Замена электродвигателя винтового компрессора: соответствие по мощности и муфте

Когда выходит из строя двигатель винтового компрессора, производство часто останавливается, потому что зависит от сжатого воздуха, и самым быстрым решением кажется найти двигатель той же мощности и поставить его. Однако в винтовом компрессоре двигатель обычно соединён с винтовым блоком через муфту и с точной соосностью валов; даже при правильной мощности двигатель не встанет на место, если не совпадают вал, фланец или ступица муфты. В этой статье мы рассматриваем замену двигателя в винтовых компрессорах с муфтовым соединением в двух разделах — соответствие по мощности и соответствие по муфте — и поясняем это на примере подходящих моделей HEM Motor.

Условия работы двигателя в винтовом компрессоре

С точки зрения двигателя винтовой компрессор — не обычная постоянная нагрузка. Перед заменой нужно знать следующие особенности работы:

• Цикл «нагрузка — холостой ход»: в классических компрессорах при достижении заданного давления двигатель переходит на холостой ход, а при падении давления снова нагружается. Этот цикл повторяется много раз за день.
• Частота пусков: при малом расходе воздуха двигатель долго работает вхолостую и останавливается; при появлении потребности снова запускается. Система управления компрессора ограничивает допустимое число пусков в час; при замене нужно обсудить эту настройку и пригодность нового двигателя к такой частоте пусков.
• Горячий кожух: двигатель обычно находится внутри шумоизолирующего кожуха. Температура внутри может быть заметно выше, чем в машинном зале; важно, откуда двигатель забирает охлаждающий воздух.
• Направление вращения: винтовой блок рассчитан на вращение только в одну сторону. Вращение в обратном направлении может быстро его повредить, поэтому при первом пуске направление вращения обязательно проверяют.

Соответствие по мощности: достаточно ли кВт с таблички?

Мощность нового двигателя не должна быть меньше мощности, указанной на табличке старого. Но если смотреть только на кВт, можно упустить некоторые ситуации.

• Сервис-фактор старого двигателя: некоторые производители компрессоров применяют двигатели с сервис-фактором выше 1 и настраивают компрессор так, чтобы частично использовать этот запас. Если на старой табличке указан SF, обязательно сообщите об этом. У моделей HEM Motor сервис-фактор равен 1,15 начиная с 75 кВт; для меньших мощностей значение SF в карточке продукта не приводится, поэтому равноценность при той же мощности можно оценить, только зная реальную нагрузку старого двигателя.
• Изменение рабочего давления: если рабочее давление компрессора впоследствии повысили, винтовой блок потребляет больше мощности. Если причина отказа была в этом, двигатель той же мощности может вскоре постигнуть та же участь.
• Ток и защита: если ток по табличке нового двигателя отличается от старого, настройки защиты в контроллере компрессора и в шкафу обновляют по новой табличке.
• Частота вращения: в компрессоре с муфтой частота вращения винтового блока равна частоте двигателя (в моделях с зубчатой передачей учитывается и её передаточное отношение). Установка двигателя с другим числом полюсов меняет производительность по воздуху и потребляемую мощность; поэтому частоту вращения сохраняют такой же, как у старого двигателя.

Соответствие по муфте: соединение двигателя и винтового блока

В винтовых компрессорах с муфтой двигатель и винтовой блок обычно соединяют одним из двух способов: двигатель крепится лапами к общей раме и приводит блок через муфту, либо двигатель садится фланцем на колокол (переходной корпус), а муфта находится внутри этого колокола.

Вал и ступица муфты

• Диаметр конца вала и шпонка: отверстие и шпоночный паз ступицы муфты должны точно соответствовать валу нового двигателя. Если ступицу придётся растачивать заново, стоимость и время этого добавляются к плану замены.
• Длина вала и расстояние до заплечика: ступица должна полностью садиться на вал, а зазор между двумя полумуфтами должен оставаться таким, как предусмотрел производитель муфты. Если вал короче или длиннее, зазор не совпадёт.
• Специальный вал: в некоторых компрессорах двигатель изготовлен с нестандартным концом вала или специальным соединением. В этом случае стандартный двигатель можно использовать, только если соединение совпадает полностью; иначе нужен специальный двигатель. Пришлите табличку и размеры вала старого двигателя, и мы оценим это вместе.

Фланец, лапы и соосность валов

• Фланцевое соединение: если двигатель крепится к колоколу фланцем, решающими являются тип и размер фланца; в HEM Motor размер фланца подтверждается при заказе. Монтажные исполнения предлагаются в зависимости от габарита; варианты перечислены в вопросе о монтажных исполнениях.
• Крепление на лапах: если двигатель крепится к раме лапами, высота оси и расстояния между отверстиями в лапах должны совпадать со старым двигателем. Эти размеры по габаритам приведены на 2D технических чертежах и в каталоге 2026.
• Центровка: при креплении на лапах после замены соосность муфты измеряют и выставляют заново. Несоосная муфта изнашивает подшипники двигателя и опоры винтового блока.

Одна мощность, разный габарит: пример 37 кВт

Модели на 37 кВт хорошо показывают, почему важна совместимость по габариту. В HEM Motor мощность 37 кВт предлагается в чугунном корпусе, и габарит меняется в зависимости от частоты вращения:

При тех же 37 кВт модель на 3000 об/мин выполнена в габарите 200L, а модель на 1500 об/мин — в 225S; высота оси, расстояние между лапами и, весьма вероятно, конец вала различаются. Иначе говоря, нужно знать не только мощность старого двигателя, но и его частоту вращения и габарит. Все три модели из таблицы имеют IP55, изоляцию класса F и питание 400/690 В (Δ/Y), 50 Гц; в сети 400 В они подключаются треугольником и подходят для пуска «звезда — треугольник».

Пуск и компрессоры с преобразователем частоты

Большинство классических винтовых компрессоров с постоянной скоростью запускаются по схеме «звезда — треугольник»; так как при пуске винтовой блок не нагружен, пусковая нагрузка мала. Для такой схемы новый двигатель должен иметь маркировку для соединения треугольником при 400 В; двигатель с маркировкой 230/400 В нельзя использовать с пуском «звезда — треугольник» в сети 400 В.

В компрессорах с регулируемой скоростью двигатель питается от преобразователя частоты. Трёхфазные серии HEM Motor пригодны для регулирования скорости с преобразователем. Если компрессор долго работает на минимальной скорости с полным моментом, двигателю может понадобиться независимый вентилятор; если преобразователь удалён от кожуха и кабель длинный, рассматривается dv/dt- или синусный фильтр. Укажите в заказе эти условия и диапазон скоростей, в котором будет работать преобразователь; подробности — в вопросе о работе с инвертором. В некоторых компрессорах с преобразователем двигатель спроектирован специально под компрессор; в этом случае замена стандартным двигателем может оказаться невозможной.

Пример: компрессор 37 кВт на лапах с муфтой

Сценарий приведён для иллюстрации и является гипотетическим; никакой реальный случай клиента не описывается. Допустим, в мастерской из-за повреждения обмотки нужно заменить двигатель 37 кВт винтового компрессора с постоянной скоростью и пуском «звезда — треугольник». На табличке старого двигателя читаются 2960 об/мин и габарит 200L.

• Поскольку частота вращения и габарит остаются прежними, кандидатом является двигатель 37 кВт с кодом 200L2-2.
• Если на старой табличке окажется SF 1,15, реальное потребление компрессора проверяют по сервисным записям или замером тока; если двигатель постоянно работает выше мощности по табличке, рассматривают следующую мощность. Поскольку на следующей мощности габарит может измениться, совместимость фундамента и муфты проверяют заново.
• Конец вала и шпонку сравнивают по каталогу с существующей ступицей муфты; проверяют, не изменит ли длина вала зазор муфты.
• После монтажа выполняют центровку муфты, обновляют настройку тока в контроллере компрессора по новой табличке и при первом пуске кратким толчком проверяют направление вращения.

Для компрессора, винтовой блок которого работает от двигателя 1500 об/мин, рассматриваются 225S-4 или, на ступень мощнее, 225M-4; подходящий вариант определяют по табличке старого двигателя и размерам габарита.

Какие данные прислать для замены

• Фото таблички старого двигателя: мощность, частота вращения, ток, напряжение, габарит и SF, если указан
• Тип компрессора: с постоянной скоростью или с преобразователем; способ пуска
• Тип соединения: на лапах с муфтой или фланцем к колоколу; при фланце — его размер
• Диаметр конца вала, ширину шпонки и длину вала; тип муфты
• Температуру внутри кожуха и условия окружающей среды, число пусков в сутки

Общие сведения о применении в компрессорах — на нашей странице электродвигатели для компрессоров. Подходящие модели и актуальные цены смотрите на странице купить электродвигатель. Чтобы подобрать модель по данным таблички вашего двигателя, пришлите нам табличку двигателя; по другим вопросам воспользуйтесь нашей страницей контактов.