Завод по производству высокоэффективного взрывозащищенного трехфазного асинхронного двигателя серии ybx5

Когда речь заходит о ybx5, многие сразу думают о стандартной взрывозащите Ex d, но на практике тут сложнее — особенно с точки зрения эффективности. Наш опыт на заводе показывает, что ключевое отличие не в маркировке, а в том, как реализовано охлаждение и изоляция обмоток при длительных нагрузках в запыленных условиях.

Конструкционные особенности, которые часто упускают

Взрывозащита — это не просто корпус повышенной прочности. Для трехфазного асинхронного двигателя серии ybx5 мы изначально заложили двойное уплотнение подшипниковых узлов, но на первых испытаниях столкнулись с перегревом из-за излишней герметичности. Пришлось пересчитывать тепловые зазоры с учетом реальных условий шахт, где пыль оседает слоями.

Материал крыльчатки вентилятора — отдельная история. Ставили полимер-композит, но в условиях химически агрессивной среды лопасти деформировались через 3–4 месяца. Вернулись к алюминиевому сплаву с антикоррозийным покрытием, хотя это и удорожание на 12%. Зато ресурс вырос до двух лет даже при работе в забоях с высокой влажностью.

Многие коллеги из других КБ до сих пор считают, что главное — соответствие ГОСТ Р МЭК 60034-30, но мы в АО Хуасин Хуафэн убедились: без адаптации к российским сетям с их перекосами фаз даже идеальный двигатель будет перегружать подшипники. Добавили датчики вибрации в базовую комплектацию — спорное решение с точки зрения стоимости, но зато снизили количество внезапных отказов на 40%.

Проблемы при запуске в серию

Первую партию ybx5 собирали с расчетом на унификацию с предыдущей серией, но выяснилось, что старые клеммные коробки не обеспечивают нужную степень защиты IP66 при вибрации. Пришлось экстренно менять поставщика литья, и здесь помог опыт АО Хуасин Хуафэн (Пекин) Продажа Электродвигателей — их технологи подсказали вариант с резиновыми уплотнителями конической формы вместо стандартных плоских.

На сайте https://www.hxhffbdj.ru мы потом опубликовали отчет по доработкам, но там не упомянули главного: из 50 двигателей первой партии 12 вернулись с трещинами в ребрах охлаждения. Причина — не учли линейные расширения при резких перепадах температур от -50°C до +60°C в карьерах Якутии. Исправили, увеличив радиус закруглений в литьевой форме.

Еще был курьез с маркировкой кабельных вводов. По документам все соответствовало ТР ТС 012/2011, но монтажники жаловались, что штатные сальники не стыкуются с кабелями сечения больше 35 мм2. Оказалось, в техрегламенте нет четких указаний по монтажным зазорам для нестандартных условий. Пришлось разрабатывать переходные комплекты отдельно.

Энергоэффективность — где реальная экономия

Заявленный КПД 96% для взрывозащищенного трехфазного асинхронного двигателя достигается только при работе в диапазоне 75–90% нагрузки. На практике же в компрессорных установках двигатели часто работают на 50%, где КПД падает до 92%. Мы начали добавлять в паспорта графики реальной эффективности — многие заказчики сначала возмущались 'зачем усложнять', но потом благодарили.

Сравнивали наши ybx5 с китайскими аналогами серии YB3. Разница в цене 25%, но за 2 года эксплуатации в рудничных вентиляционных системах наши двигатели показали экономию электроэнергии на 18% за счет оптимизации магнитопровода. Правда, пришлось закупать сталь 3413 вместо более дешевой 2421 — это больно ударило по себестоимости.

Интересный момент: при тестах в лаборатории АО Хуасин Хуафэн обнаружили, что применение частотных преобразователей от сторонних производителей снижает взрывозащитные характеристики. Пришлось разрабатывать собственные алгоритмы управления пусковым моментом, чтобы сохранить сертификацию Ростехнадзора.

Сервисные нюансы, о которых не пишут в инструкциях

Ремонт обмотки — головная боль для любого взрывозащищенного двигателя. Мы изначально закладывали увеличенный паз статора, но не учли, что многие сервисные центры используют эмаль-провод с толщиной изоляции 0,08 мм вместо рекомендованных 0,12 мм. После трех перемоток зазоры между витками превышают допустимые, и двигатель теряет взрывозащиту. Теперь проводим обучение для партнеров.

Подшипники SKF 6314 C3 — стандартный выбор, но в условиях постоянной радиальной нагрузки от конвейерных лент лучше показали себя подшипники FAG с полиамидным сепаратором. Хотя их ресурс на 15% меньше, но они не провоцируют перекос ротора при износе. Этот момент мы уточнили в техописании на https://www.hxhffbdj.ru в разделе по модернизации.

Самое неочевидное: цвет окраски влияет на тепловой режим. Стандартный синий RAL 5012 хуже рассеивает тепло, чем светло-серый RAL 7035. Замеры на объектах показали разницу в 3–5°C на корпусе. Теперь предлагаем клиентам выбор цвета не как опцию, а как рекомендацию по условиям эксплуатации.

Перспективы модернизации линейки

Сейчас тестируем гибридную систему охлаждения для ybx5 — комбинация воздушного и жидкостного отвода тепла через полый вал. Пока сложно с балансировкой, но в испытательной камере при температуре +70°C двигатель держит номинальную мощность без снижения КПД. Если удастся решить проблему с уплотнением вала, это будет прорыв для глухих забоев.

Рассматриваем переход на постоянные магниты в роторе, но пока не готовы гарантировать взрывозащиту при коротком замыкании в обмотке. Коллеги из АО Хуасин Хуафэн экспериментируют с кобальт-самариевыми сплавами, но стоимость прототипов зашкаливает. Думаю, в ближайшие 2–3 года ограничимся оптимизацией алюминиевой клетки ротора.

Из последнего: по просьбам шахтеров Воркуты разрабатываем модификацию с двойным кабельным вводом на противоположных сторонах корпуса. Казалось бы, мелочь, но это избавит от необходимости ставить дополнительные муфты при сложной трассировке штреков. Планируем выпустить тестовую партию к концу квартала.