Выбор электродвигателя с ремённым приводом для поршневого компрессора

В поршневых компрессорах двигатель почти всегда соединяется с компрессором ремнями и шкивами. Такая схема снижает частоту вращения двигателя до более низкой частоты, на которой должен работать компрессор, и позволяет приводить разные компрессорные головки одним и тем же двигателем. Тем не менее ремённый привод ставит при выборе двигателя вопросы, которых нет при соединении через муфту: как передаточное отношение шкивов согласуется с частотой вращения двигателя, какую нагрузку натяжение ремня создаёт на конце вала и как защитить двигатель компрессора, который часто останавливается и запускается от реле давления? В этой статье мы по порядку разбираем эти вопросы и показываем примеры из моделей HEM Motor, подходящих для привода компрессоров.

Что требует поршневой компрессор от двигателя?

В отличие от винтового компрессора, нагрузка поршневого компрессора неравномерна. На каждом ходе поршня сопротивление сжатию растёт, а при всасывании падает; на вал действует пульсирующий момент. Поэтому шкив компрессора часто выполняется как тяжёлый маховик, сглаживающий колебания. Для двигателя это имеет два следствия. Во-первых, при пуске двигатель должен разогнать ещё и инерцию маховика. Во-вторых, по мере роста давления в ресивере растёт мощность, потребляемая компрессором; двигатель не должен превышать паспортное значение даже при наибольшем рабочем давлении.

Большинство компрессоров для мастерских работают от реле давления: когда ресивер заполнен, двигатель останавливается, а когда давление падает — снова запускается. Это означает много пусков в час. При каждом пуске двигатель потребляет ток, в несколько раз превышающий номинальный, и обмотка нагревается. Поэтому при выборе двигателя для компрессора нужно выяснять не только мощность, но и число пусков в час, а также запускается ли компрессор без нагрузки. Компрессоры с разгрузочным клапаном в головке цилиндра не запускают двигатель против давления ресивера; компрессор с неисправным клапаном, напротив, нагружает двигатель при каждом пуске, и проблема переходит на двигатель.

Передаточное отношение шкивов и частота вращения двигателя

Частота вращения компрессора равна номинальной частоте вращения двигателя, умноженной на отношение диаметров шкивов. Если диаметр шкива компрессора в три раза больше диаметра шкива двигателя, 4-полюсный двигатель с номинальной частотой 1460 об/мин вращает компрессор примерно на 487 об/мин. Производитель компрессора задаёт это отношение исходя из допустимой частоты вращения головки и требуемой производительности по воздуху.

Поэтому при замене необходимо сохранить число полюсов. Например, если 2-полюсный двигатель заменить 4-полюсной моделью той же мощности, то при неизменных шкивах компрессор будет вращаться примерно вдвое медленнее, и производительность заметно упадёт. Обратная ситуация опаснее: установка 2-полюсного двигателя вместо 4-полюсной схемы может вывести головку компрессора за допустимую частоту вращения. Если изменить частоту действительно нужно, передаточное отношение шкивов следует пересчитать и проверить ограничения производителя компрессора.

• Запишите номинальную частоту вращения и число полюсов с таблички старого двигателя.
• Зафиксируйте диаметры обоих шкивов и тип ремня (число ручьёв и профиль).
• Найдите частоту вращения головки, указанную на табличке или в каталоге компрессора; проверьте выбор двигателя и шкивов по этому значению.

Конец вала, шкив и натяжение ремня

При соединении через муфту вал двигателя передаёт в основном крутящий момент. При ремённом приводе натяжение ремня создаёт постоянную радиальную силу на конце вала, и эту силу воспринимает передний подшипник. Чем ближе к торцу вала и чем уже шкив, тем меньше нагрузка на подшипник. Смещение шкива по валу наружу или избыточное натяжение ремня — распространённые ошибки, сокращающие срок службы подшипников.

• Посадка ступицы: ступица шкива двигателя должна соответствовать диаметру вала и размеру шпонки нового двигателя. Размеры вала зависят от габарита; значения приведены в техническом и продуктовом каталоге и в технических чертежах 2D.
• Соосность: шкивы двигателя и компрессора должны находиться в одной плоскости; перекос изнашивает ремень сбоку и вызывает шум.
• Натяжное устройство: двигатель обычно устанавливается в исполнении B3 на лапах на натяжные салазки или подвижное основание. Если габарит IEC нового двигателя совпадает со старым, отверстия лап находятся на тех же местах и существующие салазки можно использовать повторно.
• Защитный кожух: ремень и шкивы должны быть закрыты кожухом, который не перекрывает охлаждающий воздух двигателя.

Способ пуска и схема подключения

На небольших компрессорах распространён прямой пуск; с ростом мощности для ограничения пускового тока предпочитают пуск по схеме «звезда-треугольник». Здесь решающим является напряжение, указанное на табличке двигателя. Трёхфазные модели HEM Motor от 4 кВт и выше имеют табличку 400/690 В (Δ/Y); в сети 400 В они работают по схеме «треугольник» и поэтому подходят для пуска «звезда-треугольник». Модели мощностью 3 кВт и ниже имеют табличку 230/400 В (Δ/Y); в сети 400 В они подключаются «звездой», поэтому запускать их по схеме «звезда-треугольник» нельзя. Если в вашем шкафу управления используется пуск «звезда-треугольник», выбирайте двигатель с учётом этого различия.

На компрессоре, работающем от реле давления, автоматический выключатель защиты двигателя или тепловое реле нужно настраивать по паспортному току двигателя. При какой неисправности срабатывает каждый защитный элемент, мы подробно описали в статье о защите двигателя. Компрессорное помещение обычно жаркое и насыщено масляными парами; убедитесь, что вентилятор двигателя может забирать чистый воздух. Степень защиты IP55 защищает от пыли и брызг воды, но не решает проблему перегрева двигателя в непроветриваемом, очень жарком помещении.

Примеры моделей

Приведённые ниже модели выбраны из диапазона мощностей, часто встречающегося в приводах компрессоров. Все они 4-полюсные (1500 об/мин синхронных), со степенью защиты IP55 и изоляцией класса F. Какая мощность действительно нужна вашему компрессору, следует решать, рассматривая вместе значение производителя компрессора и табличку существующего двигателя.

Алюминиевый корпус легко поднести к раме компрессора и установить; на площадках с сильной вибрацией и ударами чугунный корпус — более жёсткая альтернатива. Общая информация о применении в компрессорах приведена на нашей странице электродвигатели для компрессоров.

Гипотетический пример замены

Приведённая ниже последовательность — не реальный случай клиента, а пояснительный пример. Предположим, что в мастерской сгорел двигатель двухступенчатого поршневого компрессора. На табличке указано 5,5 кВт, около 1450 об/мин, 400/690 В и габарит 132S; шкив компрессора заметно больше шкива двигателя.

• Поскольку мощность, число полюсов и габарит остаются прежними, подходящая модель — 132S-4 на 5,5 кВт; её номинальная частота 1460 об/мин, и при неизменном передаточном отношении шкивов частота вращения компрессора практически не меняется.
• Если старый двигатель часто вызывал срабатывание теплового реле, сначала ищут причину: разгрузочный клапан, негерметичный обратный клапан, перетянутый ремень или непроветриваемое компрессорное помещение. Переход на более мощный двигатель без устранения проблемы скрывает первопричину.
• Если в шкафу установлен пускатель «звезда-треугольник», модель с табличкой 400/690 В подходит напрямую.
• Если старый шкив подходит к диаметру вала и шпонке нового двигателя, его используют повторно; если нет, изготавливают новый шкив того же диаметра и профиля ручья с подходящей ступицей.

Какие данные отправить при заказе

Чтобы с первого раза подобрать правильный двигатель для компрессора, отправьте вместе следующие данные:

• Фото таблички существующего двигателя (мощность, частота вращения, напряжение, габарит)
• Тип компрессора и рабочее давление, работает ли он от реле давления или непрерывно
• Диаметры шкивов, профиль ремня и монтажное исполнение (обычно B3 на лапах)
• Напряжение сети и способ пуска (прямой, «звезда-треугольник», преобразователь)
• Условия в компрессорном помещении (температура, пыль, масляные пары)

Подходящие модели и актуальные цены можно посмотреть на странице купить электродвигатель. Если у вас есть табличка старого двигателя, отправьте фото таблички, и мы вместе подберём модель, подходящую к вашему ремённому приводу; по другим вопросам воспользуйтесь нашей страницей контактов.