Электродвигатели 10 кВт 750 об/мин
Электродвигатели 10 кВт 750 об/мин: полный технический обзор и сфера применения
Электродвигатели мощностью 10 кВт с синхронной частотой вращения 750 об/мин (номинальная скорость при нагрузке ~730-735 об/мин) представляют собой асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, относящиеся к тихоходным силовым агрегатам. Они занимают особую нишу в промышленном приводе, где требуется высокий вращающий момент при относительно низкой скорости без использования редуктора или с применением редуктора с меньшим передаточным числом. Данные двигатели изготавливаются в соответствии с сериями ГОСТ (например, АИР, 5АМ, 7АVER) и международными стандартами (IEC).
Конструктивные особенности и технические характеристики
Двигатели 10 кВт 750 об/мин являются низкооборотными, что напрямую влияет на их конструкцию. Для достижения такой скорости при стандартной частоте сети 50 Гц двигатель выполняется с большим числом полюсов. Конкретно, для 750 об/мин (синхронная скорость) требуется 8 полюсов (8р). Это увеличивает габариты и массу двигателя по сравнению с высокооборотными моделями той же мощности.
Основные технические параметры типового двигателя 10 кВт, 750 об/мин (на примере серии АИР):
- Номинальная мощность (PN): 10 кВт
- Синхронная частота вращения (ns): 750 об/мин
- Номинальная частота вращения (nN): ~730-735 об/мин
- Номинальный ток при 380В (~IN): ~21-22 А (зависит от КПД и cos φ)
- КПД (η): 88.5% — 90.5% (класс IE2/IE3)
- Коэффициент мощности (cos φ): 0.80 — 0.82
- Пусковой ток (Ia/IN): 6.0 — 7.0
- Пусковой момент (Ma/MN): 1.6 — 1.8
- Максимальный момент (Mmax/MN): 2.0 — 2.4
- Уровень шума: 68-75 дБА
- Степень защиты: Стандартно IP54, возможны IP55, IP56
- Класс изоляции: F (нагрев до 155°C, с запасом работает по классу B — 130°C)
- Масса: ~150-180 кг (зависит от габарита и исполнения)
- Прямой привод без редуктора: Медленно вращающиеся барабаны, мешалки, большие вентиляторы осевого типа с низким напором.
- Привод через редуктор с высоким передаточным числом: Конвейеры тяжелых грузов, ленточные транспортеры, элеваторы, шнековые питатели. Использование тихоходного двигателя позволяет применять более компактный и дешевый редуктор.
- Насосное оборудование: Винтовые (шнековые) насосы, поршневые насосы, где скорость вращения напрямую связана с производительностью.
- Оборудование для переработки: Дробилки, измельчители, миксеры для тяжелых смесей, где критичен высокий пусковой момент.
- Подъемно-транспортное оборудование: Лебедки, крановые механизмы передвижения тележек.
- Режим работы (S1-S10): Для постоянной работы под нагрузкой подходит режим S1. Для повторно-кратковременных режимов (краны, лебедки) необходим расчет по ПВ% (продолжительности включения).
- Климатическое исполнение и категория размещения: У3 для умеренного климата в закрытых помещениях, У1 для наружной установки, ХЛ для холодного климата.
- Способ монтажа (IM): Наиболее распространено исполнение IM 1081 (лапы с цилиндрическим валом) или IM 2081 (лапы с фланцем на станине).
- Класс энергоэффективности: Согласно ТР ТС 004/2011 и 020/2011, обязателен класс не ниже IE2. Рекомендуется выбирать IE3 для экономии электроэнергии.
- Пускатели со схемой «звезда-треугольник» (только для двигателей, обмотки которых рассчитаны на номинальное напряжение 660/380В).
- Устройства плавного пуска (софтстартеры).
- Частотные преобразователи (ЧП), которые также позволяют регулировать скорость в широком диапазоне, что особенно актуально для насосов и вентиляторов.
- Контроль вибрации на подшипниковых узлах. Для данного типоразмера допустимая вибрация по скорости обычно не должна превышать 2.8-4.5 мм/с.
- Контроль температуры. Перегрев выше 90°C на корпусе свидетельствует о проблемах (перегруз, плохое охлаждение, дефект подшипников).
- Измерение сопротивления изоляции мегаомметром (не менее 1 МОм для напряжений до 660В).
- Периодическая замена смазки в подшипниках качения (тип и периодичность указаны в паспорте).
- Снижение охлаждения собственного вентилятора двигателя на низкой скорости.
- Возможность работы в режиме постоянного момента только при условии, что двигатель и ЧП правильно скомпенсируют снижение напряжения на низких частотах.
- Номинальный момент двигателя 1500 об/мин меньше, чем у двигателя 750 об/мин. Поэтому для получения того же момента на валу может потребоваться двигатель большей мощности.
Габаритные размеры и присоединительные размеры
Двигатель 10 кВт 750 об/мин обычно соответствует габариту по ГОСТ 2479 (или IEC) — 200L. Это означает высоту оси вращения 200 мм. Конкретные размеры варьируются между производителями.
| Обозначение | Описание | Примерное значение, мм |
|---|---|---|
| H | Высота оси вращения | 200 |
| L | Длина двигателя (с учетом щитов) | 700-800 |
| B | Ширина (межосевое расстояние лап) | 457 |
| H | Высота от лап до центра вала | 200 |
| d1 | Диаметр вала | 60 |
| l1 | Длина цилиндрической части вала | 140 |
| h | Высота от опорной поверхности лап до центра вала | 200 |
| b1 | Ширина лапы | ~14-16 |
Сравнение с двигателями других скоростей на ту же мощность
| Параметр | 10 кВт, 3000 об/мин (2р) | 10 кВт, 1500 об/мин (4р) | 10 кВт, 750 об/мин (8р) | 10 кВт, 1000 об/мин (6р) |
|---|---|---|---|---|
| Габарит (примерный) | 160M | 180M | 200L | 180L/200L |
| Масса, кг | 100-120 | 120-140 | 150-180 | 130-160 |
| Номинальный момент, Нм | ~32 | ~64 | ~130 | ~95 |
| Пусковой момент, Нм | ~51-58 | ~102-115 | ~208-234 | ~152-171 |
| КПД | Выше (90-92%) | Высокий (90.5-91.5%) | Немного ниже (88.5-90.5%) | Средний (89.5-91%) |
| Cos φ | Ниже (0.86-0.88) | Высокий (0.83-0.85) | Ниже (0.80-0.82) | Средний (0.81-0.83) |
Основные сферы применения
Низкая скорость и высокий момент делают двигатели 10 кВт 750 об/мин идеальными для приводов, где требуется:
Выбор, монтаж и эксплуатация
При выборе двигателя 10 кВт 750 об/мин необходимо учитывать:
Пуск и управление: Из-за высокого пускового тока (~130-150А) прямой пуск (DOL) возможен только при достаточной мощности сети. Для снижения пусковых токов и плавного разгона применяют:
Техническое обслуживание и диагностика
Регламентное ТО включает:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем принципиально отличается двигатель 750 об/мин от двигателя 1500 об/мин на ту же мощность 10 кВт?
Главное отличие — в номинальном вращающем моменте. У двигателя 750 об/мин момент примерно в два раза выше (~130 Нм против ~64 Нм). Это достигается за счет увеличения числа полюсов, что ведет к увеличению габаритов, массы и несколько снижает КПД и cos φ. Такой двигатель изначально предназначен для приводов, требующих большого усилия на низкой скорости.
Можно ли получить скорость 750 об/мин от двигателя 1500 об/мин с помощью частотного преобразователя?
Да, можно. Частотный преобразователь, понижая выходную частоту с 50 Гц до 25 Гц, обеспечит синхронную скорость 750 об/мин для 4-полюсного двигателя (1500 об/мин при 50 Гц). Однако при этом необходимо учитывать:
Прямое использование 8-полюсного двигателя часто оказывается более надежным и эффективным решением для постоянной работы на низких оборотах.
Какой пусковой момент у данного двигателя и как его увеличить при необходимости?
Пусковой момент составляет 1.6-1.8 от номинального, т.е. примерно 208-234 Нм. Для его увеличения можно выбрать двигатель с повышенным пусковым моментом (серии с буквой «С» или «H» в старых обозначениях, либо специальное исполнение у производителя). Также эффективно применение частотного преобразователя с функцией увеличения начального момента за счет boost-тока.
Какие подшипники typically используются в двигателях этого типоразмера и как часто их нужно смазывать?
На валу со стороны привода (DE) обычно устанавливается подшипник качения среднего ряда, например, 6312 или 6313. Со стороны противопривода (NDE) — тот же или меньшей грузоподъемности. Для двигателей с горизонтальным валом стандартной конструкции интервал пополнения смазки составляет примерно 4000-5000 часов работы. Тип смазки — консистентная, например, Liolit EP-2. Точные данные указаны в паспорте двигателя.
Как правильно подобрать тепловую защиту (тепловое реле) для двигателя 10 кВт 750 об/мин?
Номинальный ток двигателя указан на шильдике. Для типового двигателя ~21.5А при 380В. Тепловое реле (например, РТЛ или в составе пускателя ПМЛ) выбирается с диапазоном регулирования, включающим это значение. Уставка выставляется на номинальный ток или на 5-10% выше, с учетом реальных условий эксплуатации. Для защиты от обрыва фазы обязательна установка реле с функцией «однофазного» торможения.
Почему реальная скорость при нагрузке (~730 об/мин) меньше синхронной (750 об/мин)?
Это фундаментальный принцип работы асинхронного двигателя. Вращающееся магнитное поле статора (синхронная скорость) увлекает за собой ротор. Для создания момента необходимо скольжение (s) — отставание ротора от поля. При номинальной нагрузке скольжение составляет 2-3%. Отсюда: n = ns (1 — s) = 750 (1 — 0.027) ≈ 730 об/мин. Большее скольжение указывает на перегрузку.