Электродвигатели МТН 950 об/мин

Электродвигатели МТН 950 об/мин: полный технический обзор и сфера применения

Электродвигатели серии МТН с синхронной частотой вращения 950 об/мин представляют собой асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, спроектированные для продолжительного режима работы S1. Данные двигатели относятся к тихоходным приводам и занимают особую нишу в промышленных установках, где требуется высокий крутящий момент при относительно низкой скорости вращения выходного вала. Конструктивное исполнение МТН — это модернизированная серия классических двигателей АИР, адаптированная под современные стандарты и материалы. Основное назначение — привод механизмов, не требующих высоких скоростей: мощные вентиляторы и дымососы, мешалки, смесители, дробилки, шаровые мельницы, конвейеры с большими барабанами, насосы поршневого типа и другое тяжелое оборудование.

Конструктивные особенности и модификации

Двигатели МТН 950 об/мин изготавливаются в соответствии с ГОСТ Р 51689-2000 (аналогично МЭК 60034). Их конструкция является основой для множества специализированных модификаций. Корпус и основные детали выполняются из чугуна, что обеспечивает высокую механическую прочность и виброустойчивость. Статор набирается из изолированных листов электротехнической стали для снижения потерь на вихревые токи. Короткозамкнутый ротор («беличья клетка») изготавливается методом литья под давлением из алюминиевых сплавов или, для более ответственных применений, из меди.

Ключевые модификации серии МТН:

• МТН: Базовая модель, защищенное исполнение (IP23). Охлаждение — самостоятельное вентиляционное. Предназначена для установки в чистых, сухих и отапливаемых помещениях.
• МТНФ: Взрывозащищенное исполнение (Ex d, Ex de). Применяется во взрывоопасных зонах (шахты, нефтепереработка, химическая промышленность).
• МТНМ: Морское исполнение с защитой от коррозии, повышенной влажности и вибрации (IP56/IP66).
• МТНК: Крановое исполнение с повышенным скольжением, оптимизированное для работы в повторно-кратковременных режимах S3-S5.
• МТНП: Исполнение с повышенным пусковым моментом для механизмов с тяжелыми условиями пуска.
• МТНС: С повышенным КПД (энергоэффективные), соответствуют классам IE2 или IE3 по МЭК 60034-30-1.

Основные технические характеристики и параметры

Синхронная скорость 950 об/мин соответствует 16 полюсам в магнитной системе статора при частоте питающей сети 50 Гц. Номинальная скорость (ротора) при полной нагрузке составляет примерно 930-940 об/мин, что характеризует скольжение в 1-2%. Мощностной ряд данных двигателей широк и может варьироваться в зависимости от производителя, охватывая диапазон от 5,5 кВт до 400 кВт и более.

Примерный ряд мощностей и параметров двигателей МТН 950 об/мин (напряжение 380В, 50 Гц, S1, IP23)

Мощность, кВт	Ном. ток, А (прибл.)	КПД, % (мин.)	cos φ	Пусковой ток / Iном	Пусковой момент / Mном	Мах. момент / Mном	Масса, кг (прибл.)
11	24.5	88.0	0.78	6.5	1.3	2.4	180
22	46.0	90.0	0.81	6.8	1.2	2.3	280
45	90.0	91.5	0.83	7.0	1.1	2.2	480
75	145.0	92.5	0.85	7.0	1.0	2.1	750
132	245.0	93.5	0.86	6.8	1.0	2.0	1250

Способы монтажа и присоединительные размеры

Двигатели МТН производятся в основных монтажных исполнениях по ГОСТ 2479 (МЭК 60034-7):

• IM 1001: На лапах с двумя подшипниковыми щитами, с цилиндрическим концом вала.
• IM 3001: На лапах с двумя подшипниковыми щитами, с фланцем на подшипниковом щите.
• IM 2001: Без лап, с фланцем на корпусе (комбинированное исполнение).

Присоединительные размеры строго нормированы и соответствуют международным рядам (высота оси вращения, установочные и присоединительные размеры). Например, для двигателя мощностью 45 кВт, 950 об/мин высота оси вращения (габарит) обычно составляет 280 мм (габарит М3).

Системы пуска и управления

Пуск тихоходных двигателей с большим моментом инерции ротора и приводимого механизма требует особого внимания. Несмотря на относительно низкие пусковые токи (по сравнению с высокооборотными двигателями той же мощности), их величина все равно в 6-7 раз превышает номинальный ток.

Основные применяемые схемы:

• Прямой пуск (DOL): Допустим при достаточной мощности питающей сети и если механизм допускает ударные нагрузки.
• Пуск переключением «звезда-треугольник»: Эффективен для двигателей, обмотки которых рассчитаны на работу в треугольнике при номинальном напряжении. Снижает пусковой ток в 3 раза, но и пусковой момент также падает в 3 раза, что может быть неприемлемо для тяжелонагруженных механизмов.
• Пуск с помощью устройств плавного пуска (УПП): Наиболее предпочтительный вариант. Позволяет плавно наращивать момент и ограничивать ток, снижая механические и электрические перегрузки.
• Частотное регулирование (ЧРП): Позволяет не только оптимально запускать двигатель, но и плавно регулировать скорость в некотором диапазоне (обычно от 10-15% до 100% номинальной скорости). Для двигателей МТН 950 об/мин это особенно актуально для систем вентиляции и насосов, где регулирование скорости дает значительную энергоэкономию.

Области применения и подбор двигателя

Выбор двигателя МТН 950 об/мин осуществляется на основе комплексного анализа условий эксплуатации:

1. Механическая характеристика рабочей машины: Необходимо сопоставить момент сопротивления механизма и моментную характеристику двигателя. Для вентиляторов (квадратичная характеристика) подходит стандартный двигатель. Для дробилок и мельниц (постоянный момент с большими пиками) требуется двигатель с повышенным пусковым и максимальным моментом (МТНП).
2. Режим работы: Для S1 подходит базовая модель. Для S3-S8 необходим расчет эквивалентной мощности и, возможно, выбор двигателя с принудительным охлаждением или в крановом исполнении (МТНК).
3. Внешние условия: Определяют степень защиты (IP) и климатическое исполнение. Для улицы или влажных цехов требуется IP54/IP55. Для взрывоопасных зон — МТНФ.
4. Энергоэффективность: При постоянной круглосуточной работе даже небольшое повышение КПД дает существенную финансовую экономию. Целесообразно выбирать модификации МТНС (IE3).

Техническое обслуживание и диагностика

Регламентное обслуживание двигателей МТН включает в себя:

• Ежесменный контроль: Визуальный осмотр, проверка температуры корпуса и подшипниковых узлов на ощупь или пирометром, прослушивание на предмет посторонних шумов.
• Периодическое ТО (раз в 3-6 месяцев): Контроль вибрации, замер сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм на 1 кВ номинального напряжения), проверка и подтяжка контактных соединений.
• Капитальное ТО (раз в 2-4 года в зависимости от наработки): Полная разборка, чистка, замена подшипников, пропитка обмоток (при необходимости), статические и динамические испытания.

Критически важным параметром является вибрация. Для двигателей данного типоразмера допустимый уровень вибрации на подшипниковых щитах обычно не должен превышать 2.8 мм/с для мощностей до 15 кВт и 4.5 мм/с для более мощных, в соответствии с ГОСТ ISO 10816-3.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем двигатель МТН 950 об/мин принципиально отличается от двигателя 1500 об/мин той же мощности?

Главные отличия — конструктивные. Двигатель на 950 об/мин (16 полюсов) имеет большие габариты и массу по сравнению с двигателем на 1500 об/мин (4 полюса) одинаковой мощности. Это связано с необходимостью разместить больше полюсов в статоре, что увеличивает диаметр активной стали. Такой двигатель развивает больший крутящий момент при меньшей скорости (M = 9550

• P / n). КПД и cos φ у 16-полюсных машин, как правило, несколько ниже, чем у 4-полюсных в том же размерном ряду.

Можно ли использовать двигатель МТН 950 об/мин с частотным преобразователем?

Да, большинство современных двигателей серии МТН допускают работу от ЧРП. Однако необходимо учитывать несколько факторов: класс изоляции обмоток (должен быть не ниже F), наличие независимой вентиляции (для работы на низких скоростях), возможность возникновения токов Фуко и дополнительного нагрева в сердечнике ротора на повышенных частотах (свыше 50-60 Гц). Рекомендуется использовать преобразователи с синус-фильтрами или dU/dt-фильтрами для снижения гармонических искажений и перенапряжений на обмотках.

Как расшифровать условное обозначение, например, МТН 225 M6 950 об/мин?

• МТН: Серия двигателя (Модернизированный, Трехфазный, с короткозамкнутым ротором, в защищенном исполнении).
• 225: Высота оси вращения в мм (габарит). 225 мм соответствует примерно 37 кВт для 16 полюсов.
• M6: Установочный размер по длине станины (M — средняя длина, цифра — вариант).
• 950 об/мин: Синхронная частота вращения.

Что делать, если измеренное сопротивление изоляции обмоток ниже нормы?

Снижение сопротивления изоляции указывает на ее увлажнение или старение. Первичная мера — сушка двигателя. Для этого применяют внешний нагрев (термокамеры, тепловые пушки) или метод пропускания пониженного тока через обмотки (метод «потерь в меди»). После сушки сопротивление изоляции должно восстановиться. Если этого не происходит, необходима диагностика (замер тангенса угла диэлектрических потерь, высоковольтные испытания) и, вероятно, перемотка статора.

Как правильно выбрать схему подключения обмоток («звезда» или «треугольник») для двигателя МТН?

Схема подключения определяется номинальным напряжением двигателя, указанным на его шильдике. Если указано напряжение 380/660В, то для сети 380В обмотки должны быть соединены в «треугольник». Если указано 220/380В (для старых моделей), то для сети 380В — в «звезду». Неправильное соединение приводит к недопустимому перегреву или потере мощности. Для современных двигателей, рассчитанных на сеть 380В 50 Гц, стандартным является соединение в «треугольник» или указание одного напряжения (например, 400В Δ).

Каков типовой срок службы двигателя МТН и от чего он зависит?

Расчетный срок службы двигателей МТН при соблюдении условий эксплуатации и регламента ТО составляет 15-20 лет. Критически на ресурс влияют: температура перегрева обмоток (превышение на 10°C сверх допустимого для класса изоляции сокращает срок службы в 2 раза), вибрация (приводит к разрушению подшипников и ослаблению креплений), частота пусков (особенно для мощных двигателей), качество питающего напряжения (несимметрия, отклонение по частоте).