Электродвигатели асинхронные 1250 об/мин
Электродвигатели асинхронные с синхронной частотой вращения 1250 об/мин: конструкция, параметры и сфера применения
Асинхронные электродвигатели с синхронной частотой вращения 1250 об/мин представляют собой электромеханические преобразователи, работающие на принципе вращающегося магнитного поля. Ключевая особенность данной модификации — синхронная скорость магнитного поля статора, равная 1250 оборотов в минуту, что соответствует 8 полюсам в обмотке при стандартной промышленной частоте питающей сети 50 Гц. Реальная (асинхронная) скорость вращения вала под нагрузкой составляет примерно 1180-1230 об/мин, определяясь величиной номинального скольжения (обычно 2-6%). Данные двигатели относятся к тихоходным и высокомоментным, занимая нишу между более распространенными модификациями на 1000 об/мин (6 полюсов) и 750 об/мин (8 полюсов при 50 Гц).
Принцип действия и конструктивные особенности
При подаче трехфазного напряжения на обмотку статора создается вращающееся магнитное поле. Его скорость (nс) определяется по формуле: nс = (60 f) / p, где f — частота сети (Гц), p — число пар полюсов. Для достижения 1250 об/мин: p = (60 50) / 1250 = 2.4. Поскольку число пар полюсов должно быть целым, значение 1250 об/мин является условным и достигается при нестандартном числе полюсов или, чаще, при питании от частотного преобразователя (ЧП). В традиционном исполнении для сети 50 Гц двигатель на 1250 об/мин — это, как правило, 8-полюсная машина (p=4, nс=750 об/мин), работающая через ЧПУ с заданной выходной частотой, или двигатель, спроектированный для сети 60 Гц (где 8-полюсная конструкция дает 900 об/мин). В профессиональной среде под маркировкой «1250 об/мин» обычно понимают двигатель, чья номинальная рабочая точка при питании от преобразователя частоты установлена на этом значении.
Конструктивно двигатель включает:
- Статор: Состоит из корпуса, сердечника из электротехнической стали и трехфазной распределенной обмотки. Увеличенное число полюсов требует более сложной укладки обмотки.
- Ротор: Чаще всего короткозамкнутый типа «беличья клетка» (АИР). Для специальных применений может использоваться фазный ротор (АИР).
- Вал, подшипниковые щиты, система вентиляции: Исполнение может быть защищенным (IP54, IP55) или закрытым обдуваемым (IP23). Из-за низкой скорости вентиляция требует внимательного расчета.
- Насосное оборудование: Крупные поршневые, шестеренные и центробежные насосы высокого давления.
- Вентиляторное оборудование: Радиальные вентиляторы высокого давления, дымососы.
- Компрессорная техника: Винтовые и поршневые компрессоры.
- Конвейеры и транспортеры: Наклонные и тяжелонагруженные ленточные конвейеры, скребковые транспортеры.
- Дробильное и мельничное оборудование: Щековые и конусные дробилки, шаровые мельницы (часто через частотный преобразователь).
- Смесители и мешалки: Для вязких сред в химической и пищевой промышленности.
- Частотные преобразователи (ЧП): Наиболее современный и эффективный способ. Позволяет плавно разогнать двигатель, регулировать скорость в широком диапазоне, поддерживать заданный момент.
- Устройства плавного пуска (УПП): Ограничивают пусковой ток и момент, обеспечивая плавный разгон.
- Пуск переключением «звезда-треугольник»: Применим для двигателей, обмотки которых рассчитаны на работу в сети 380В в схеме «треугольник». Снижает пусковой ток в 2-3 раза.
- Виброакустических параметров: Уровень вибрации не должен превышать нормы по ГОСТ ИСО 10816.
- Температуры: Нагревостойкость изоляции класса F (155°C) или B (130°C). Рабочая температура не должна превышать 90°C на корпусе.
- Состояния изоляции обмоток: Сопротивление изоляции мегомметром (не менее 1 МОм на 1 кВ напряжения).
- Подшипникового узла: Плановую замену смазки (тип и периодичность указаны в паспорте).
- 1000), где ρ — плотность жидкости (кг/м³), g — ускорение свободного падения, Q — производительность (м³/с), H — напор (м), ηнас — КПД насоса, ηпер — КПД передачи (прямой привод =1). Полученное значение умножается на коэффициент запаса (обычно 1.1-1.2). Кривая мощности центробежной машины пропорциональна кубу скорости, поэтому снижение скорости со 1500 до 1250 об/мин при прочих равных снизит требуемую мощность двигателя примерно в (1500/1250)³ ≈ 1.73 раза.
Основные технические характеристики и параметры
Двигатели данного типа характеризуются повышенным пусковым и номинальным моментом при относительно низкой скорости. Это определяет их применение для привода механизмов, требующих высокого усилия.
| Мощность, кВт | Номинальный ток, А (прибл.) | КПД, η, % | Коэффициент мощности, cos φ | Пусковой момент, % от ном. | Максимальный момент, % от ном. |
|---|---|---|---|---|---|
| 7.5 | 17.5 | 87.5 | 0.78 | 150 | 250 |
| 15 | 32 | 89.5 | 0.81 | 140 | 240 |
| 30 | 60 | 91.5 | 0.84 | 130 | 230 |
| 55 | 105 | 92.8 | 0.86 | 120 | 220 |
| 90 | 167 | 94.0 | 0.88 | 110 | 210 |
Сфера применения и выбор приводного механизма
Двигатели с номинальной скоростью в районе 1250 об/мин находят применение в тех случаях, когда требуется компромисс между скоростью и моментом, а также для согласования с оптимальными оборотами рабочего органа без использования редуктора или с редуктором меньшего передаточного числа.
Управление и пуск
Прямой пуск от сети возможен для двигателей небольшой и средней мощности, но сопровождается значительными пусковыми токами (в 5-7 раз выше номинального). Для снижения негативного воздействия на сеть и механическую часть применяют:
Вопросы монтажа, эксплуатации и обслуживания
Монтаж должен производиться на ровное, жесткое основание с точной центровкой с приводным механизмом. Несоосность более 0.05 мм приводит к повышенной вибрации и износу подшипников. Обслуживание включает регулярный контроль:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Почему в каталогах для сети 50 Гц часто нет двигателей именно на 1250 об/мин?
Для сети 50 Гц стандартные синхронные скорости при целых числах пар полюсов: 3000 (2 полюса), 1500 (4 полюса), 1000 (6 полюсов), 750 (8 полюсов) об/мин. Скорость 1250 об/мин не является стандартной для питания напрямую от сети 50 Гц. Она достигается либо использованием двигателя на 1500 об/мин с частотным преобразователем, понижающим выходную частоту, либо применением двигателя, изначально рассчитанного на работу от ЧП в этой конкретной точке.
2. Как правильно подобрать частотный преобразователь для такого двигателя?
Номинальный ток ЧП должен быть не менее номинального тока двигателя с запасом 10-15%. Мощность ЧП должна соответствовать или быть на одну ступень выше мощности двигателя. Для поддержания момента на низких скоростях необходим ЧП с векторным управлением и возможностью работы с постоянным моментом в широком диапазоне частот (обычно 3-50 Гц или 5-100 Гц). Важно правильно настроить параметры номинального тока, напряжения, скорости и коэффициента перегрузки.
3. Каковы преимущества и недостатки двигателя на 1250 об/мин по сравнению с двигателем на 1500 об/мин с редуктором?
Преимущества: Более простая кинематическая схема (отсутствие редуктора), повышенная надежность за счет меньшего числа компонентов, отсутствие потерь в редукторе, более высокий КПД системы, снижение шума.
Недостатки: Сам двигатель на низкую скорость при той же мощности имеет большие габариты, массу и, как правило, более высокую стоимость. Его сложнее транспортировать и монтировать. Для нестандартных скоростей почти обязателен ЧП, что увеличивает капитальные затраты.
4. Как определить необходимую мощность двигателя для центробежного насоса, работающего на 1250 об/мин?
Мощность (P, кВт) рассчитывается по формуле: P = (ρ g Q H) / (ηнас ηпер
5. Какие классы изоляции и климатического исполнения наиболее распространены?
Современные двигатели выпускаются преимущественно с классом изоляции F, что позволяет работать при температуре до 155°C, но с рабочим перегревом по классу B (80K) для увеличения ресурса. Климатическое исполнение: У2, У3 для умеренного климата, ХЛ2 для холодного. Степень защиты: IP54 (защита от брызг и пыли) — промышленный стандарт, IP55 — для условий повышенной влажности или наружной установки.
Заключение
Асинхронные электродвигатели с рабочей скоростью 1250 об/мин являются специализированным, но важным сегментом приводной техники. Их применение экономически и технически обосновано в механизмах, требующих высокого крутящего момента при средней скорости вращения. Современные тенденции указывают на их неразрывную связь с системами частотного регулирования, что позволяет оптимально настраивать привод под конкретный технологический процесс. При выборе и эксплуатации таких двигателей критически важно учитывать их нестандартные скоростные характеристики, особенности пуска и необходимость точного согласования с параметрами питающей сети и рабочей машины.