Электродвигатели 735 об/мин

Электродвигатели с синхронной частотой вращения 735 об/мин: конструкция, применение и особенности выбора

Электродвигатели с частотой вращения 735 об/мин представляют собой асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, работающие в сети переменного тока частотой 50 Гц. Данная скорость является реальной (асинхронной) скоростью для двигателей, синхронная скорость которых составляет 750 об/мин. Разница в 15 об/мин обусловлена явлением скольжения – фундаментальным свойством асинхронных двигателей, необходимым для создания вращающего момента. Таким образом, двигатели 735 об/мин – это, по сути, стандартные двигатели с синхронной частотой 750 об/мин, работающие под нагрузкой в номинальном режиме.

Принцип формирования скорости и скольжение

Синхронная скорость вращения магнитного поля статора (n₁) определяется частотой сети (f) и числом пар полюсов (p): n₁ = 60f / p. Для сети 50 Гц двигатель с 8 полюсами (p=4) имеет синхронную скорость: 60 50 / 4 = 750 об/мин. Реальная скорость ротора (n₂) всегда меньше синхронной. Относительная разница, выраженная в процентах, называется номинальным скольжением (s): s = ((n₁ — n₂) / n₁) 100%. Для скорости 735 об/мин скольжение составляет ((750-735)/750)*100% = 2%. Это значение является типичным для большинства общепромышленных двигателей средней и большой мощности.

Конструктивные особенности и типы исполнения

Двигатели на 735 об/мин, как правило, относятся к мощностям от 5 кВт и выше. Их конструкция оптимизирована для работы на низких скоростях, что накладывает определенные особенности:

• Число полюсов: 8-полюсная конструкция. Большее количество полюсов требует увеличения габаритов активных материалов (стали и меди).
• Корпус и охлаждение: Чаще всего это двигатели серий АИР, IM 1001 (лапы) или IM 3001 (лапы с фланцем) по ГОСТ/МЭК. Из-за низкой скорости собственное воздушное охлаждение ротора менее эффективно, поэтому применяются наружные вентиляторы с кожухом (исполнение IC 411).
• Пусковые характеристики: Обладают высоким пусковым моментом (обычно 1.2-1.8 от номинального) и умеренным пусковым током (5-7 от номинального). Это делает их подходящими для тяжелых пусковых условий.
• КПД и cos φ: Для современных двигателей серий АИРС, АИРМ, IE2, IE3 характерен высокий КПД (до 94-95% для мощностей свыше 30 кВт). Коэффициент мощности (cos φ) для 8-полюсных машин обычно ниже, чем у 2- или 4-полюсных, и находится в диапазоне 0.80-0.88.

Сферы применения

Низкая скорость вращения и высокий момент определяют основные области использования 8-полюсных двигателей 735 об/мин:

• Насосное оборудование: Поршневые, шестеренные, винтовые насосы, где требуется точное соответствие скорости и высокий момент.
• Вентиляторное оборудование: Радиальные вентиляторы высокого давления, дымососы, где мощность вентилятора пропорциональна кубу скорости, а снижение скорости критически важно для управления производительностью.
• Компрессорная техника: Поршневые и винтовые компрессоры.
• Конвейеры и транспортеры: Низкоскоростные ленточные и цепные конвейеры, особенно для тяжелых грузов.
• Приводы мешалок и смесителей: В химической, пищевой и фармацевтической промышленности.
• Крановое и подъемное оборудование: Механизмы передвижения тележек и подъема грузов.

Выбор двигателя и сопряжение с механизмом

Подбор двигателя 735 об/мин требует анализа нескольких ключевых параметров, представленных в таблице для примерного ряда мощностей (напряжение 400В, 50 Гц, степень защиты IP55, класс изоляции F).

Примерные параметры асинхронных электродвигателей 735 об/мин (8 полюсов)

Мощность, кВт	Типоразмер (высота оси вращения), мм	Номинальный ток, А (при 400В)	КПД (IE3), %	cos φ	Пусковой момент / Мном	Масса, кг (прибл.)
7.5	160	16.5	90.5	0.80	1.6	110
15	180	30.5	92.5	0.83	1.5	165
30	200	58.0	94.0	0.86	1.4	280
55	250	102	95.0	0.87	1.3	480
90	280	164	95.5	0.88	1.2	720

При выборе необходимо учитывать:

• Режим работы (S1-S10 по ГОСТ/МЭК): Для постоянной работы подходит S1, для периодической – S3-S6.
• Климатическое исполнение и категория размещения: У1 для умеренного климата, УХЛ1 для холодного, Т1 для тропического.
• Способ монтажа: IM 1081 (на лапах), IM 2081 (фланец на лапах), IM 3681 (двойной фланец).
• Необходимость дополнительного оборудования: Тормоз (электромагнитный или механический), датчик температуры (PTC или PT100), коробка выводов повышенной защиты.

Управление и регулирование скорости

Стандартные асинхронные двигатели 735 об/мин не предназначены для регулирования скорости путем изменения напряжения питания. Эффективное и широкое регулирование скорости возможно только с применением частотного преобразователя (ЧП, инвертора). При этом необходимо учитывать:

• Снижение момента на низких частотах из-за падения напряжения на сопротивлении статора (требуется коррекция по току/напряжению).
• Необходимость принудительного охлаждения при длительной работе на скорости ниже 20-30% от номинальной, так как собственный вентилятор двигателя становится неэффективным.
• Возможность возникновения механического резонанса на определенных частотах, что требует настройки «запрещенных» зон в ЧП.
• Для получения точной скорости 735 об/мин в номинальном режиме, частотный преобразователь должен быть настроен на выходную частоту 50 Гц.

Техническое обслуживание и диагностика

Эксплуатация двигателей 735 об/мин требует планового контроля:

• Вибрация: Допустимые значения вибрации для данного типоразмера регламентируются ГОСТ ИСО 10816. Для двигателей на жестком основании обычно не более 2.8 мм/с.
• Температура: Контроль температуры подшипников и обмоток. Превышение температуры обмоток сверх класса изоляции (для класса F – 155°C) сокращает срок службы.
• Ток нагрузки: Регулярное измерение рабочих токов по фазам для выявления перегрузки или дисбаланса.
• Состояние изоляции: Измерение сопротивления изоляции мегомметром (не менее 1 МОм для напряжений до 1000В).
• Подшипниковый узел: Смазка подшипников качения в соответствии с регламентом производителя (тип и объем смазки).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двигатель 735 об/мин от двигателя 750 об/мин?

Это один и тот же двигатель. 750 об/мин – это синхронная скорость магнитного поля. 735 об/мин – это реальная (асинхронная) скорость вала при номинальной нагрузке с учетом скольжения (~2%). В каталогах и на шильдиках обычно указывают именно асинхронную скорость (например, 735, 1470, 2940 об/мин).

Можно ли получить точную скорость 735 об/мин без скольжения?

Нет, для асинхронного двигателя скольжение является необходимым условием для создания вращающего момента. Точное поддержание скорости 735 об/мин возможно только под номинальной нагрузкой. При изменении нагрузки скорость будет незначительно меняться (например, при холостом ходе она составит около 747-748 об/мин). Для точного поддержания скорости независимо от нагрузки требуется система замкнутого контура с датчиком обратной связи (энкодером) и частотным преобразователем.

Как подобрать частотный преобразователь для двигателя 735 об/мин?

Номинальный ток ЧП должен быть не менее номинального тока двигателя (с учетом перегрузочной способности, если требуется). Мощность ЧП рекомендуется выбирать равной или на одну ступень выше мощности двигателя. Обязательно необходимо настроить параметры номинального тока, напряжения, частоты (50 Гц) и скорости (735 об/мин) двигателя в меню ЧП. Для длительной работы на низких оборотах требуется отдельный вентилятор охлаждения двигателя.

Почему двигатель на 735 об/мин тяжелее и дороже, чем двигатель той же мощности на 2940 об/мин?

Для создания той же мощности на низкой скорости требуется больший вращающий момент (M = P / ω). Больший момент создается за счет увеличения магнитного потока и/или силы тока, что требует большего количества активных материалов – меди в обмотках и стали в магнитопроводе. Это увеличивает габариты, массу и стоимость двигателя.

Каковы типичные неисправности и их признаки у 8-полюсных двигателей?

• Перегрев подшипников: Неправильная смазка, перетяжка или износ. Признак – повышенный шум и температура в подшипниковых щитах.
• Обрыв или межвитковое замыкание в обмотке: Дисбаланс фазных токов, потеря мощности, сильный нагрев одной из фаз.
• Ослабление крепления: Повышенная вибрация, особенно на частоте, кратной скорости вращения.
• Загрязнение системы охлаждения: Перекрытие вентиляционных каналов, приводящее к равномерному перегреву корпуса.

Как правильно выполнить центровку вала двигателя 735 об/мин с редуктором?

Центровка должна выполняться с высокой точностью (допустимое радиальное смещение обычно не более 0.05-0.08 мм) с использованием лазерного или индикаторного центровочного оборудования. Особое внимание уделяется соосности и угловому смещению. Низкоскоростные двигатели передают высокий момент, поэтому некачественная центровка приводит к быстрому износу упругих муфт, разрушению подшипников и валов.