Выбор электродвигателя для ковшового элеватора и данные для заказа

Ковшовый элеватор поднимает сыпучий материал вертикально вверх ковшами, закреплёнными на ленте или цепи. Приводной двигатель находится в верхней головке, а его нагрузка создаётся подъёмом веса материала в ковшах против силы тяжести. В этом основное отличие элеватора от горизонтального конвейера: при остановке двигателя загруженные ковши стремятся пойти назад, а при пуске двигатель должен поднять заполненную колонну с нулевой скорости. В этой статье мы объясняем, какие данные нужны для выбора двигателя элеватора, почему устройство, препятствующее обратному ходу, нельзя путать с двигателем, и что следует указать при заказе.

Чем отличается нагрузка элеватора?

На горизонтальном конвейере двигатель в основном преодолевает трение; материал не поднимается. На ковшовом элеваторе, напротив, большая часть мощности тратится на подъём материала в ковшах на всю высоту элеватора. С ростом производительности и высоты необходимая мощность растёт почти прямо пропорционально. К этому добавляются сопротивление зачерпыванию в башмаке, где ковши набирают материал, а также трение ленты или цепи, барабанов и подшипников.

Поэтому мы не даём для двигателей элеваторов общего правила вида «столько-то кВт на элеватор такой высоты». Мощность рассчитывается по часовой производительности, высоте подъёма, насыпной плотности материала, типу ковша и скорости, и этот расчёт — задача производителя элеватора. Если двигатель заменяется на существующем элеваторе, ориентиром служит табличка старого двигателя, работавшего без проблем.

Осторожно с увеличением производительности

Частая причина проблем с двигателями элеваторов — постепенное увеличение производительности: устанавливают ковши большего объёма, ускоряют подачу или переходят на более плотный материал. Нагрузка растёт, а двигатель остаётся прежним. Если старый двигатель перегревается или вызывает срабатывание теплового реле, прежде чем выбирать новый двигатель, проверьте, не вносились ли такие изменения.

Стопор обратного хода и тормоз: это не задача двигателя

При отключении питания загруженный элеватор начинает вращаться назад под весом полных ковшей на восходящей ветви. Такой обратный ход приводит к завалу башмака материалом и повреждает ковши и ленту. Чтобы этого не допустить, на элеваторах применяют стопор обратного хода (backstop); этот элемент обычно находится внутри редуктора или на валу головки.

Стандартный трёхфазный асинхронный двигатель сам по себе обратный ход не предотвращает. Если на существующем элеваторе функция защиты от обратного хода реализована в самом двигателе, то есть двигатель оснащён тормозом или используется специальный двигатель со встроенным стопором, он не равнозначен стандартному двигателю; нужен специальный двигатель, и запрашивать его следует отдельно, с данными таблички и техническими сведениями. При замене двигателя уточните следующее:

• Где находится стопор обратного хода — в редукторе, на валу головки или в двигателе?
• Есть ли на табличке старого двигателя дополнительные сведения, например напряжение тормоза или тормозной момент?
• Если редуктор остаётся прежним, совместимо ли направление вращения стопора с подключением нового двигателя? Если двигатель подключить в обратную сторону, стопор заблокирует двигатель; поэтому проверка направления при первом пуске критически важна.

Пуск под нагрузкой и способ пуска

При остановке элеватора ковши остаются заполненными, и при пуске двигатель должен сразу поднять этот груз. Кроме того, материал, скопившийся в башмаке, может затруднить зачерпывание ковшами при пуске. Вместе эти два фактора делают пуск элеватора тяжелее, чем длительную работу.

• Прямой пуск: распространён при малой и средней мощности; двигатель развивает полный пусковой момент.
• «Звезда-треугольник»: снижает пусковой момент примерно до трети. При пуске с заполненной колонной двигатель может не разогнаться на «звезде»; этот способ следует выбирать, только если элеватор опорожняют перед остановкой или расчёт это допускает.
• Преобразователь частоты: обеспечивает плавный пуск с высоким моментом. Наши трёхфазные серии подходят для регулирования скорости с помощью преобразователя частоты; при длительной работе на низкой частоте с полным моментом может потребоваться независимый вентилятор, а при длинном кабеле между преобразователем и двигателем рассматривается фильтр dv/dt или синус-фильтр; эти условия указываются при заказе. На элеваторах расстояние между головкой и шкафом управления часто большое; укажите длину кабеля при заказе.

В эксплуатации наиболее действенная мера — прекратить подачу и опорожнить ковши перед остановкой элеватора. Аварийные остановки — исключение; двигатель и способ пуска нужно оценивать с учётом пуска под нагрузкой после аварийной остановки.

Соединение двигателя и условия работы

В головке элеватора двигатель обычно работает вместе с редуктором. Распространены три схемы: фланцевое соединение, при котором фланец B5 двигателя устанавливается на вход редуктора; схема, в которой двигатель крепится лапами к кронштейну и приводит редуктор через муфту; и ремённый привод со шкивами. В HEM Motor исполнения B3, B5, B14, B34, B35 и вертикальные предлагаются в зависимости от габарита; размер фланца подтверждается при заказе. Сравните размеры вала и фланца с техническими чертежами 2D.

Что касается условий, головка элеватора запылена и часто находится на открытом воздухе или наверху закрытой башни. Поэтому:

• Степень защиты IP55 защищает от пыли и брызг воды; при открытой установке под прямым дождём верх двигателя следует защитить навесом, не перекрывая забор воздуха кожухом вентилятора.
• Пыль, скапливающаяся на охлаждающих рёбрах двигателя, приводит к перегреву; нужно планировать периодическую очистку.
• Взрывоопасные пылевые среды, например зерновая и мучная пыль, могут требовать особых условий; в этом случае сообщите классификацию зон вашего предприятия до заказа, и пригодность стандартного двигателя будет оценена отдельно.
• Замена двигателя, расположенного на высоте, требует крана или площадки; жёсткость чугунного корпуса — преимущество на вибрирующих головках, но план такелажа нужно составить заранее.

Примеры моделей

Приведённые ниже модели взяты из чугунной серии и из разных классов мощности, встречающихся в приводах элеваторов. Все они 4-полюсные (1500 об/мин синхронных), IP55, с изоляцией класса F. Необходимую мощность следует определять по данным элеватора.

Модель на 3 кВт имеет табличку 230/400 В и в сети 400 В подключается «звездой»; поэтому она не подходит для пуска «звезда-треугольник». Модели на 15 и 30 кВт имеют табличку 400/690 В и в сети 400 В работают по схеме «треугольник». Общая информация об элеваторах и другом оборудовании вертикального транспорта приведена на странице электродвигатели для транспортных систем.

Гипотетический пример: замена двигателя зернового элеватора

Этот раздел — пояснительный пример, а не реальный случай. Предположим, что на зерновом предприятии из-за повреждения обмотки нужно заменить двигатель 15 кВт, 4 полюса, габарит 160L, установленный в головке ковшового элеватора средней высоты. В редукторе есть стопор обратного хода, двигатель соединён с редуктором фланцем B5.

• Поскольку стопор находится в редукторе, стандартный двигатель подходит; подходящая модель — 160L-4.
• Диаметр центрирующего буртика и окружность отверстий фланца измеряют на старом двигателе и подтверждают при заказе; диаметр и длину вала проверяют по входу редуктора.
• Перед первым пуском направление вращения проверяют при отсоединённом от редуктора двигателе; если оно обратное, меняют местами две фазы. Так стопор не нагружается в неправильном направлении.
• Если на предприятии действует классификация пылевых зон, эту информацию сообщают до заказа.

Какие данные отправить при заказе

• Фото таблички старого двигателя (мощность, частота вращения, напряжение, габарит; при наличии — данные тормоза)
• Высота и производительность элеватора, перемещаемый материал
• Расположение стопора обратного хода (редуктор, вал головки или двигатель)
• Тип соединения и монтажное исполнение (фланец B5, B3 на лапах, B35, ремённый привод)
• Способ пуска, длина кабеля между шкафом и двигателем, напряжение сети
• Условия: открытый воздух, запылённость, классификация зон при наличии

Подходящие модели и актуальные цены смотрите на странице купить электродвигатель. Чтобы узнать подходящую модель по данным таблички двигателя вашего элеватора, отправьте фото таблички; если речь идёт о специальном приводе, передайте технические данные через нашу страницу контактов.