Как выбрать магнитный пускатель и автоматический выключатель для асинхронного двигателя

Как выбрать магнитный пускатель и автоматический выключатель для асинхронного двигателя

На примерах рассмотрен принцип выброра магнитного пускателя для управления электродвигателем и автоматического выключателя для его защиты от токов короткого замыкания и перегрузки.

Содержание статьи

Для пуска, реверсирования, принудительной остановки противотоком асинхронных электродвигателей электрики используются контакторы и магнитные пускатели. От правильности выбора коммутационной аппаратуры зависит, как и безотказность системы в целом, так и электробезопасность обслуживающего персонала.

Выбор пускателя и избыточным коммутируемым током ведет к большим финансовым затратам, при его коммутации слышны шлепки большей громкости, чем те что издают маленькие пускатели. Недостаточные по коммутируемой мощности пускатели долго не прослужат, будут греться, и подгорать клеммники и контакты. В результате переходное сопротивление контакта будет расти до тех пор, пока контакт не исчезнет полностью, что приведет к преждевременной замене аппарата.

Автоматические выключатели также должны быть правильно подобраны, особенно при тяжелом пуске двигателя. Слишком чувствительный автомат будет выбивать при пуске, а если он наоборот взят с излишним запасом по току, то в аварийной ситуации может и не отреагировать, что приведет к повреждению кабеля, обмотки двигателя вплоть до возгорания.

Пуск для электродвигателя сопровождается повышенным током в период разгона его до номинальных оборотов, в случае перегрузки и нехватки мощности двигателя для вращения исполнительных механизмов возможно пониженное число оборотов с повышенными токами, в плоть до того, что он вообще не начнет раскручиваться. И наоборот если мощность двигателя избыточна, то потребляемый им ток будет ниже номинального.

Из-за вышеперечисленных причин и появляется необходимость правильного подбора пусковой и защитной аппаратуры в виде магнитных пускателей, контакторов, тепловых реле и автоматических выключателей.

Автоматические выключатели устанавливаются до магнитного пускателя, чтобы в случае необходимости полностью обесточить систему, как силовую цепь, так и цепь управления (питания катушки).

Вместо автоматических выключателей могут использоваться плавкие вставки или предохранители, но в последнее время такие решения встречаются реже, чем раньше. Это усложняет обслуживание и вызывает необходимость иметь в запасе хотя бы комплект предохранителей.

Выбор магнитного пускателя

Магнитные пускатели выпускаются на определенный номинальный ток, из ряда: 6.3 – 10 – 25 – 40 – 63 – 100 – 160 – 250. Интересно, что линейка номиналов пускателей соотвествует золотому сечению. Еще ему соотвествуют стандартные значения сечения проводов. Подробнее об этом смотрите здесь: Какая связь между сечениями проводов и популяцией кроликов

Схемы магнитных пускателей ПМЛ:

Часто магнитные пускатели разделяют не по токам, а по величинам от 0 до 7, чем больше ток (или величина пускателя) тем больше его габариты и площадь контактов (0 — 6, 3, 1 — 10, 2 — 25, 3 — 40 и т.д.). Опытный электромонтер может отличить по размеру корпуса, конструкции дугогасителя и габаритам контактных площадок примерный коммутируемые ток и напряжение.

Однако если номинальный ток пускателя соответствует току двигателя, это еще не значит, что их можно использовать в паре. Если такое понятие как категория применения, она характеризует режим работы коммутируемой аппаратуры, частоту и условия коммутации. Иначе говоря – это способность переносить пусковые токи. Пусковые токи асинхронного двигателя могут превышать номинальные и в 10 раз, это зависит от условий пуска, напряжения в сети и прочих факторов.

Категории применения обозначаются: «АС-номеркатегории». Сводная таблица величин и категорий применения для магнитных пускателей расположена ниже.

Из неё нас интересует строка «АС-3 – управления двигателями с короткозамкнутым ротором (пуск, отключение без предварительной остановки)». Из этого очевидно, что коммутационные аппараты с такой категорией созданы для того, что бы включать и отключать электродвигателя. Они выдерживают прямой пуск.

Далее нужно определиться с номинальным током пускателя. Для этого нам нужно знать технические характеристики коммутируемого двигателя, а именно:

cos Ф – коэффициент мощности,

P – мощность двигателя номинальная;

U – рабочее напряжение (коммутируемое);

Тогда номинальный ток пускателя равен:

Для быстрых расчетов иногда применяют другую методику, когда мощность двигателя умножают на 2 и получают номинальный ток (приблизительно).

Далее нужно определить пусковой ток, в справочниках это указывается либо как «k» либо как «Iп/Iн». Это кратность или соотношение пускового тока к номинальному. Показывает, насколько ток в момент пуска превышает номинальную величину.

Пускатель с категорией применения АС-3 может коммутировать ток в 5-7 раз больше чем номинальный, для чего это сказано я покажу при расчетах ниже.

Выбираем пускатель

Допустим, у нас есть асинхронный двигатель с мощностью 2.2 кВт типа 4АМ100L6У3. На его шильдике написано, что кпд 81.0%, коэффициент мощности – 0.73, в интернете я нашел его технические данные, чтобы узнать кратность пускового тока, она оказалась – 5.5

1. Быстрый способ: IН=2.2*2 = 4.4А

2. Сложный способ: IНОМ=2200/(380*0.81*0.73*1.73)=5.6А

Результаты такого расчета дали больший ток.

Теперь считаем пусковой ток: IП=5.6*5.5=30.8А

Подбираем пускатель, с номинальным током более чем 5.6 А, с категорией применения АС-3. В результате обзора рынка, нам подходит пускатель ПМЕ 111 на 10А с тепловым реле.

Выбор автоматического выключателя

Автомат может сработать при пуске или затяжном пуске электродвигателя, когда потребляемый ток значительно превышает максимальный. В автоматическом выключателе за защиту отвечают два узла:

1. Электромагнитный расцепитель. Срабатывает при пиковом токе перегрузке. Этот ток зависит от типа автомата.

2. Тепловой расцепитель. Срабатывает при незначительном но длительном превышении номинального тока.

Номинальный ток двигателя у нас 5.6 А, значит нам нужен автомат не меньше этого значения. Типы автоматов куказывают на доустипое превышение по току в пике:

тип D – 10-50 раз.

Виды защитных характеристик автоматических выключателей

Пример выбора автоматического выключателя

Так как у нас пусковой ток в 5.5 раз больше чем номинальный, это значит что нам подходит автомат типа С и D. Например, автоматический разъединитель EZ9F34306 Schneider Easy9, рассчитан на 6 А и его тип C, позволит выдержать пусковые токи до 60 А.

Но такой автомат будет работать на пределе да и реальная уставка по току может быть ниже 5.5, т.к. тип С находится в пределах 5-10, нужен запас по току хотя бы в 20%.

Поэтому лучше установить автоматический выключатель на тот же ток или немного больший, но типа D, например ИЭК 6-8А ВА47-29

Или на ток 10А с типом C, например PL4-C10/3 Moeller / Eaton

Требования к автомату заключаются в том, чтобы он стабильно выдерживал номинальный ток, и его не выбило при пуске. Если планируется режим работы двигателя с частыми включения и выключениями лучше использовать автомат типа D, он менее чувствителен к всплескам тока.

Приниципы выбора других электрических аппаратов:

Эксплуатация и ремонт электрических аппаратов:

Заключение

Автоматический выключатель нужен для защиты питающего кабеля и дополнительной защиты двигателя, в случае затяжного пуска или заклинивания вала, дополнительно лучше использовать тепловую защиту. Магнитный пускатель должен выдерживать как напряжение, так и ток, который он будет коммутировать.

Электродвигатель должен быть исправен, отсутствовать витковые замыкания, а его вал должен свободно вращаться. В случае пуска двигателя под нагрузкой лучше брать коммутационную аппаратуру с запасом до 2-х раз для уменьшения вероятности преждевременного подгорания контактов и ложных срабатываний автоматического выключателя.

Питающий кабель должен соответствовать номинальному току, с учетом пусковых токов, как и способ соединения кабеля (использование гильз, наконечников, клеммников и прочего). Состояние всех соединений должно быть в норме – отсутствовать окислы, нагар и прочие механические дефекты, которые могут уменьшить площадь прилягания контакта.

Трудности, возникающие при запуске двигателя

В период запуска компрессор очень быстро набирает обороты от 0 до 1450 об/мин (а иногда и от 0 до 2800 об/мин). Этот период является очень сложным для плохо смазанных деталей компрессора, который повторяется при каждом пуске компрессора. Так увеличение его продолжительности станет причиной преждевременного износа деталей.

Получается, что именно во время пуска, при значительных механических нагрузках, смазка подвижных деталей осуществляется хуже всего. Поэтому считают, что 80% износа компрессора происходит именно во время пусковых режимов.

Мы уже отмечали, что в компрессорах со встроенным двигателем, сила тока во время пускового режима, может превышать потребляемую в обычном режиме в 8 раз. При этом тепловыделение при пусковом режиме превышает в 64 раза обычный установившийся режим (рис.63.1).

В качестве примера возьмем бессальниковый компрессор (рис.63.2). Номинальная потребляемая мощность двигателя компрессора составляет 30 кВт. Напряжение в сети трехфазного переменного тока равно 380 В, поэтому двигатель подключен по схеме «звезда». Когда двигатель работает на номинальном режиме сила тока составляет 54 А, так во время пуска он может увеличится до 432 А (в 8 раз больше).

Сила тока и длительность пускового режима, конечно, зависят от момента сопротивления на валу компрессора и от условий запуска (перегрузка, давление…).

Преимущественно обмотки двигателей сгорают именно на пусковых режимах, когда сила тока максимальна. Если речь идет о небольших компрессорах, мощностью в несколько киловатт, то с этим можно как-то смириться (быстрая замена в случае поломки, низкая цена, небольшие значения токов…), но для компрессоров большой производительности это является недопустимым. Для этого в них необходимо обеспечить быстрый выход на режим и уменьшить величину пускового тока.

Вместе с этим при запуске компрессоров большой производительности возникает еще одна проблема. В качестве примера возьмем наш ранее рассматриваемый компрессор потребляющий 30 кВт с пусковым током 432 А и номинальным в 54 А.

На рис.63.3 изображена схема электроснабжения разных потребителей, в частности и компрессора, расположенного в здании D. Трансформатор обеспечивает напряжение в сети 400 В. Двигатель компрессора будет потреблять ток 54 А (номинальный режим), проходящий по линии А-В-С. Допустим сопротивление проводов на участке составляет 0,2 Ом. Падения напряжения на участке составит (U=RxI) 0,2х54=10,8 В, округляем до 11В.

Получается, что при работе компрессора напряжение в точке В составляет 400-11=389 В. Так если компрессор работает, то потребитель (Е) получает напряжение 389 В, вместо 400 В (что будет происходит при остановке компрессора).

Во время пускового режима ситуация ухудшается. Пусковой ток составит 432 А. на линии А-В напряжение снизится на 0,2х432=86 В. Поэтому напряжение в точке В у потребителя Е составит 400-86=314 В. другими словами говоря, электрооборудование потребителя Е будет получать на 40% меньше мощности. Для сокращения падений напряжения в электросети необходимо сократить количество «пуск-остановок» компрессора.

Электродвигатель 30 кВт 3000 об мин

Купить с доставкой по Украине

Точные цены и помощь у консультанта

• Описание
• Отзывов (1)
• Вопрос-ответ

Электродвигатель 30 кВт 3000 об/мин — это трехфазный электрический двигатель с короткозамкнутым ротором. Асинхронные электродвигатели 30 кВт 3000 об/мин в Украине представлены пятью производителями из СНГ, китайскими заводами разного качества и рынком неликвидов. Крепежные и габаритные размеры идентичны, в соответствии с ГОСТ 31606-2012. Диаметр вала 48 мм. Степень защиты от пыли и влаги — IP55. Габарит 180 мм. Ток переменный, частота 50 Гц, напряжение питания 220В — 380В, подключение по схемам треугольник и звезда. Отправка по Украине в день заказа.

Далее в обзоре — выбор производителя, где купить надежный эл. двигатель 30/3000 по адекватной цене.

Данные электродвигателя 30 кВт 3000 об/мин

Технические характеристики электродвигателя 30 кВт 3000 об/мин 380В

Таблицы технических параметров электродвигателей 30 кВт 3000 об/мин переменного тока на примере распространенного в Украине асинхронного электродвигателя АИР180М2. Пусковые токи, обмоточные данные, КПД, крутящий момент, коэффициент скольжения, мощность, частота вращения поля статора, момент инерции, соотношение пусковых и номинальных токов.

Характеристики электродвигателя 30 кВт 3000 оборотов

Условная частота вращения поля статора N_н, об/мин

Фактическая частота вращения вала N_ф, об/мин

Тип сети питания, частота

Трехфазная, 50 Гц

Напряжение питания U_Δ/Y, Вольт

Номинальная сила тока I_н при 220В/380В/660В, Ампер

Соотношение пускового тока и номинального I_п/I_н

Коэффициент мощности cos φ

Масса меди в обмотке, кг (в зависимости от качества/производителя) *

Момент инерции, кг*м 2

Вес, кг (в зависимости от качества/производителя/корпуса) *

Степень защиты от пыли и влаги

Класс изоляции обмотки (нагревостойкость)

Режим работы S1

Уровень шума, Дб

Климатическое исполнение и категория размещения

Отношение максимального крутящего момента к минимальному M_max/M_н

Крутящий момент максимальный M_max, Нм

Крутящий момент номинальный M_н, Нм

Отношение пускового крутящего момента к номинальному M_п/M_н

Маркировки АИР, 4А, 4АМ, 4АМУ; габарита 180 мм

Китай, Беларусь, Россия

Совет эксперта СЛЭМЗ

Олег Вячеславович: Клиенты часто переплачивают из-за стереотипов, заблуждений или ухищрений продавцов. Пора развенчать самые популярные мифы, чтобы Вы смогли купить качественный электродвигатель 30 кВт 3000 об по оптимальной цене:

1. Новая Каховка «НКЭМЗ» не производит двигатели АИР. Каховский электродвигатель 3000об/мин 30кВт — это 4АМУ 180М2. Будьте осторожны, есть опасность купить не надежный китайский АИР по цене украинского 4АМУ.
2. Качественные китайские электродвигатели существуют. Реально купить китайский АИР 180М2, который отработает долгие годы. Звоните, я проконсультирую относительно отличий качественных и «одноразовых» двигателей.
3. Украинские и российские двигатели можно купить по цене Китайских. Несколько лет хранения не портят мотор, а цену снижают значительно. Покупать можно даже с перемотки, но только у предприятий, компетентных испытывать, подготавливать и выдавать новую гарантию.

Цены двигателя 30 кВт 3000 об/мин

Подобрать и купить легкий алюминиевый корпус, надежный чугунный, лапы или фланец? Оптимальное решение помогут найти консультанты «СЛЭМЗ».

Чугунный/силуминовый корпус?

В Украине предпочитают чугун, однако, силумин легче, цена ниже, и алюминий лучше переносит удары и падения. Белорусские двигатели алюминиевые, китайские 30 кВт 3000 чугунные, а дешевые — из хрупкого прессованного втормета.

Подшипники и крышки

Прочность крышек и посадочных мест под подшипники – ключевые параметры надежности после обмоточных данных. Щиты важны для продольного и радиального воздействия на вал, устойчивости к вибрациям. Покупка дешевых китайских АИР 30/3000 — не лучшее решение.

Сервис-фактор

Советские асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором производились под допустимые перегрузки 20%. Дешевый Китайский электродвигатель 30 кВт 3000 оборотов в Украине можно купить и с сервис-фактором 0%! Могилевские АИР — 10%.

Устройство и принцип действия

Конструкция общепромышленных моторов 30 кВт 3000 об/мин:

• Статор — корпус немагнитного материала (чугун, силумин, алюминий) с сердечником из пластин электротехнической стали. Медная обмотка круглого, квадратного сечения
• Ротор — сердечник из листов стали с залитыми в пазы стержнями. Торцевые кольца, запресованный в ротора мотора вал электродвигателя 30 кВт 3000 об/мин
• Конструктивные детали — клеммная коробка выводов (борно), подшипники, вентилятор, как защита от перегрева, кожух для защиты от брызг и незначительной концентрации пыли

Габаритные размеры двигателей 30 кВт 3000 об/мин

Большинство электродвигателей 30 кВт 3000 оборотов выпускаются по стандартам ГОСТ и «Интерэлектро» с фиксированной привязкой мощности к габаритам. Современные электромоторы 30/3000 взаимозаменяемы, имеют почти одинаковые крепежные размеры, вес, шпонки, габариты, межосевые расстояния, шпоночны пазы, расположения отверстий и диаметр вала.

Справочные материалы

Схема подключения «Треугольник» 220В

Двигатели 220/380 Вольт «Треугольником» подключают к однофазной сети 220 В с конденсаторами. Концы одной обмотки соединяют с началом следующей.

При этом значительно увеличиваются пусковые токи, что приводит к пробою изоляции, двигатель сильнее нагревается.

Схема подключения «Звезда» 380В

Начало обмоток распределяют на трехфазную сеть, концы соединяют в нулевую точку. Схемой «Звездой» рабочие и пусковые токи будут ниже за счет более высокого напряжения питания 380 В, 660 В.

Расшифровка маркировки электродвигателя 30 кВт 3000 об/мин

Условное обозначение двигателя 30/3000:

• АИР – тип электродвигателя
• 180 – условный габарит
• М – обозначение длины сердечника
• 2 – число полюсов
• У2 – категория размещения
• IM 1081 – монтажное исполнение лапы

Способы монтажа лапы/фланец двигателя 30/3000

Типы монтажного исполнения общепромышленных электродвигателей:

• IM 1081 – крепление на лапах
• IM 2081 – комбинированное крепление лапы и фланец
• IM 3081 – фланцевый двигатель. Цена двигателя 30 кВт 3000 об/мин на фланце +5% к стоимости. При установке необходимо сверять крепежные отверстия, количество, расположение и межосевое расстояние.

Купить электродвигатель 30 кВт 3000 об/мин

На базе Слобожанского завода Вы всегда сможете не только купить новый электродвигатель по выгодной цене, но и отремонтировать свой собственный с гарантией до 12 месяцев! Отправка оборудования осуществляется после испытаний на стендах, замеров межквитковых сопротивлений и положительного заключения ОТК. Гарантия на все двигатели 12-24 месяца, постгарантийное обслуживание.

Узнать больше подробностей о ценах, производителях, размерах и характеристиках асинхронного трехфазного электродвигателя 30 кВт 3000 об/мин вы всегда можете у наших менеджеров по телефону.

Инструкция по выбору теплового реле для защиты электродвигателя

• Методика выбора
• Что делать, если паспортные данные не известны?

Методика выбора

Чтобы правильно выбрать номинал теплового реле нам необходимо узнать его In (рабочий, номинальный ток) и уже опираясь на эти данные можно подобрать правильный диапазон уставки аппарата.

Правилами технической эксплуатации ПУЭ оговорен этот момент и допускается устанавливать до 125% от номинального тока во взрывобезопасных помещениях, и 100%, т.е. не выше номинала двигателя во взрывоопасных.

Как узнать In? Эту величину можно посмотреть в паспорте электродвигателя, табличке на корпусе.

Как видно на табличке (для увеличения нажмите на картинку) указаны два номинала 4.9А/2.8А для 220В и 380В. Согласно нашей схеме включения нужно выбрать ампераж, ориентируясь на напряжение, и по таблице подобрать реле для защиты электродвигателя с нужным диапазоном.

Для примера рассмотрим, как выбрать тепловую защиту для асинхронного двигателя АИР 80 мощностью 1.1 кВт, подключенного к трехфазной сети 380 вольт. В этом случае наш In будет 2.8А, а допустимый максимальный ток «теплушки» 3.5А (125% от In). Согласно каталогу нам подходит РТЛ 1008-2 с регулируемым диапазоном 2.5 до 4 А.

Что делать, если паспортные данные не известны?

Для этого случая рекомендуем использовать токовые клещи или мультиметр С266, конструкция которого также включает токоизмерительные клещи. С помощью данных приборов нужно определить ток мотора в работе, измерив его на фазах.

В том случае, когда на таблице частично читаются данные, размещаем таблицу с паспортными данными асинхронных двигателей широко распространенных в народном хозяйстве (тип АИР). С помощью нее возможно определить In.

Кстати, недавно мы рассмотрели принцип действия и устройство тепловых реле, с чем настоятельно рекомендуем вам ознакомиться!

В зависимости от токовой нагрузки будет различаться и время срабатывания защиты, при 125% должно быть порядка 20 минут. В диаграмме ниже указана векторная кривая зависимости кратности тока от In и времени срабатывания.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Надеемся, прочитав нашу статью, вам стало понятно, как выбрать тепловое реле для двигателя по номинальному току, а также мощности самого электродвигателя. Как вы видите, условия выбора аппарата не сложные, т.к. можно без формул и сложных вычислений подобрать подходящий номинал, используя таблицу!

Советуем также прочитать: