Шильдик электродвигателя: как читать
Зачем уметь читать шильдик
Шильдик — металлическая табличка на корпусе двигателя — это его паспорт. На нём указано всё, что нужно для правильного подключения, выбора защиты и кабеля, подбора частотного преобразователя или замены двигателя. Если паспорт двигателя потерян, а так бывает почти всегда со старыми станками и б/у оборудованием, шильдик — единственный надёжный источник данных.
Ошибки при чтении шильдика дорого обходятся: двигатель, соединённый не по той схеме, сгорает или не тянет; автомат, выбранный по мощности без учёта тока, срабатывает при пуске или не защищает; частотник, подобранный по киловаттам, а не по току, уходит в аварию. Разберём каждую строку таблички на понятном примере.
Тип двигателя и маркировка
Первая строка обычно содержит тип двигателя. Например, АИР100L4 У3: АИР — серия асинхронных двигателей общепромышленного назначения, 100 — высота оси вращения в миллиметрах (от основания лап до центра вала), L — условная длина корпуса (S, M, L), 4 — число полюсов, У3 — климатическое исполнение и категория размещения (умеренный климат, помещения без регулирования климата). Высота оси важна при замене: двигатель с той же высотой оси обычно подходит по креплению. Подробная расшифровка серий — маркировка двигателя АИР.
Импортные двигатели маркируются по-своему, но обычно в обозначении тоже зашифрованы типоразмер корпуса и число полюсов. Если тип не удаётся расшифровать, не страшно: все рабочие параметры указаны в следующих строках таблички.
Мощность: на валу, а не из сети
На шильдике указана номинальная механическая мощность на валу в киловаттах — то, что двигатель отдаёт механизму. Это не мощность, потребляемая из сети. Из сети двигатель берёт больше, потому что часть энергии теряется на нагрев (КПД меньше 100%), и ещё есть реактивная составляющая (cos φ меньше 1). Поэтому ток двигателя нельзя посчитать, разделив мощность на напряжение, — нужна формула с учётом КПД и cos φ. Все расчёты и таблица — в материале ток двигателя по мощности.
Обороты и число полюсов
Номинальная скорость вращения указана в оборотах в минуту — это скорость вала при номинальной нагрузке. Она всегда немного меньше синхронной скорости магнитного поля из-за скольжения. По номинальной скорости легко определить число полюсов, даже если его нет в маркировке.
| Обороты на шильдике | Синхронная скорость | Число полюсов |
|---|---|---|
| около 2800–2950 | 3000 | 2 |
| около 1380–1480 | 1500 | 4 |
| около 920–980 | 1000 | 6 |
| около 690–730 | 750 | 8 |
Почему это важно: число полюсов нужно ввести в параметры частотника, а скорость — понимать, чтобы подобрать шкивы, редуктор или замену. Двигатель на 1430 об/мин нельзя заменить на 2900 об/мин «той же мощности» — механизм будет вращаться вдвое быстрее. Подробно о принципе — асинхронный двигатель: устройство и принцип работы.
Напряжение и схема: самое важное
Строка с напряжением — самая ответственная. Обычно указаны два напряжения через дробь и обозначение Δ/Y. Это значит, что двигатель можно подключить к двум разным сетям, если соединить обмотки по-разному: треугольником (Δ) для меньшего напряжения и звездой (Y) для большего.
| На шильдике | Сеть 3×380 В | Трёхфазная сеть 220 В или частотник с входом 220 В |
|---|---|---|
| Δ/Y 220/380 В | Звезда | Треугольник |
| Δ/Y 380/660 В | Треугольник | Не подходит: напряжение мало |
| Y 380 В (только звезда) | Звезда | Не подходит без переделки |
| Δ 380 В (только треугольник) | Треугольник | Не подходит |
Схемы перемычек в клеммной коробке и порядок переключения — звезда и треугольник, а про устройство коробки — клеммная коробка двигателя.
Номинальный ток: для защиты, кабеля и частотника
Рядом с напряжениями указаны два тока — для каждой схемы. Например, 14,8/8,6 А означает: при соединении треугольником на 220 В ток 14,8 А, при соединении звездой на 380 В — 8,6 А. Мощность одна и та же, просто при меньшем напряжении нужен больший ток.
Номинальный ток — самая полезная цифра на шильдике на практике. По нему подбирают уставку теплового реле или мотор-автомата, автомат защиты, сечение кабеля и частотный преобразователь — у частотника выходной ток должен быть не меньше тока двигателя для вашей схемы соединения. Подбирать частотник только по киловаттам рискованно: у разных двигателей одинаковой мощности токи заметно отличаются. Подробно — мощность или ток: по чему подбирают частотник и автомат для двигателя.
Частота, cos φ и КПД
Частота 50 Гц — стандарт для России и Европы. Двигатели на 60 Гц встречаются на американском и азиатском оборудовании; на 50 Гц они работают медленнее примерно на 17%, а при неизменном напряжении поток в магнитопроводе растёт, и двигатель может греться сильнее.
Коэффициент мощности cos φ показывает долю активной мощности в полной. У асинхронных двигателей он обычно около 0,75–0,9 при номинальной нагрузке и заметно падает при недогрузке. КПД показывает, какая доля потребляемой активной мощности превращается в механическую. Оба параметра входят в формулу тока. Для энергоэффективности существуют классы IE — классы IE.
Год выпуска, стандарт, масса и номер
Нижняя строка таблички обычно содержит служебную информацию: стандарт, по которому выпущен двигатель, массу, год выпуска и заводской номер. На первый взгляд это мелочи, но они полезны. Масса нужна для расчёта подъёма и крепления. Год выпуска помогает оценить состояние: у двигателя, пролежавшего на складе много лет, могли высохнуть смазка в подшипниках и ослабнуть изоляция, поэтому перед пуском его стоит проверить мегаомметром. Заводской номер нужен для гарантии и при обращении к производителю.
На некоторых двигателях указаны дополнительные параметры: класс энергоэффективности IE, допустимая температура окружающей среды, высота над уровнем моря, тип подшипников, количество смазки и интервал смазывания. Если такие данные есть, переписывайте их вместе с основными: они понадобятся при обслуживании. Про подшипники и их маркировку — маркировка подшипников.
Степень защиты IP, класс изоляции, режим работы
| Обозначение | Что значит | Пример |
|---|---|---|
| IP | Защита от пыли (первая цифра) и воды (вторая) | IP54 — защита от пыли и брызг, IP55 — от пыли и струй воды |
| Класс изоляции | Допустимая температура изоляции обмотки | B — 130 °C, F — 155 °C, H — 180 °C |
| Режим работы S1–S10 | Как допускается нагружать двигатель во времени | S1 — продолжительный режим с постоянной нагрузкой |
| Монтажное исполнение IM | Способ крепления | IM1081 — на лапах, IM3081 — фланец |
Режим S1 означает, что двигатель может работать с номинальной мощностью сколько угодно долго. Двигатели для кратковременного (S2) или повторно-кратковременного (S3) режима рассчитаны на перерывы в работе, и при постоянной нагрузке они перегреются. Это важно при замене: двигатель от тельфера или крана с режимом S3 нельзя ставить на насос, работающий непрерывно, без пересчёта. Подробнее о креплениях — монтажное исполнение IM.
Импортные шильдики: перевод обозначений
На двигателях европейского, американского и азиатского производства табличка заполнена на английском и часто содержит дополнительные поля. Вот основные обозначения.
| Обозначение | Значение |
|---|---|
| kW / HP | Мощность на валу в киловаттах или лошадиных силах |
| V, Volts | Напряжение, часто через дробь для двух схем |
| A, Amps, FLA | Номинальный ток (FLA — ток при полной нагрузке) |
| Hz | Частота питания |
| RPM, r/min, min⁻¹ | Номинальная скорость, обороты в минуту |
| PF, cos φ | Коэффициент мощности |
| Eff, η | КПД |
| Ins. Cl. | Класс изоляции |
| Duty | Режим работы (S1, Continuous) |
| SF, Service Factor | Допустимая длительная перегрузка, например 1,15 — на 15% выше номинала |
| Frame | Типоразмер корпуса по местному стандарту |
| Enclosure / IP | Степень защиты корпуса |
| Amb. | Максимальная температура окружающей среды |
Отдельно о сервис-факторе SF, который встречается на американских двигателях. SF 1,15 означает, что двигатель может длительно работать с нагрузкой на 15% выше номинальной при номинальном напряжении и частоте, но с повышенным нагревом и сокращением ресурса изоляции. Для расчётов защиты и частотника ориентируйтесь на номинальный ток, а не на ток с учётом SF.
Пример: что можно понять по одной табличке
Возьмём шильдик с рисунка 1. Тип АИР100L4 — высота оси 100 мм, 4 полюса. Мощность 4 кВт на валу, 1430 об/мин — 4 полюса подтверждаются (синхронная 1500). Δ/Y 220/380 В, 14,8/8,6 А — в сети 380 В соединяем звездой, ток 8,6 А; для частотника с входом 220 В — треугольником, ток 14,8 А. IP55 — можно ставить в пыльном цехе и под брызги. Изоляция F, режим S1 — подходит для продолжительной работы, в том числе с частотником.
Мотор-автомат или тепловое реле с уставкой около 8,6 А
Выходной ток не меньше 8,6 А
Выходной ток не меньше 14,8 А, схема треугольник
Мощность 4 кВт, ток по схеме, 50 Гц, 1430 об/мин, 4 полюса
Сечение по току и длине линии
Что переносить с шильдика в частотник
При настройке частотного преобразователя в группу параметров двигателя вводят данные с таблички. От их точности зависят защита двигателя, качество регулирования и результат автонастройки.
| Параметр частотника | Что ввести с шильдика | Типичная ошибка |
|---|---|---|
| Номинальная мощность | кВт на валу | Ввести мощность частотника вместо мощности двигателя |
| Номинальное напряжение | Напряжение для выбранной схемы | Ввести 380 В при соединении треугольником для частотника 220 В |
| Номинальный ток | Ток для выбранной схемы | Ввести ток для другой схемы |
| Номинальная частота | 50 Гц (или 60 Гц, если так на шильдике) | Оставить заводское значение при двигателе на 60 Гц |
| Номинальная скорость | Обороты с шильдика | Ввести синхронную скорость 1500 вместо 1430 |
| Число полюсов | Определить по оборотам, если параметр есть | Ввести число пар полюсов вместо числа полюсов |
После ввода данных разумно выполнить автонастройку двигателя, если частотник её поддерживает: привод сам измерит сопротивление обмоток и другие параметры, которых нет на табличке. Подробно — автонастройка двигателя.
Замена двигателя: что сверить по двум шильдикам
Шильдик особенно нужен при замене сгоревшего двигателя. Новый двигатель не обязан быть той же марки, но ряд параметров должен совпадать, иначе механизм будет работать иначе или замена просто не встанет на место.
| Параметр | Требование к замене |
|---|---|
| Мощность | Не меньше прежней |
| Обороты | Те же с точностью до скольжения, иначе изменится скорость механизма |
| Напряжение и схема | Совместимы с вашей сетью или частотником |
| Высота оси и монтажное исполнение | Совпадают, иначе нужна переделка крепления |
| Диаметр и длина вала, шпонка | Совпадают с полумуфтой или шкивом |
| Режим работы | Не хуже прежнего, для непрерывной работы — S1 |
| Степень защиты IP | Не ниже прежней для тех же условий |
Если точного аналога нет, можно взять двигатель на ступень мощнее с той же высотой оси и оборотами, но учтите, что изменится ток: защиту и параметры частотника нужно перенастроить под новую табличку. Порядок подбора — как подобрать электродвигатель.
Если шильдика нет или он нечитаем
Табличку могли закрасить, она могла оторваться или стереться. Часть данных можно восстановить. Число полюсов определяют, измерив скорость холостого хода тахометром: на холостом ходу двигатель вращается почти с синхронной скоростью. Высоту оси измеряют рулеткой от основания лап до центра вала. Сопротивление обмоток и схему соединения определяют в клеммной коробке. Мощность приблизительно оценивают по габаритам и высоте оси, сравнив с каталогом аналогичной серии, но это только ориентир. Если двигатель важный, разумнее отдать его на диагностику в мастерскую по ремонту электродвигателей.