Электродвигатели 17 кВт 750 об/мин

Электродвигатели 17 кВт 750 об/мин: технические характеристики, сферы применения и особенности выбора

Электродвигатели мощностью 17 кВт с частотой вращения 750 об/мин представляют собой асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, относящиеся к тихоходному сегменту. Номинальная синхронная скорость вращения магнитного поля статора для таких двигателей составляет 750 оборотов в минуту, что соответствует 8 полюсам (4 пары полюсов) при стандартной промышленной частоте питающей сети 50 Гц. Данные двигатели находят широкое применение в приводах механизмов, требующих высокого крутящего момента при относительно низкой скорости вращения выходного вала.

Конструктивные особенности и типы исполнения

Электродвигатели 17 кВт 750 об/мин производятся в соответствии с сериями, такими как АИР, 5АМ, АД и другими, соответствующими ГОСТ и МЭК. Основные конструктивные исполнения по способу монтажа (по ГОСТ 2479):

• IM 1081 – на лапах с двумя подшипниковыми щитами, с одним цилиндрическим концом вала.
• IM 2081 – на лапах с фланцем на подшипниковом щите (комбинированное крепление).
• IM 3081 – с фланцевым креплением (фланец на станине).
• IM 3381/IM 3681 – вертикальное исполнение с фланцем или без.

По степени защиты от воздействия окружающей среды наиболее распространены исполнения IP54 (защита от пыли и брызг воды) и IP55 (защита от струй воды). Для взрывоопасных сред применяются двигатели во взрывозащищенном исполнении, например, Ex d, Ex de, Ex nA.

По способу охлаждения преобладает конструкция с самовентиляцией (IC 411) – на валу двигателя установлен вентилятор, обдувающий наружную оребренную поверхность станины. Для специальных применений возможно исполнение с принудительным охлаждением (IC 416).

Детальные технические параметры

Номинальные параметры двигателя 17 кВт, 750 об/мин при питании от сети 380В, 50 Гц:

• Номинальная мощность (P_N): 17 кВт.
• Синхронная частота вращения (n_s): 750 об/мин.
• Номинальное скольжение (s): Около 1.3-2.7%, что соответствует фактической рабочей скорости примерно 730-740 об/мин.
• Номинальный ток (I_N): В зависимости от КПД и cos φ, обычно в диапазоне 33-36 А при соединении обмоток «звездой».
• КПД (η): Для двигателей серии АИР/АД с высотой оси вращения 160-180 мм, КПД обычно составляет 90.5-92.0% (класс IE2). Двигатели класса IE3 имеют КПД порядка 91.5-92.7%.
• Коэффициент мощности (cos φ): 0.80-0.84.
• Пусковой ток (I_a/I_N): Кратность пускового тока обычно находится в пределах 6.0-7.5 от номинального.
• Пусковой момент (M_a/M_N): Кратность пускового момента – 1.4-1.8.
• Максимальный момент (M_max/M_N): Кратность максимального (критического) момента – 2.2-2.6.
• Масса: В зависимости от исполнения, 190-250 кг.

Механическая характеристика и момент

Номинальный вращающий момент на валу двигателя рассчитывается по формуле: M_N = 9550

• P_N / n_N, где P_N – мощность в кВт, n_N – частота вращения в об/мин.

Для двигателя 17 кВт при 740 об/мин: M_N ≈ 9550

• 17 / 740 ≈ 219 Н·м.

Высокий пусковой и максимальный момент, характерный для много-полюсных двигателей, делает их оптимальными для тяжелых условий пуска.

Сравнительная таблица характеристик для разных классов энергоэффективности (17 кВт, 750 об/мин)

Параметр	Класс IE1 (Стандартный)	Класс IE2 (Повышенный)	Класс IE3 (Высокий)
КПД, η, %	89.5 — 90.5	90.5 — 92.0	91.5 — 92.7
Номинальный ток, IN, А (~380В)	~35.5 — 36.5	~34.0 — 35.5	~33.5 — 34.5
cos φ	0.79 — 0.81	0.80 — 0.83	0.82 — 0.84
Приблизительные потери, кВт	~1.77 — 1.86	~1.49 — 1.67	~1.33 — 1.49
Стоимость и окупаемость	Базовая	Выше на 15-25%	Выше на 25-40%

Области применения

Двигатели 17 кВт 750 об/мин используются в приводах, где необходима низкая скорость и высокий момент:

• Насосное оборудование: Поршневые и винтовые насосы, мощные циркуляционные и питательные насосы.
• Вентиляционное оборудование: Радиальные вентиляторы высокого давления, дымососы.
• Подъемно-транспортное оборудование: Лебедки, крановые механизмы передвижения, конвейеры с прямым приводом.
• Дробильное и мельничное оборудование: Щековые и конусные дробилки, шаровые мельницы.
• Смесители и мешалки: Для тяжелых, вязких сред в химической и пищевой промышленности.
• Компрессорное оборудование: Винтовые и поршневые компрессоры.

Выбор и особенности подключения

При выборе двигателя необходимо учитывать:

• Режим работы (S1-S10): Для двигателя 17 кВт 750 об/мин наиболее типичен продолжительный режим S1. Для переменных или повторно-кратковременных режимов необходим проверка по тепловому эквиваленту.
• Климатическое исполнение и категория размещения: У3 для умеренного климата, У1 для наружной установки, ХЛ для холодного климата.
• Способ пуска: Прямой пуск возможен при достаточной мощности сети (кратковременный провал напряжения не должен влиять на другие потребители). При ограничениях по току применяют пуск «звезда-треугольник», частотные преобразователи (ЧП) или устройства плавного пуска (УПП).
• Защита: Обязательна установка автоматического выключателя с характеристикой отключения, соответствующей пусковым токам, и теплового реле или цифрового модуля защиты двигателя, настроенного на номинальный ток конкретного двигателя.

Эксплуатация и техническое обслуживание

Регламентные работы включают:

• Контроль вибрации. Допустимый уровень вибрации для данного типоразмера обычно не превышает 2.8 мм/с по ГОСТ ISO 10816-1.
• Контроль температуры подшипников. Превышение температуры окружающей среды более чем на 45-50°C может указывать на неисправность.
• Периодическая замена смазки в подшипниковых узлах (через 4000-10000 часов работы).
• Проверка состояния изоляции обмоток мегомметром (сопротивление изоляции не менее 1 МОм на 1 кВ номинального напряжения).
• Очистка наружных поверхностей и вентиляционных каналов от загрязнений.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Какой фактической частоты вращения следует ожидать у двигателя 750 об/мин?

Фактическая частота вращения при номинальной нагрузке будет ниже синхронной на величину скольжения. Для двигателя 17 кВт при полной нагрузке она обычно составляет 730-740 об/мин. Точное значение указано на заводской табличке двигателя.

2. Можно ли использовать этот двигатель с частотным преобразователем?

Да, большинство современных двигателей серии АИР/АД пригодны для работы с ЧП. Для длительной работы на низких скоростях (менее 15-20 Гц) может потребоваться независимое вентиляторное охлаждение (IC 416). При использовании с ЧП рекомендуется выполнять симметрирование подшипниковых токов установкой изолированных подшипников или токосъемных щеток.

3. Как правильно подобрать кабель для подключения?

Сечение кабеля выбирается по номинальному току с учетом условий прокладки. Для двигателя 17 кВт (I_N ≈ 34А) при прокладке в воздухе подойдет медный кабель сечением 6 мм² (допустимый ток ≈ 40А). Для прокладки в земле или группе может потребоваться сечение 10 мм². Обязательно выполняется проверка по потере напряжения и условиям пуска.

4. Каковы основные причины выхода из строя таких двигателей?

• Перегруз по току из-за механических неисправностей агрегата или заклинивания.
• Межвитковое замыкание в обмотке статора из-за старения изоляции, перегрева или некачественного пуска.
• Износ подшипников качения из-за отсутствия смазки, перекоса, вибрации.
• Повреждение изоляции из-за попадания влаги или агрессивных сред.

5. В чем ключевое отличие двигателя 750 об/мин от более скоростных (например, 1500 об/мин) той же мощности?

Двигатель 750 об/мин имеет большие габариты и массу, более высокий номинальный момент (примерно в 2 раза выше, чем у двигателя 1500 об/мин на 17 кВт), но меньший КПД на 1-2 процентных пункта. Он конструктивно сложнее из-за большего числа полюсов и катушек в обмотке статора. Его применение диктуется не электрическими, а механическими требованиями приводимого агрегата.

Заключение

Электродвигатель мощностью 17 кВт с синхронной частотой вращения 750 об/мин является специализированным решением для низкоскоростных приводов с высоким моментом. Его выбор требует тщательного анализа режима работы, условий окружающей среды и параметров питающей сети. Современные тенденции направлены на повышение энергоэффективности (классы IE3, IE4) и интеграцию с системами частотного регулирования, что позволяет оптимизировать энергопотребление и динамические характеристики привода в целом. Правильный монтаж, настройка защиты и регулярное техническое обслуживание являются залогом длительного и надежного срока службы данного электротехнического оборудования.