Трёхфазный асинхронный электродвигатель 90 кВт: габариты 280M и 315M, частота вращения и пуск

При выборе трёхфазного асинхронного электродвигателя 90 кВт первое решение — частота вращения; габарит, ток, момент и даже подготовка основания вытекают из этого решения. В серии 90 кВт HEM Motor модели на 3000 и 1500 об/мин выполнены в габарите IEC 280M, а модель на 1000 об/мин — в следующем габарите, 315M. Все три модели имеют обмотку 400/690 В (Δ/Y); такая обмотка напрямую подходит для пуска «звезда-треугольник» в сети 400 В. В этой статье мы рассматриваем эти особенности, характерные именно для 90 кВт, варианты пуска и данные, которые нужно подготовить для расчёта щита и кабеля.

Три частоты вращения, два габарита: сравнение моделей 90 кВт

При одинаковой мощности чем ниже частота вращения, тем больший момент двигатель должен развивать на валу. С ростом момента растут и пакеты ротора и статора; поэтому 6-полюсный двигатель 90 кВт переходит в больший габарит, чем 2- и 4-полюсные. Значения ниже взяты из карточек товаров HEM Motor (эквивалент 125 л. с., номинальный ток при 400 В):

Из таблицы следуют два практических вывода. Во-первых, момент модели на 1000 об/мин примерно втрое больше, чем у модели на 3000 об/мин; эта разница учитывается при выборе муфты, входа редуктора и болтов основания. Во-вторых, токи близки друг к другу: со стороны щита разница между тремя моделями невелика, основная разница — в механической части. Все три модели имеют чугунный корпус, степень защиты IP55 и изоляцию класса F; они намотаны для сети 50 Гц.

Что означает разница габаритов по частоте вращения на объекте?

Номер габарита IEC показывает высоту оси вала над опорной плоскостью лап в миллиметрах. При переходе с габарита 280M на 315M ось вала поднимается, меняются присоединительные размеры лап и диаметр вала. Поэтому поставить на то же основание 6-полюсный двигатель 90 кВт вместо старого 4-полюсного 90 кВт напрямую нельзя: нужно заново рассмотреть основание, центровку муфты и передаточное отношение.

Если рассматривается смена частоты вращения, сначала уточните, какая частота вала нужна машине. Например, в приводе с редуктором переход с 1500 на 1000 об/мин меняет и выходную частоту редуктора. Чтобы сравнить размеры корпуса и отверстия лап с основанием, используйте технические чертежи 2D по габаритам; берите размеры с чертежа, а не по догадке.

Что проверить при замене существующего двигателя

• Код габарита (например, 280M, 315M) и номинальную частоту вращения на табличке старого двигателя.
• Способ монтажа: при такой мощности чаще всего используется исполнение на лапах (B3); фланцевое исполнение подтверждается при заказе отдельно.
• Тип муфты или шкивное соединение; при ременной передаче — радиальную нагрузку на вал.
• С какой стороны расположена клеммная коробка и направление кабельного ввода.

Обмотка 400/690 В и варианты пуска

На табличке всех трёх моделей указано 400/690 В (Δ/Y). Это значит, что в сети 400 В двигатель работает на полном напряжении по схеме «треугольник», а в сети 690 В — по схеме «звезда». Поскольку обмотка рассчитана на рабочее напряжение в треугольнике при сети 400 В, двигатель подходит для пуска «звезда-треугольник». При 90 кВт прямой пуск на большинстве предприятий слишком нагружает сеть, поэтому выбор способа важен.

• Звезда-треугольник: при пуске двигатель включается звездой; пусковой ток из сети и пусковой момент снижаются примерно до трети по сравнению с прямым пуском. Это распространённое решение для нагрузок, запускаемых вхолостую или с малой нагрузкой, — вентиляторов, центробежных насосов и компрессоров. Если нагрузка требует высокого момента при пуске, двигатель может недостаточно разогнаться в положении «звезда»; учитывается и бросок тока при переключении.
• Устройство плавного пуска: ограничивает ток, плавно повышая напряжение; так как момент снижается пропорционально квадрату напряжения, при пуске под нагрузкой настройка выполняется аккуратно. В насосах также используется функция снижения гидроудара при останове.
• Преобразователь частоты: держит пусковой ток на минимальном уровне и является единственным решением, если нужна регулировка скорости. Наши трёхфазные серии подходят для регулирования скорости преобразователем частоты; при длительной работе на низкой частоте с полным моментом может потребоваться независимый вентилятор, а при длинном кабеле между преобразователем и двигателем рассматривается dv/dt- или синус-фильтр; эти условия указываются при заказе.

Способ определяют момент, который машина требует при пуске, и то, в какой мере сеть (мощность трансформатора и другие нагрузки) выдерживает пусковой ток. Когда эти два вопроса ясны, посмотрите подходящие модели HEM Motor и актуальные цены.

Данные, которые нужно подготовить для кабеля и щита

Сечение кабеля и коммутационную аппаратуру для двигателя 90 кВт рассчитывает инженер-проектировщик или инженер по щитам; их нельзя прочитать только по табличке двигателя. Чтобы расчёт был верным, инженеру нужно передать вместе следующие данные:

• Номинальный ток: 152 А (280M-2), 155 А (280M-4) или 161 А (315M-6) при 400 В.
• Способ пуска: при «звезде-треугольнике» к двигателю идут две отдельные группы кабелей, а контакторы выбираются по фазному току; в системе с преобразователем отдельно оцениваются выходной кабель и необходимость фильтра.
• Длина кабельной трассы, способ прокладки (короб, лоток, в земле) и температура окружающей среды.
• Допустимое падение напряжения от щита до двигателя и мощность короткого замыкания сети.
• Схема защиты: диапазон уставок теплового или электронного реле защиты двигателя и, при необходимости, запрос датчиков температуры обмотки.

Общую информацию о том, как реле защиты настраивается по номинальному току, вы найдёте в нашей статье о защите двигателя.

Транспортировка, подъём и фундамент

Двигатели габаритов 280M и 315M невозможно переносить вручную. До доставки нужно предусмотреть на объекте кран или погрузчик, а поднимать двигатель только за рым-болты на корпусе. Поднимать за конец вала, кожух вентилятора или клеммную коробку нельзя.

Фундамент готовят так, чтобы он без вибраций воспринимал номинальный момент двигателя и реактивное усилие при пуске; в этом смысле номинальный момент около 870 Нм у 315M-6 означает втрое большую нагрузку, чем у 280M-2. Поверхность основания должна быть ровной, под лапами не должно оставаться зазоров, а центровку муфты проверяют перед первым пуском и повторно после первых часов работы. Если двигатель не устанавливается сразу, его хранят в сухом месте без вибраций.

Гипотетический пример: двигатель 90 кВт для центробежного насоса

Гипотетический пример: Оросительная станция подбирает двигатель 90 кВт для центробежного насоса, работающего примерно на 1480 об/мин. Поскольку насос требует малого момента при пуске, а трансформатор станции ограничен, планируется пуск «звезда-треугольник». По частоте вращения насосу подходит модель 280M-4 (1486 об/мин, 155 А). Инженер по щитам рассчитывает сечение по номинальному току 155 А, кабельной трассе и способу прокладки; основание не меняется, так как оно такое же, как у старого двигателя габарита 280M. Если бы насосу требовалось 1000 об/мин, понадобились бы габарит 315M и новое основание.

Информацию для насосных применений вы найдёте на странице электродвигателей для насосов, а всю серию большого габарита — в категории моделей в чугунном корпусе.

Вывод и данные, необходимые для заказа

Выбор двигателя 90 кВт начинается с частоты вращения: габарит 280M при 3000 и 1500 об/мин, габарит 315M при 1000 об/мин. Затем следуют способ пуска, данные для щита и кабеля, подготовка транспортировки и фундамента. Перед заказом подготовьте мощность, частоту вращения, способ монтажа, напряжение сети, способ пуска, область применения и, по возможности, фото таблички существующего двигателя.

Посмотрите модели 90 кВт и актуальные цены в нашем интернет-магазине. Отправьте фото таблички, частоту вращения и данные о монтаже вашего нынешнего двигателя через страницу отправки таблички и запросите предложение на подходящую модель.

Часто задаваемые вопросы

Сколько л. с. у двигателя 90 кВт?

90 кВт соответствуют примерно 121 л. с.; на рынке и в карточках товаров эту ступень называют 125 л. с. При выборе ориентируются на значение в кВт.

Почему двигатель 90 кВт на 1000 об/мин имеет больший габарит?

При одинаковой мощности момент растёт с уменьшением частоты вращения, и для его создания нужен больший магнитный пакет. Поэтому 6-полюсная модель 90 кВт выполнена в габарите 315M, а 2- и 4-полюсные — в габарите 280M.

Можно ли запускать двигатель 90 кВт прямым пуском?

Технически это возможно, но пусковой ток в несколько раз превышает номинальный, и на большинстве предприятий трансформатор и сеть к этому не готовы. Обычно выбирают «звезду-треугольник», устройство плавного пуска или преобразователь частоты.

Кто определяет сечение кабеля для двигателя 90 кВт?

Сечение кабеля рассчитывает инженер-проектировщик или инженер по щитам с учётом номинального тока, способа пуска, длины трассы, способа прокладки и температуры окружающей среды.