Согласование напряжения и способа пуска для электродвигателя 18,5 кВт

18,5 кВт (25 л. с.) — переходная зона между небольшими двигателями, которые на многих предприятиях без проблем запускают прямым пуском, и крупными двигателями, способ пуска которых требует серьёзного планирования. Прямое подключение двигателя такой мощности к сети может вызвать проблемы, а может и не вызвать — в зависимости от мощности трансформатора предприятия и состояния линии. Неправильная схема соединения, напротив, может сжечь двигатель при первом же пуске. В этой статье рассказано, как согласовать напряжение с таблички двигателя 18,5 кВт с сетью и какие вопросы задать себе при выборе между «звездой-треугольником», прямым пуском, устройством плавного пуска и преобразователем частоты.

Электрические характеристики моделей 18,5 кВт

В HEM Motor мощность 18,5 кВт предлагается в чугунном корпусе с тремя частотами вращения. Все три модели имеют напряжение по табличке 400/690 В (Δ/Y), 50 Гц; степень защиты IP55, класс изоляции F.

Ток в таблице — это номинальный ток при 400 В и полной нагрузке. Ток в момент пуска в несколько раз выше, и именно он на самом деле определяет способ пуска.

Что означает табличка 400/690 В?

Два напряжения на табличке показывают, что обмотки двигателя можно соединить под две разные сети. Каждая фаза обмотки рассчитана на 400 В:

• Треугольник (Δ) в сети 400 В: каждая фазная обмотка подключается непосредственно между двумя линиями и получает 400 В. В стандартной промышленной сети Турции и Европы двигатель 18,5 кВт работает именно с таким соединением.
• Звезда (Y) в сети 690 В: каждая фазная обмотка получает линейное напряжение, делённое на √3, то есть снова около 400 В. Это соединение предназначено для предприятий с распределительной сетью 690 В.

Частая ошибка — оставить двигатель соединённым звездой в сети 400 В. Тогда каждая обмотка получает около 230 В, и момент двигателя заметно падает; под нагрузкой двигатель теряет обороты, ток растёт, двигатель перегревается. И наоборот, соединение треугольником в сети 400 В двигателя с табличкой 230/400 В подаёт на обмотки повышенное напряжение и за короткое время сжигает двигатель. Поэтому при замене обязательно смотрите на напряжение по табличке старого двигателя и на то, как были установлены перемычки в клеммной коробке.

На старых табличках встречаются и значения вроде 380/660 В. Они остались от прежних номинальных напряжений сети и подчиняются той же логике соединения, что и современные двигатели 400/690 В; тем не менее при замене запишите фактически измеренное напряжение сети.

Способы пуска и вопросы для выбора при 18,5 кВт

Прямой пуск

Двигатель подключается к сети напрямую через контактор. Это самая простая и дешёвая схема; двигатель развивает полный момент при пуске. Недостаток — большой пусковой ток. Если мощности трансформатора достаточно, линия короткая и от того же щита не питаются чувствительные нагрузки, прямой пуск при 18,5 кВт на многих предприятиях применяется без проблем. Возможен ли он, решают автор проекта электроустановки предприятия и правила сетевой компании.

Пуск «звезда-треугольник»

Двигатель сначала запускается в схеме «звезда» и при достижении определённой частоты вращения переключается на «треугольник». Поскольку в звезде каждая обмотка получает меньшее напряжение, пусковой ток и пусковой момент снижаются примерно до одной трети. Для этого способа нужны два условия:

• Рабочее соединение двигателя при напряжении сети должно быть треугольником. Модели 18,5 кВт с табличкой 400/690 В подходят, так как в сети 400 В работают в треугольнике. В сети 690 В они уже работают в звезде, поэтому для пуска «звезда-треугольник» не подходят.
• Перемычки в клеммной коробке нужно снять, а все шесть выводов отдельно вывести в щит. Это означает шестижильный кабель или два отдельных кабеля.

Слабое место схемы «звезда-треугольник» — момент. Поскольку пусковой момент падает до одной трети, она хорошо работает только на машинах, которые запускаются с небольшой нагрузкой (вентилятор или насос, запускаемые без нагрузки, компрессор, пустая дробилка). На машинах, которые запускаются под нагрузкой, — загруженная лента, заполненный шнек, полная мешалка — двигатель может не набрать достаточных оборотов в звезде; при переключении на треугольник возникает большой бросок тока, и смысл способа теряется.

Устройство плавного пуска

Ограничивает ток, плавно повышая напряжение во время пуска. Снижает механические удары и бережёт элементы передачи, такие как ремни и муфты. Однако при снижении напряжения падает и момент; само по себе это не решение для пуска под тяжёлой нагрузкой. Соединение в клеммной коробке остаётся рабочим (треугольник при 400 В).

Преобразователь частоты

Этот способ позволяет одновременно ограничить ток и получить высокий момент на низкой частоте вращения; кроме того, он даёт возможность регулировать скорость. Наши трёхфазные серии подходят для регулирования скорости с помощью преобразователя частоты; при длительной работе на низкой частоте вращения с полным моментом может потребоваться внешний вентилятор, а при длинном кабеле между преобразователем и двигателем рассматривается dv/dt- или синус-фильтр; эти условия указываются при заказе. Подробнее — в вопросе об использовании с преобразователем частоты.

Таблица выбора: какой способ и когда?

Эта таблица — лишь отправная точка. Способ пуска определяется совокупно пусковой нагрузкой машины, частотой пусков, состоянием сети и схемой защиты; окончательное решение остаётся за ответственным электриком предприятия. О выборе защитных аппаратов можно прочитать в нашей статье о выборе теплового реле и предохранителей.

Пример: решение о переходе со «звезды-треугольника» на преобразователь

Приведённая ниже последовательность является гипотетическим примером. Допустим, на предприятии шнековый конвейер с приводом от двигателя 1500 об/мин мощностью 18,5 кВт работает со щитом «звезда-треугольник» и с трудом запускается утром, если в конце смены его оставили заполненным.

• Разберитесь в симптоме: двигатель медленно вращается в звезде, а при переключении на треугольник срабатывает тепловое реле. Это признак того, что пусковой момент не покрывает нагрузку; мощность двигателя при этом может быть вполне достаточной.
• Проверьте двигатель: существующий двигатель имеет табличку 400/690 В и работает в треугольнике при 400 В. В качестве замены рассматривается модель 180M-4 (18,5 кВт, 4 полюса, 1470 об/мин, IEC 180M, 400/690 В).
• Пересмотрите способ пуска: если опорожнять шнек каждую смену невозможно, вместо «звезды-треугольника» рассматривают преобразователь частоты. В этом случае при заказе указывают, как долго двигатель будет работать на низкой частоте вращения, и длину кабеля.
• Не завышайте мощность: попытка решить проблему «звезды-треугольника» более мощным двигателем увеличивает и пусковой ток. Сначала исправьте способ пуска.

На том же предприятии для центробежного вентилятора, запускаемого без нагрузки, можно рассмотреть 160L-2 (18,5 кВт, 2 полюса, 2940 об/мин, IEC 160L), а для тихоходного привода — 200L1-6 (18,5 кВт, 6 полюсов, 980 об/мин, IEC 200L); способ пуска выбирается отдельно для каждой машины.

Данные о напряжении и пуске для заказа

• Напряжение и частота сети (например, 400 В, 50 Гц) и наличие на предприятии сети 690 В
• Планируемый способ пуска: прямой, «звезда-треугольник», плавный пуск или преобразователь частоты
• Пускается ли машина пустой или загруженной и сколько раз в день
• При использовании преобразователя — диапазон скоростей и длина кабеля между преобразователем и двигателем
• При замене — фото таблички старого двигателя и фото соединения в клеммной коробке

Модели 18,5 кВт и актуальные цены можно посмотреть на странице купить электродвигатель. Если вы не уверены в напряжении по табличке или схеме соединения вашего двигателя, пришлите фото таблички; по другим вопросам свяжитесь с нами через страницу контактов.