Электродвигатели МТН 5 кВт

Электродвигатели МТН 5 кВт: технические характеристики, конструкция и область применения

Электродвигатели серии МТН мощностью 5 кВт представляют собой асинхронные трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором, предназначенные для продолжительного режима работы (S1) в условиях умеренного и тропического климата. Данные двигатели относятся к классу общепромышленных и характеризуются высокой надежностью, ремонтопригодностью и унификацией узлов. Основное исполнение – защищенное (IP23), что подразумевает защиту от попадания внутрь капель воды и твердых тел размером более 12 мм. Двигатели МТН 5 кВт нашли широкое применение в приводах насосов, вентиляторов, компрессоров, станков, конвейеров и другого промышленного оборудования, требующего надежного и неприхотливого силового агрегата.

Конструктивные особенности и устройство

Конструкция двигателя МТН 5 кВт является классической для асинхронных машин. Основные узлы включают:

• Статор: Состоит из корпуса (станины), сердечника из листов электротехнической стали и трехфазной обмотки, уложенной в пазы. Корпус литой, чугунный, с ребрами для улучшения теплоотдачи. На корпусе расположены лапы для крепления и клеммная коробка.
• Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Сердечник ротора также набран из листовой стали и напрессован на вал. Обмотка ротора выполнена из алюминиевых или медных стержней, замкнутых накоротко торцевыми кольцами.
• Вал: Изготовлен из высококачественной стали, имеет конусную или цилиндрическую форму хвостовика для установки рабочего механизма (шкива, полумуфты, зубчатого колеса). Оборудован системой внутренних каналов для циркуляции смазки в подшипниковых узлах.
• Подшипниковые щиты и узлы: Двигатель имеет два подшипниковых щита (передний и задний), в которых установлены шариковые или роликовые подшипники качения. Тип и размер подшипников стандартизированы и зависят от габарита двигателя.
• Вентиляционная система: Исполнение IP23 предполагает самовентиляцию с наружным обдувом. На валу со стороны, противоположной приводу, закреплен вентилятор, закрытый защитным кожухом. Воздушный поток направляется ребрами станины.
• Клеммная коробка: Расположена в верхней части станины. Внутри находится клеммник для подключения питающего кабеля. Обмотка статора может соединяться в «звезду» или «треугольник» в зависимости от напряжения питающей сети.

Основные технические характеристики и параметры

Двигатели МТН 5 кВт выпускались на различные синхронные частоты вращения: 3000, 1500, 1000, 750 об/мин (соответственно, 2, 4, 6, 8 полюсов). Наиболее распространенным и востребованным является исполнение на 1500 об/мин (4 полюса).

Сводная таблица основных параметров двигателей МТН 5 кВт (наиболее распространенные исполнения)

Параметр	МТН 112-6 (1000 об/мин)	МТН 132-4 (1500 об/мин)	МТН 132-2 (3000 об/мин)
Мощность, кВт	5.0	5.0	5.0
Синхронная частота, об/мин	1000	1500	3000
Номинальная частота вращения, об/мин (примерно)	950	1440	2900
Номинальное напряжение, В	380	380	380
Схема соединения обмоток	Δ / Y	Δ / Y	Δ / Y
Номинальный ток, А (при 380В)	12.5 / 7.2	10.7 / 6.2	10.4 / 6.0
Коэффициент мощности, cos φ	0.74	0.84	0.88
КПД, %	84.0	86.5	87.5
Пусковой ток / ном. ток (Iп/Iн)	5.5	6.5	7.0
Пусковой момент / ном. момент (Мп/Мн)	1.3	1.8	1.4
Макс. момент / ном. момент (Мmax/Мн)	2.0	2.2	2.4
Масса, кг (примерно)	85	75	70
Габарит по высоте оси вращения, мм	112	132	132

Климатическое исполнение и условия эксплуатации

Двигатели МТН изготавливались в следующих климатических исполнениях: У (умеренный климат), Т (тропический) и УХЛ (умеренный и холодный). Категория размещения: 1 (на открытом воздухе), 2 (под навесом), 3 (в закрытых помещениях без регулирования климата). Допустимые условия эксплуатации:

• Высота над уровнем моря: до 1000 м.
• Температура окружающей среды: от -40°C до +40°C (для УХЛ и У), от -10°C до +50°C (для Т).
• Относительная влажность воздуха: до 98% при 25°C (для тропического исполнения).
• Режим работы: S1 (продолжительный).

Важным ограничением является недопустимость работы в средах, содержащих взрывоопасные газы, активные химические пары, проводящую пыль в высокой концентрации.

Схемы подключения и пуск

Обмотки статора двигателя МТН 5 кВт имеют шесть выводов (начала и концы трех фаз), что позволяет подключать их по двум основным схемам:

• Схема «Треугольник» (Δ): Применяется для работы от сети 220В (межфазное) в трехфазной сети или, что более актуально, для работы от сети 380В при условии, что двигатель изначально рассчитан на это напряжение для «треугольника». Для стандартных двигателей 380/660В схема «треугольник» используется для нижнего значения напряжения (380В).
• Схема «Звезда» (Y): Применяется для работы от сети 380В (межфазное) для двигателей 220/380В или для работы от 660В для двигателей 380/660В.

Пуск двигателей МТН 5 кВт, как правило, осуществляется прямым включением на полное напряжение сети (Direct-On-Line, DOL). Значение пускового тока в 6-7 раз превышает номинальный, что требует проверки возможности питающей сети и коммутационной аппаратуры. Для снижения пусковых токов и плавного пуска при необходимости могут применяться устройства плавного пуска (УПП) или частотные преобразователи (ЧП).

Техническое обслуживание и ремонт

Плановое техническое обслуживание двигателей МТН включает:

• Ежедневный внешний осмотр: Проверка на отсутствие посторонних шумов, вибраций, перегрева подшипниковых узлов и станины.
• Периодическая очистка: Удаление пыли и грязи с наружных поверхностей и вентиляционных каналов для обеспечения нормального охлаждения.
• Контроль и замена смазки в подшипниках: Регламентная замена смазки проводится каждые 4000-5000 часов работы. Используется консистентная смазка типа ЦИАТИМ-221, ЛИТОЛ-24 или их импортные аналоги.
• Контроль состояния изоляции: Измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм при 20°C). При снижении сопротивления требуется сушка обмоток.
• Проверка затяжки крепежных соединений и контактов в клеммной коробке.

Ремонт двигателей МТН 5 кВт хорошо отработан и включает перезаливку подшипников, замену подшипников, перемотку статора, балансировку ротора. Высокая степень унификации запчастей облегчает процесс восстановления.

Аналоги и современные замены

Серия МТН является морально устаревшей, но еще находящейся в эксплуатации. Современными российскими аналогами являются двигатели серий АИР, 5АМ, АИМ. Импортными аналогами можно считать двигатели Siemens (серия 1LE1), WEG (серия W22), ABB (серия M2BA). При замене необходимо учитывать соответствие по основным параметрам: мощность, частота вращения, установочные и присоединительные размеры (габарит по IEC), КПД и степень защиты. Современные аналоги, как правило, имеют более высокий класс энергоэффективности (IE2, IE3).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двигатель МТН от АИР?

Двигатели АИР являются эволюционным развитием серии МТН. Основные отличия: более высокий КПД и cos φ, улучшенная система вентиляции, использование современных изоляционных материалов, соответствие актуальным международным стандартам (IEC). Габаритные и присоединительные размеры у двигателей одного типоразмера (например, МТН 132 и АИР 132), как правило, совпадают, что упрощает замену.

Как определить схему соединения обмоток для моего напряжения сети?

На шильде (табличке) двигателя указаны два значения напряжения, например, 220/380В или 380/660В. Для сети 380В: если соотношение 220/380В – обмотки соединяются в «звезду»; если 380/660В – обмотки соединяются в «треугольник». В клеммной коробке обычно находится схема соединения для обоих вариантов.

Двигатель сильно греется. В чем могут быть причины?

• Перегруз по току (механическая перегрузка на валу).
• Повышенное или пониженное напряжение питающей сети.
• Несимметрия фазных напряжений (перекос фаз).
• Ухудшение условий охлаждения (загрязнение ребер станины, поломка вентилятора).
• Проблемы с подшипниками (износ, недостаток или переизбыток смазки).
• Межвитковое замыкание в обмотке статора.

Можно ли использовать двигатель МТН с частотным преобразователем?

Да, можно. Однако для продолжительной работы на низких скоростях (менее 20-30% от номинальной) может потребоваться независимое охлаждение (внешний вентилятор), так как собственный вентилятор на валу будет неэффективен. Также рекомендуется выполнить фазирование кабеля от ЧП к двигателю для снижения влияния пиковых перенапряжений на изоляцию старой обмотки.

Какой пусковой ток у двигателя МТН 5 кВт и как его ограничить?

Пусковой ток составляет 60-70А для сети 380В (в 6-7 раз выше номинального). Для его ограничения применяют:

1. Пуск переключением «звезда-треугольник» (только для двигателей, у которых обмотки рассчитаны на работу в «треугольнике» при 380В).
2. Устройство плавного пуска (УПП).
3. Частотный преобразователь.
4. Станции управления с автотрансформатором (наиболее громоздкий и устаревший способ).

Что означает маркировка, например, МТН 132-4У2?

• МТН – серия двигателя (М – модернизированный, Т – с тропическим покрытием (в общем случае), Н – защищенного исполнения).
• 132 – высота оси вращения в мм (габарит).
• 4 – количество полюсов (4 полюса = ~1500 об/мин).
• У – климатическое исполнение (умеренный климат).
• 2 – категория размещения (в помещении без регулирования температуры).

Заключение

Электродвигатели МТН 5 кВт, несмотря на снятие с серийного производства, остаются значимым парком оборудования на многих промышленных предприятиях. Их надежная и простая конструкция, ремонтопригодность и доступность запасных частей обеспечивают длительный срок службы. При проектировании новых систем или замене вышедших из строя агрегатов необходимо учитывать их устаревшие по современным меркам энергетические показатели (КПД, cos φ). Оптимальным решением часто является замена на современные аналоги серии АИР или импортного производства, что обеспечивает снижение эксплуатационных затрат за счет экономии электроэнергии. Корректный подбор, монтаж, соблюдение правил эксплуатации и своевременное техническое обслуживание являются залогом долговечной и безотказной работы любого электродвигателя, включая МТН.