физически требования схожи: взрывонепроницаемая оболочка, предназначенная для подземных выработок шахт, опасных по газу (метану) и пыли. Двигатель с маркировкой «Ex d I Mb» соответствует актуальным требованиям.

5. Каков типичный ресурс двигателя КГЭ 1606 и от чего он зависит?

Расчетный ресурс до капитального ремонта при соблюдении условий эксплуатации составляет 30 000 – 50 000 часов. Ключевые факторы, сокращающие ресурс:

• Работа в режиме длительных перегрузок (более 110% от номинала).
• Частые пуски (более 10-15 в час) и реверсы.
• Попадание влаги внутрь корпуса при повреждении уплотнений.
• Некачественное центрирование с приводным механизмом, вызывающее вибрацию и перегруз подшипников.
• Работа в сети со значительным несимметричным напряжением по фазам (>2%).

6. Как правильно выбрать тепловую защиту для данного двигателя?

Номинальный ток теплового реле или уставка защитного автомата должна выбираться по номинальному току двигателя, указанному на его шильдике для конкретного схемного соединения. Для двигателя с номинальным током, например, 37А, уставка защиты должна быть равна 37А с допустимым диапазоном регулировки. Для защиты от перегрузок недопустимо использовать автоматические выключатели с электромагнитным расцепителем (от КЗ) без теплового элемента. Рекомендуется использование современных цифровых защитных реле, обеспечивающих защиту от перегрузки, обрыва фазы, асимметрии и заклинивания ротора.