Электродвигатели 955 об/мин

Электродвигатели с синхронной частотой вращения 955 об/мин: конструкция, применение и особенности выбора

Электродвигатели с номинальной частотой вращения 955 об/мин представляют собой асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, спроектированные для работы от сети переменного тока частотой 50 Гц. Ключевая характеристика — синхронная скорость вращения магнитного поля статора, которая для данной серии составляет 1000 об/мин. Реальная же скорость вращения вала под нагрузкой (асинхронная скорость) всегда меньше синхронной из-за явления скольжения. Для двигателей общего промышленного назначения номинальное скольжение обычно составляет 4,5-5%, что и дает выходную скорость примерно 955 об/мин. Данный типоразмер является одним из базовых в каталогах производителей и широко применяется в различных отраслях промышленности.

Принцип формирования частоты вращения и основные параметры

Скорость вращения асинхронного электродвигателя определяется по формуле: n = (60 f / p) (1 — s), где n — частота вращения ротора (об/мин), f — частота питающей сети (Гц), p — число пар полюсов, s — скольжение. Для получения синхронной скорости в 1000 об/мин двигатель должен иметь 3 пары полюсов (6 полюсов). Таким образом, двигатели 955 об/мин — это всегда шестиполюсные машины (6p). Их основные технические характеристики формируются исходя из этого фундаментального параметра.

Конструктивные особенности шестиполюсных двигателей

По сравнению с высокооборотными двигателями (3000 об/мин, 2 полюса), шестиполюсные машины имеют ряд отличительных черт:

    • Увеличенные габариты и масса: Для создания большего числа магнитных полюсов требуется более длинный магнитопровод статора, что увеличивает длину активной стали и, соответственно, общие размеры корпуса.
    • Больший вращающий момент при том же мощностном ряде: Поскольку мощность P пропорциональна произведению момента M на угловую скорость ω (P = M
    • ω), то при одинаковой номинальной мощности двигатель на 955 об/мин будет развивать больший крутящий момент, чем двигатель на 3000 об/мин. Это определяет область его применения.
    • Пониженный уровень шума и вибраций: Меньшая скорость вращения ротора и иная частота перемагничивания способствуют более тихой работе.
    • Более высокий КПД и cos φ в определенном диапазоне мощностей: Для мощностей свыше 30 кВт шестиполюсные исполнения часто демонстрируют лучшие энергетические показатели по сравнению с двухполюсными.

    Стандартный ряд мощностей и установочные размеры

    Электродвигатели 955 об/мин выпускаются в широком диапазоне мощностей, от долей киловатта до нескольких мегаватт. Наиболее распространенный ряд для двигателей серий АИР, АД (по ГОСТ) и аналогичных зарубежных (IEC):

    Таблица 1. Примерный ряд мощностей и установочных размеров по ГОСТ (высота оси вращения)
    Номинальная мощность, кВтВысота оси вращения, ммУсловный габаритПриблизительная масса, кг
    0.55 — 1.5715610 — 20
    2.2 — 4.0806320 — 35
    5.5 — 11907140 — 80
    15 — 221008090 — 140
    30 — 4511290150 — 250
    55 — 75132100280 — 400
    90 — 132160112450 — 700
    160 — 250180132750 — 1200
    315 — 5002251601300 — 2500

    Области применения

    Благодаря сочетанию значительного крутящего момента и умеренной скорости, двигатели 955 об/мин являются оптимальным приводом для механизмов, требующих высокого усилия на валу:

    • Насосное оборудование: Поршневые, шестеренные, винтовые и центробежные насосы высокого давления.
    • Вентиляторное оборудование: Радиальные и канальные вентиляторы среднего и высокого давления, дымососы.
    • Компрессорная техника: Поршневые и винтовые компрессоры.
    • Конвейеры и транспортеры: Ленточные, скребковые, пластинчатые конвейеры, особенно для тяжелых грузов или при большом угле наклона.
    • Дробильное и мельничное оборудование: Щековые, конусные дробилки, шаровые мельницы.
    • Смесители и мешалки: Для сред с высокой вязкостью.
    • Подъемно-транспортное оборудование: Лебедки, краны, мостовые перегружатели.

    Классы энергоэффективности и КПД

    Современные электродвигатели 955 об/мин производятся в соответствии с международными стандартами по энергоэффективности IEC 60034-30-1. Классы обозначаются IE1 (Standard Efficiency), IE2 (High Efficiency), IE3 (Premium Efficiency), IE4 (Super Premium Efficiency). С 2021 года в странах ЕЭС и РФ для двигателей мощностью от 0.75 до 1000 кВт обязателен минимальный класс IE3 (или IE2 при использовании частотного преобразователя). КПД шестиполюсных двигателей класса IE3 в среднем на 2-5% выше, чем у аналогичных двигателей класса IE1. Это приводит к значительной экономии электроэнергии, особенно для оборудования с длительным временем наработки.

    Таблица 2. Примерные значения КПД (%) для двигателей 955 об/мин разных классов
    Мощность, кВтКласс IE1Класс IE2Класс IE3Класс IE4
    5.584.087.589.591.5
    2289.091.092.593.8
    7592.093.594.595.4
    16094.095.095.896.5

    Способы пуска и управления

    Пуск шестиполюсных двигателей характеризуется более высоким пусковым моментом и меньшим пусковым током по сравнению с двухполюсными той же мощности, но все равно требует правильного выбора метода пуска:

    • Прямой пуск (DOL): Наиболее простой способ. Применим при достаточной мощности питающей сети и когда ударный момент на механизм допустим.
    • Пуск переключением «звезда-треугольник»: Позволяет снизить пусковой ток в 3 раза. Эффективен для двигателей, не требующих высокого пускового момента. Широко используется для двигателей средней мощности.
    • Пуск с помощью устройств плавного пуска (УПП): Обеспечивает оптимальное снижение пускового тока и плавный разгон механизма, минимизируя механические удары. Рекомендован для насосов, вентиляторов, конвейеров.
    • Частотное регулирование (ЧРП): Наиболее технологичный способ, позволяющий не только плавно пускать и останавливать двигатель, но и точно регулировать его скорость в широком диапазоне. Для двигателей 955 об/мин с ЧРП возможно как снижение скорости, так и работа выше номинала (обычно до 120-150 Гз, что соответствует 1900-2400 об/мин), с учетом постоянства мощности на валу. Это универсальное решение для задач энергосбережения и сложных технологических процессов.

    Климатические исполнения и степени защиты

    Двигатели 955 об/мин производятся в различных исполнениях по условиям окружающей среды:

    • По степени защиты IP (IEC 60034-5):
      • IP54: Защита от пыли и брызг воды. Стандарт для большинства промышленных помещений.
      • IP55: Защита от струй воды. Для условий повышенной влажности и наружной установки под навесом.
      • IP65: Пыленепроницаемое исполнение, защита от струй воды. Для очень запыленных или влажных сред.

    • По климатическому исполнению (ГОСТ 15150): У3 (для умеренного климата), У1 (для наружной установки), ХЛ (для холодного климата), Т (для тропического климата).
    • По способу охлаждения (IEC 60034-6): IC 411 (двигатель с самовентиляцией, крыльчатка на валу), IC 416 (принудительное независимое охлаждение), IC 418 (полностью закрытый двигатель без наружного обдува).

    Монтаж и обслуживание

    Монтаж осуществляется на ровную, жесткую фундаментную плиту или раму. Крепление — лапами (IM B3), фланцем (IM V5, V6) или комбинированное (IM B5, B14). Необходима тщательная центровка вала двигателя с валом рабочей машины для исключения вибраций и преждевременного износа подшипников. Техническое обслуживание включает регулярный контроль:

    • Виброакустических характеристик.
    • Температуры подшипниковых узлов (термовставки, термометры сопротивления).
    • Состояния изоляции обмоток (измерение мегомметром).
    • Чистоты поверхностей и систем охлаждения.
    • Своевременную замену смазки в подшипниках качения (если это предусмотрено конструкцией).

    Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

    Чем принципиально отличается двигатель на 955 об/мин от двигателя на 1000 об/мин?

    Это один и тот же двигатель. 1000 об/мин — это синхронная скорость магнитного поля (для 6-полюсной машины). 955 об/мин — это асинхронная (реальная) скорость вала под номинальной нагрузкой с учетом скольжения (примерно 4.5%). В технической документации и каталогах обычно указывают номинальную скорость вращения вала, т.е. 955 (950) об/мин.

    Можно ли получить точную скорость 955 об/мин без скольжения?

    Нет, для асинхронного двигателя скольжение — это фундаментальное явление, необходимое для создания вращающего момента. Точное поддержание постоянной скорости, близкой к номинальной (например, 955 об/мин), возможно только с использованием системы обратной связи (энкодера) и частотного преобразователя в режиме векторного управления.

    Какой двигатель выгоднее по энергопотреблению: на 3000 об/мин или на 955 об/мин при одной и той же мощности?

    Прямого ответа нет, так как выбор определяется приводимым механизмом. Однако, шестиполюсные двигатели (955 об/мин) часто имеют несколько более высокий КПД и cos φ в диапазоне мощностей от 30 кВт и выше. Но главный критерий — соответствие скорости двигателя оптимальной рабочей скорости механизма. Установка редуктора или ременной передачи для согласования скоростей всегда вносит дополнительные потери (3-10%). Поэтому предпочтительнее выбирать двигатель с номинальной скоростью, максимально близкой к требуемой для рабочей машины.

    Как правильно подобрать двигатель 955 об/мин для центробежного насоса?

    Необходимо анализировать характеристику насоса (напор, расход) и строить его нагрузочную кривую. Для центробежных машин момент нагрузки пропорционален квадрату скорости. Двигатель должен иметь номинальную мощность, превышающую потребляемую мощность насоса в рабочей точке, с запасом 10-15%. Пусковой момент двигателя должен превышать момент сопротивления насоса при пуске. Для плавного пуска и энергосбережения при переменном расходе настоятельно рекомендуется применение частотного преобразователя.

    Что означает маркировка, например, АИР160S6?

    • АИР: Серия асинхронного двигателя (общепромышленное исполнение).
    • 160: Высота оси вращения (160 мм).
    • S: Условная длина сердечника (средняя). Может быть S, M, L.
    • 6: Число полюсов (6), что соответствует синхронной частоте 1000 об/мин и номинальной ~955 об/мин.

    Можно ли использовать двигатель 955 об/мин с частотным преобразователем для длительной работы на низких оборотах (200-300 об/мин)?

    Да, но с существенными оговорками. При снижении скорости падает эффективность самовентиляции (крыльчатка на валу вращается медленнее). Для длительной работы на скорости менее 20-30% от номинальной требуется либо двигатель с независимым принудительным охлаждением (IC 416), либо значительное снижение нагрузочного момента (режим вентиляторной нагрузки). Необходимо также учитывать риск перегрева подшипников и образование конденсата внутри корпуса.

    Какой пусковой момент и ток характерны для таких двигателей?

    Для общепромышленных двигателей с короткозамкнутым ротором нормальными считаются следующие кратности (отношение к номинальным значениям):

    • Пусковой момент (Mп / Mн): 1.8 — 2.2
    • Минимальный момент (Mmin / Mн): 1.6 — 1.8
    • Максимальный момент (Mmax / Mн): 2.0 — 2.5
    • Пусковой ток (Iп / Iн): 6.0 — 7.0

Точные значения указаны в каталожных данных конкретного двигателя.

Войти

Зарегистрироваться

Сбросить пароль

Пожалуйста, введите ваше имя пользователя или эл. адрес, вы получите письмо со ссылкой для сброса пароля.