Подбор электродвигателя по параметрам существующего

опубликовано: .

     СОДЕРЖАНИЕ:

  1. Определение параметров существующего электродвигателя.
  2. Подбор нового электродвигателя.

Очень часто возникают ситуации, когда на имеющемся производственном оборудовании, изготовленном 20 – 30 лет назад, выходят из строя электродвигатели и для их замены нужно подобрать аналог. Вариантов поломки множество: это может быть выход из строя обмотки в результате нагрева при длительной перегрузке электродвигателя, а также естественного старения изоляции обмоточного провода; механический износ конца вала; полная поломка вала в результате резких ударных нагрузок или чрезмерной радиальной нагрузки; поломка лап станины; поломка лопастей осевого вентилятора или ребер на станине улучшающих теплоотдачу.

Так как основными приводными механизмами производственного оборудования являются трехфазные асинхронные двигатели, то мы и разберем именно тот случай, при котором нужно подобрать аналог асинхронному электродвигателю, вышедшему из строя.

Представим следующую ситуацию. Имеется группа из трех насосов, работающих на откачку воды из бака для слива оборотной воды. Вода применяется в цикле охлаждения технологического оборудования, простои которого не допустимы. На все насосы установлены электродвигатели отечественного производства серии АО2. Данная серия электродвигателей разработана в конце пятидесятых годов прошлого века и давно снята с производства.

Режим работы насосов таков. Один насос включен в работу постоянно, второй включается кратковременно в случае, если первый не справляется с возложенной на него задачей и происходит перелив воды в баке. Третий насос резервный.

За долгий период эксплуатации электродвигатели не раз разбирались для замены подшипников. При разборке на одном из двигателей был сломан осевой вентилятор и этот двигатель был поставлен в резерв. Другой двигатель демонтировался для замены обмотки и при его демонтаже была сломана лапа. Бывает и такое.

Что делать? Срочно собирали из двух поврежденных электродвигателей один рабочий. Теперь не остается резервного насоса. Необходимо срочно подобрать аналогичный электродвигатель, имеющий точно такие же или максимально приближенные технические характеристики и габаритные размеры.

Определение параметров существующего электродвигателя

Первым делом для подбора аналога требуется выяснить, что за двигатель установлен в настоящее время. Тип электродвигателя можно узнать, прочитав табличку, прикрепленную к станине электродвигателя. Там же можно рассмотреть, если табличка не закрашена многолетними слоями краски или не исцарапана отверткой, основные технические характеристики, такие как: номинальную мощность электродвигателя Pном, кВт (мощность передаваемую на вал P2, не путайте с мощностью P1 и S – потребляемой из сети); номинальное питающее напряжение Uном; номинальный ток Iном, А; номинальное число оборотов вала nном, об/мин; коэффициент полезного действия η; коэффициент мощности cos φ; режим работы; конструктивное исполнение, IM; защитное исполнение, IP; массу, кг; год выпуска. Если все же табличка не читабельна, необходимо обратиться к проектно-конструкторской документации технологического оборудования. В ней есть все перечисленные данные.

В итоге выясняем, что тип установленного электродвигателя – АО2-81-4У3. Расшифруем обозначение типа электродвигателя АО2-81-4У3:
– АО2 – как уже говорилось, это серия электродвигателей. Данная серия была представлена 6-ю типоразмерами (габаритами), с 3-го по 9-й, со станиной закрытого исполнения и подшипниковыми щитами из чугуна;
– 8 – порядковый номер габарита;
– 1 – порядковый номер длины сердечника статора;
– 4 – число полюсов;
– У – климатическое исполнение;
– 3 – категория размещения.

Данный тип электродвигателя является трехфазным электродвигателем общего назначения, основного исполнения, и рассчитан на продолжительный режим работы (S1). При данном режиме работы электродвигатель развивает мощность на валу равную 40 кВт при 1455 об/мин. Потребляемый из сети номинальный ток равен 126 А, при напряжении питания 220 В и 73 А, при напряжении питания 380 В. Соответственно обмотка электродвигателя может быть собрана в треугольник, при напряжении питания 220 В, и в звезду при напряжении питания 380 В. Коэффициент полезного действия 91,5%, коэффициент мощности 0,91.

Конструктивное исполнение двигателя IM1001 (с одним цилиндрическим концом вала, установленный в горизонтальном положении на лапы). Степень защиты электродвигателя от внешних воздействий IP54.

Стоит отметить, что практически все электродвигатели, начиная с мощности 15 – 20 кВт, изготавливают с шестью выводными концами обмотки. Это дает возможность запуска электродвигателя большой мощности переключением со звезды на треугольник, а также подключения электродвигателя на одно из двух напряжений питающей сети.

Стандартные напряжения питающей сети, при классе напряжения до 1000 В – 220, 380 и 660 В. Поэтому когда вы подбираете электродвигатель с шестью выводными концами обмотки, обязательно обращайте внимание, на какие напряжения он рассчитан. Обычно это 220/380 В и 380/660 В.

Теперь нужно выяснить присоединительные размеры двигателя, а именно: высоту оси вращения вала; диаметр вала; расстояние между крепежными отверстиями расположенные на лапах станины; расстояние конца вала от передних крепежных отверстий (вылет вала), длину конца вала.

Размеры возможно определить непосредственно на электродвигателе с помощью измерительного инструмента, а также найти их в справочной литературе, что мы в данном случае и сделаем. Основные технические характеристики электродвигателей серии АО2 приведены в справочнике по электрическим машинам, 1988 года, составленный по редакцией И. П. Копылова.

На странице 304 в таблице 9.52 приведены габаритные, установочные и присоединительные размеры нашего двигателя.

В первой колонке находим обозначение габарита двигателя – 81. Далее, как в любой другой таблице, в выбранной строке находим интересующие нас размеры:
– высота оси вращения – h = 250 мм;
– диаметр конца вала – d = 60 мм;
– длина конца вала – l = 140 мм;
– расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями – 2C = 406 мм;
– расстояние по длине станины между крепежными отверстиями – 2C2 = 311 мм;
– вылет конца вала – L8 = 168 мм.

Подбор электродвигателя по параметрам

Рисунок 1. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии АО2

Подбор нового электродвигателя

Итак, мы собрали все необходимые сведения для подбора аналогичного электродвигателя. Сейчас нужно определиться с производителем. В этом случае как говорится: – "На вкус и цвет товарищей нет". Мне, на основании личного опыта эксплуатации электродвигателей, нравятся электродвигатели ОАО "Ярославский электромашиностроительный завод". Заходим на сайт предприятия и скачиваем полный каталог продукции

Прежде всего, обращаем внимание на то, что электродвигатели, выпускаемые данным предприятием, изготавливаются в соответствии двум стандартам, это – DIN и ГОСТ. DIN (Deutsches Institut für Normung) – Немецкий национальный стандарт, который используется практически во всей Европе. ГОСТ – государственный стандарт бывшего СССР, а теперь межгосударственный России и стран СНГ. Смотрим электродвигатели обоих стандартов.

Начинать лучше с просмотра габаритных и присоединительных размеров. На странице 44 находим таблицу с размерами для электродвигателей по DIN в конструктивном исполнении IM1001.

В первую очередь нас интересуют размеры конца вала, то есть его диаметр и длина. Ищем значение d1 = 60 мм и l1 = 140 мм, для числа полюсов – 4. Находим соответствующие этим значениям типы электродвигателей RA225S и RA225M (рисунок 2) с высотой оси вращения вала h = 225 мм.

Высота оси вращения, при той же мощности, на всех современных электродвигателях, ниже, чем у изготавливаемых ранее. Связано это с использованием производителями более лучших, с технической точки зрения, электротехнических материалов. Поэтому они становятся более компактными и легкими.
Расшифруем обозначение типа электродвигателя, к примеру – RA225S4У3:
– RA – серия электродвигателей. Данная серия имеет 15 типоразмеров;
– 225 – высота оси вращения вала;
– S – установочный размер по длине станины (условная длина статора);
– 4 – число полюсов;
– У – климатическое исполнение;
– 3 – категория размещения.

Подбор нового электродвигателя

Рисунок 2. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии RA, страница 44

Вылет вала у того и другого электродвигателя – l31 = 149 мм; расстояние между крепежными отверстиями по ширине станины – b10 = 356 мм. Расстояние между крепежными отверстиями по длине станины для  электродвигателя RA225S – l10 = 286 мм; для электродвигателя RA225M – l10 = 311 мм. Из всех размеров совпал только один, это расстояние по длине станины между крепежными отверстиями для электродвигателя RA225M – l10 = 311 мм. Но это не существенный аргумент, так как в любом случае при установке придется сверлить новые отверстия в постели, в связи с меньшим вылетом конца вала.

Проверим размеры электродвигателя следующего габарита RA250M (рисунок 2):
– высота оси вращения – h = 250 мм;
– диаметр конца вала – d1 = 65 мм;
– длина конца вала – l1 = 140 мм;
– расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями – b10 = 406 мм;
– расстояние по длине станины между крепежными отверстиями – l10 = 349 мм;
– вылет конца вала – l31 = 168 мм.

Вывод. Для установки и подгонки на место электродвигателя RA225S и RA225M придется изготовить из листового металла переходную постель. Для установки электродвигателя RA250M нужно будет расточить отверстие полумуфты под диаметр вала 65 мм и шпоночный паз этого отверстия. В том и другом случае необходимо разметить и высверлить новые крепежные отверстия в существующей постели.

Переходим на страницу 45 – 46 с размерами электродвигателей по ГОСТ.

Точно также находим наиболее подходящие типы электродвигателей и выписываем для сравнения, интересующие нас размеры.

Электродвигатель А200L (рисунок 3) имеет следующие размеры:
– высота оси вращения – h = 200 мм;
– диаметр конца вала – d1 = 60 мм;
– длина конца вала – l1 = 140 мм;
– расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями – b10 = 318 мм;
– расстояние по длине станины между крепежными отверстиями – l10 = 305 мм;
– вылет конца вала – l31 = 133 мм.

Определение параметров электродвигателя

Рисунок 3. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии А, страница 45

Электродвигатель А225M (рисунок 3):
– высота оси вращения – h = 225 мм;
– диаметр конца вала – d1 = 65 мм;
– длина конца вала – l1 = 140 мм;
– расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями – b10 = 356 мм;
– расстояние по длине станины между крепежными отверстиями – l10 = 311 мм;
– вылет конца вала – l31 = 149 мм.

Рисунок 4. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии А, страница 46

Электродвигатель А250S (рисунок 4):
– высота оси вращения – h = 250 мм;
– диаметр конца вала – d1 = 75 мм;
– длина конца вала – l1 = 140 мм;
– расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями – b10 = 406 мм;
– расстояние по длине станины между крепежными отверстиями – l10 = 311 мм;
– вылет конца вала – l31 = 168 мм.

Для удобства сравнения полученные результаты сведем в таблицу.

Тип электродвигателя

Высота оси вращения вала, мм

Диаметр конца вала, мм

Длина конца вала, мм

Вылет конца вала, мм

Расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями, мм

Расстояние по длине станины между крепежными отверстиями, мм

АО2-81-4

250

60

140

168

406

311

RA225S4

225

60

140

149

356

286

RA225M4

225

60

140

149

356

311

RA250M4

250

65

140

168

406

349

А200L4

200

60

140

133

318

305

А225M4

225

65

140

149

356

311

А250S4

250

75

140

168

406

311

Сравнивая полученные результаты, сделать сразу конкретный вывод о применении того или иного двигателя невозможно, поскольку все зависит от возможности его установки. Нужно принимать во внимание внешние габариты пространства, в котором он будет установлен, войдет он туда или нет. Возможно, ли просверлить новые крепежные отверстия в существующей постели. Получится ли расточить отверстие существующей полумуфты для ее дальнейшего использования или нужно изготовить новую, и так далее.

Если есть возможность изготовить новую постель, то лучше применить двигатель с меньшей высотой оси вращения вала, поскольку, устанавливая электродвигатель с равной высотой вращения, приходится переплачивать за лишнюю мощность. К примеру, стоимость электродвигателя A200L4, мощностью 45 кВт, ниже более чем в 1,5 раза, стоимости электродвигателя A250S4, мощностью 75 кВт.

В данном случае будем полагать, что никаких препятствий для установки двигателей у нас нет. Тогда наиболее подходящим для замены будет электродвигатель RA225M4. Посмотрим его энергетические характеристики. Для этого перейдем на страницу 16. Находим строку с этим типом электродвигателя и видим:
– тип двигателя – RA225M4;
– номинальная частота вращения, n – 1465 об/мин;
– номинальная мощность, Pном – 45 кВт;
– коэффициент полезного действия, η – 92,5%;
– коэффициент мощности, cos φ – 0,87
– номинальный ток при напряжении 380 В, Iном – 86 А.

Не пугайтесь этих цифр, ведь в таблице указана мощность при номинальном режиме работы двигателя, то есть при его 100% загрузке. А так как нагружен наш новый двигатель будет на –

то и потребляемый в номинальном режиме ток составит:

Возможно, вам даже не придется перенастраивать аппараты защиты электродвигателя.

Что касается климатического исполнения и категории размещения то их нужно принять точно такие, как и у вышедшего из строя двигателя (У3). Тогда тип электродвигателя будет выглядеть так RA225M4У3.

Автор статьи: Евгений Живоглядов.

1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса -ов)
Комментарии  
0 #1 Юрий 27.09.2014 13:46
Расписал на 3 страницы)))) Легче зайти на сайт eds-msk.ru/index.php?site_page=motors
Ввести необходимые параметры и вуаля, выбирай который тебе больше нравиться!!!
0 #2 Евгений 27.09.2014 15:49
Юрий, хороший сервис. Но Вы попробуйте найти в нем замену, расписанному на 3 страницы, двигателю АО2-81-4. Какой ответ Вы получили?
0 #3 Евгений 27.09.2014 15:57
Ручками и штангенциркулем . Больше ни как. Иначе Вы денежки на ветер выбросите. Или деньги хозяина не жалко?
0 #4 Юрий 28.09.2014 16:23
На самом деле очень даже просто)))
так же ищем все двигатели по кВт и оборотам, изначально зная какая высота оси вращения и остальные присоединительн ые размеры которые необходимо, и подбираете наиболее подходящий!
Все очень просто, ни какой циркуль не нужен, там все с чертежами и размерами!
0 #5 Евгений 28.09.2014 17:01
И какой же у Вас двигатель получился?
0 #6 Юрий 28.09.2014 21:53
Выбрать есть из чего, сами по пробуйте, тут самый главный вопрос в том, ни какой я выбрал, потому что изначально мне не нужно было заменить какой то существующий, а какой больше всего из выбранных мне ближе подойдет, потому как многие двигатели уже давно не выпускаются (например ДАТ или ДАП) и замены для них не существует 100% тут придётсья жертвовать либо присоединительн ыми размерами либо тех характеристикам и!!!А говорю я так потому что занимаюсь подбором электродвигател ей уже более 4-х лет.
0 #7 Евгений 29.09.2014 07:04
Юрий, Вы сами себя слышите? Ну а статья о чем? Вы ее прочитали? Как раз об этом.
Для определения подходящего двигателя можно пользоваться хоть указанным Вами сервисом (хотя он не охватывает весь перечень электродвигател ей для возможной замены, а только те которые продает данная организация), хоть каталогом любимого завода-изготови теля электродвигател ей. Мне вот например нравятся "Ярославский электромашиност роительный" и "Владимирский электроматорный ". Я в свое время их выбрал для себя как более интересные, с ними и работал.
Обижаете. Я старался писал, а у Вас: - "...и вуаля...".
0 #8 Юрий 29.09.2014 10:11
Извините если обидел Вас, статья и вправду очень познавательная.
0 #9 Евгений 29.09.2014 12:09
Да, ничего. Это Ваша точка зрения. Для этого сервис добавления комментариев и подключен.
0 #10 Юрий 29.09.2014 12:46
Цитирую Евгений:
Да, ничего. Это Ваша точка зрения. Для этого сервис добавления комментариев и подключен.

Подскажите пожалуйста, как можно подобрать аналог двигателя МАП 422 4/12? В том сервисе этого сделать как раз таки не реально, потому что специфические электродвигател и!
0 #11 Евгений 29.09.2014 13:17
Закажите на ЗАО "Уралэлектромаш ", они такие производят. Предприятие расположено в городе Каменск-Уральск ий.
0 #12 Юрий 30.09.2014 13:36
Цитирую Евгений:
Закажите на ЗАО "Уралэлектромаш", они такие производят. Предприятие расположено в городе Каменск-Уральский.

Спасибо, но они их еще даже не освоили, да у них есть информация о том что они их делают, но на заявку ответили, что это в проработке на будущее!
0 #13 Евгений 30.09.2014 15:20
Сложно конечно подобрать. В любом случае двигатель другого типа придется подгонять.
На "Ярославском" заводе нашел один тип, но он по числу пар полюсов не подходит, а уж по присоединительн ым размерам тем более: АИР160M12/6 климатическое исполнение ОМ1 или ОМ2. И вал у него 48мм, а у МАП - 45мм.
Я думаю лучше купить с рук (новый или БУ, в интернете есть предложения), отревизировать или отремонтировать его и в путь. Больше ни знаю чем помочь. Искать можно еще конечно, но времени нет, Вы уж простите.