Руководство по электродвигателю мощностью 50 л.с.: типоразмеры, ток полной нагрузки и этапы выбора

Электродвигатель мощностью 50 л.с., работающий со скоростью 1800 об/мин при питании 460 В, потребляет около 65 А при полной нагрузке, вращает вал диаметром 2,125 дюйма и крепится болтами к раме NEMA 326Т. Эти четыре числа решают, произойдет ли замена на выходных или превратится в трехнедельный инженерный проект.

Класс мощностью 50 л.с. или 37 кВт за пределами Северной Америки — это рабочая лошадка для центробежных насосов, винтовых компрессоров, вентиляторов градирен, ленточных конвейеров и технологических миксеров. Он находится прямо на линии разлома между малыми и средними промышленными машинами, поэтому в этом размере чаще всего путаются спецификации NEMA и IEC, паспортные таблички 50 Гц и 60 Гц, а также стандартные и номинальные характеристики инвертора.

Покупатели, которые рассматривают 50 л.с. как единую спецификацию, обычно платят за нее позже. Номинальная мощность фиксирует только мощность на валу. В нем ничего не говорится о токе, который будет потреблять двигатель, о крутящем моменте, который он может выдавать, о раме, на которой он установлен, или о корпусе, который ему нужен, и каждая из этих четырех деталей может отличаться у двух двигателей с одинаковой паспортной табличкой мощностью 50 л.с.

Что означают 50 л.с. в киловаттах, амперах и крутящем моменте

Двигатель мощностью 50 л.с. — это машина мощностью 37 кВт, которая потребляет ток 65 А при напряжении 460 В и развивает крутящий момент примерно 146 Нм при 1800 об/мин. Киловатты описывают мощность, амперы описывают то, что должна выдавать электрическая система, а крутящий момент описывает, что на самом деле может вращать вал.

Ток полной нагрузки — это показатель, который определяет размер кабеля, нагреватели стартера и выбор выключателя, поэтому это первое число, которое следует взять на паспортной табличке или в паспорте производителя. Разброс между напряжениями питания настолько велик, что двигатель, заказанный не для того двигателя, невозможно просто повторно подключить в полевых условиях.

Усилители на паспортной табличке могут находиться на 5 процентов по обе стороны от значений, указанных в таблице, что имеет значение, поскольку реле перегрузки установлены на фигуре на паспортной табличке. Мотору с номиналом 62 А и мотору с номиналом 68 А нужны разные нагревательные элементы, хотя оба продаются мощностью 50 л.с.

Коэффициент эксплуатации и температура окружающей среды также влияют на полезную мощность. Эксплуатационный коэффициент 1,15 является обычным для корпусов NEMA и допускает кратковременную перегрузку, в то время как двигатели IEC обычно имеют номинал 1,0 с системой изоляции класса F и повышением температуры класса B. Таким образом, одна и та же физическая машина может нести два совершенно разных обещания.

Скорость и крутящий момент: почему мотор мощностью 50 л.с. при 900 об/мин ведет себя как другая машина

Мощность в лошадиных силах остается постоянной при любом количестве полюсов, но крутящий момент не меняется: двигатель мощностью 50 л.с. при 900 об/мин обеспечивает вдвое больший крутящий момент на валу, чем двигатель мощностью 50 л.с. при 1800 об/мин. Соотношение определяется крутящим моментом, равным 5252, умноженным на мощность, разделенную на скорость, и оно определяет, может ли ведомая машина быть соединена напрямую или ей нужен ремень или коробка передач.

Четырехполюсный двигатель со скоростью 1800 об/мин доминирует в промышленности Северной Америки, поскольку он напрямую соответствует частоте 60 Гц, в то время как его эквивалент IEC работает со скоростью 1500 об/мин и частотой 50 Гц. Двигатель с частотой 60 Гц, работающий от источника питания с частотой 50 Гц, падает до 1500 об/мин, поэтому вентилятор или насос, рассчитанный на исходную рабочую точку, больше не перемещает расчетный расход.

Там, где машина должна работать на действительно низкой скорости вала, например, шнековый конвейер, привод вращающейся печи или экструдер, двигатель мощностью 50 л.с. обычно соединяется с коробкой передач, а не заказывается как рама со скоростью 900 или 1200 об/мин. Низкоскоростной двигатель больше, тяжелее и дороже на единицу крутящего момента, и его сложнее найти в качестве запасного.

НЕМА 326Т или IEC 225M: Корпуса для двигателя мощностью 50 л.с.

Двигатель мощностью 50 л.с. и частотой вращения 1800 об/мин обычно представляет собой раму NEMA 326T или IEC 225M–250M, и эти два двигателя не крепятся к одному и тому же основанию без адаптера. Диаметр вала, расстояние между отверстиями для ног и общая длина различаются.

Детали рамы имеют наибольшее значение при модернизации. Завод, заменяющий сорокалетний двигатель мощностью 50 л.с., может обнаружить, что исходная конструкция опор устарела, а для новой рамы 326T потребуется просверленная переходная пластина или сборное основание. Составление бюджета для этой пластины намного дешевле, чем обнаружение несоответствия внутри окна отключения.

Выбор корпуса: TEFC, ОДП и взрывозащищенный.

TEFC — это корпус по умолчанию для двигателя мощностью 50 л.с. практически на каждом промышленном предприятии, и это правильный выбор, если классификация зон или технологическая среда не говорят иное. Открытые каплезащитные конструкции выживают только в чистом, сухом воздухе помещения.

Двигатели TEFC NEMA для промышленных насосных дробилок и нефтяных скважин Обзор серии двигателей TEFC для закрытого охлаждения в общепромышленных установках, насосах, дробилках, нефтяных скважинах и с тормозами, где ожидается надежная эксплуатация установки. Посмотреть продукт →

Чугунный двигатель TEFC мощностью 50 л.с. при 1800 об/мин обычно весит от 600 до 700 фунтов (от 272 до 318 кг) в зависимости от материала рамы. Алюминиевые рамы снижают вес, но по-разному передают вибрацию, поэтому цементные, горнодобывающие и химические заводы продолжают использовать чугун, несмотря на трудности при транспортировке.

Запуск двигателя мощностью 50 л.с. на частотно-регулируемом приводе

Стандартный двигатель мощностью 50 л.с. автоматически не подходит для преобразователя частоты. Для работы инвертора требуется изоляция, рассчитанная на выход привода, кольцо заземления вала для отвода токов подшипников и безопасный диапазон скоростей, согласованный с производителем.

Выходной сигнал привода не является чистой синусоидальной волной. Быстрое переключение приводит к выбросу напряжения на клеммах двигателя, причем эффект увеличивается с увеличением длины кабеля. При длине неэкранированного кабеля примерно 100 футов (30 м) фильтр du/dt или выходной дроссель становится скорее стандартной практикой, чем опцией.

Охлаждение является вторым ограничением. Двигатель TEFC с самоохлаждением зависит от вентилятора, установленного на валу, и этот вентилятор теряет эффективность при падении скорости. Для непрерывной работы на скорости ниже 30 процентов базовой скорости обычно требуется вентилятор с отдельным питанием или двигатель с инверторным режимом, рассчитанный на широкий диапазон постоянного крутящего момента.

Низковольтный трехфазный асинхронный двигатель с регулируемой частотой серии YPT Для приводов с регулируемой скоростью этот двигатель YPT обеспечивает двойную вентиляцию, диапазон 5–100 Гц и надежную защиту для непрерывной промышленной эксплуатации. Посмотреть продукт →

Эффективность и окупаемость: IE3 против IE4 при 4000 часов в год

При 4000 часах работы в год двигатель IE4 мощностью 50 л.с. экономит примерно 360 долларов США за электроэнергию по сравнению со старым двигателем IE2, который окупает премию за эффективность за два-четыре года по типичным промышленным тарифам.

Проценты выглядят не впечатляюще, и именно поэтому их игнорируют. Прирост на 1,1 балла между IE2 и IE3 составляет 1400 кВтч в год на одной машине мощностью 50 л.с., или около 168 долларов. Маленький сам по себе, но реальный, когда на заводе работает двадцать таких машин в три смены.

Точка нагрузки имеет такое же значение, как и класс. Двигатель, работающий с нагрузкой 40 процентов, теряет больше из-за фиксированных потерь и низкого коэффициента мощности, чем двигатель, работающий с нагрузкой от 75 до 85 процентов. Метод запуска добавляет еще одну стоимость: пуск по прямой линии потребляет ток полной нагрузки в шесть-восемь раз больше, что может вызвать начисление платы за потребление или жалобы на падение напряжения со стороны соседнего оборудования. Практичный Руководство по эффективности и защите низковольтных двигателей Стоит прочитать, прежде чем завершить разработку спецификации.

Высокоэффективный трехфазный асинхронный двигатель серии IE4 Для энергосберегающих низковольтных приводов этот двигатель IE4 сочетает в себе высокую эффективность, прочный корпус и надежную изоляцию обмоток для непрерывной промышленной эксплуатации. Посмотреть продукт →

Что проверить перед заказом двигателя мощностью 50 л.с.

Большинство проблем с двигателем мощностью 50 л.с. при вводе в эксплуатацию связаны с деталями спецификации, а не с производственным дефектом. Короткая проверка паспортной таблички и приводимого оборудования предотвращает почти все из них.

• Сравните номинальный ток полной нагрузки, указанный на паспортной табличке, с диапазоном реле перегрузки, а не только с мощностью.
• Проверьте номер рамы, диаметр вала и шпоночную канавку относительно существующей муфты или шкива.
• Проверьте напряжение и частоту питания, а также то, работает ли установка на частоте 50 или 60 Гц.
• Убедитесь, что корпус соответствует чертежу классификации зон.
• Запросите проверенную эффективность и коэффициент мощности при нагрузке 75 процентов, а не только номинальный класс.
• Подтвердите, рассчитан ли двигатель на работу в инверторном режиме, если привод планируется сейчас или позже.
• Укажите время доставки и укажите, будут ли вместе с заказом поставляться запасные подшипники и прокладки клеммной коробки.

Время выполнения заказа — это скрытая переменная. Чугунные рамы мощностью 50 л.с. при нестандартном напряжении могут работать от восьми до шестнадцати недель, поэтому заводы с критическими нагрузками держат запасные части на полках. Анализ того, как сопоставимые двигатели используются на аналогичных заводах, помогает установить разумную политику в отношении запасных частей и установленные моторные приложения в цементной, горнодобывающей и химической промышленности показывают, как часто эти запасные части действительно необходимы.

Часто задаваемые вопросы об электродвигателях мощностью 50 л.с.

Сколько ампер потребляет электродвигатель мощностью 50 л.с.?

Двигатель мощностью 50 л.с. потребляет 65 А при 460 В, 130 А при 230 В и 52 А при 575 В при полной нагрузке в соответствии с таблицей NEC 430.250. Фактический ток, указанный на паспортной табличке, может отличаться примерно на 5 процентов, поэтому защиту от перегрузки всегда следует устанавливать по паспортной табличке, а не по таблице.

Мотор мощностью 50 л.с. — это то же самое, что 37 кВт?

Да. Одна лошадиная сила равна 0,746 кВт, поэтому 50 л.с. — это 37,3 кВт, а производители обозначают эквивалентную метрическую мощность 37 кВт. Паспортные таблички NEMA и IEC описывают одну и ту же выходную мощность вала в разных единицах измерения.

Какой корпус NEMA представляет собой двигатель мощностью 50 л.с.?

Двигатель мощностью 50 л.с. и частотой вращения 1800 об/мин обычно представляет собой NEMA 326T с валом диаметром 2,125 дюйма, в версиях на 3600 об/мин используется рама 284TS или 324TS, а в версиях на 1200 об/мин используется 364T. Эквиваленты IEC для той же мощности 37 кВт обычно составляют 225M или 250M.

Может ли стандартный двигатель мощностью 50 л.с. работать на частотно-регулируемом приводе?

Только если он рассчитан на работу с инвертором. Стандартные двигатели могут выдерживать работу привода с короткими кабелями и умеренным диапазоном скоростей, но напряжение изоляции, токи на валу и снижение самоохлаждения на низкой скорости делают двигатель с инверторным режимом или двигатель с отдельной вентиляцией более безопасным выбором для непрерывной работы.