Электродвигатели ДМТКН

Электродвигатели ДМТКН: конструкция, характеристики и область применения

Электродвигатели серии ДМТКН представляют собой асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, фазным ротором (с контактными кольцами) и встроенной тормозной системой. Аббревиатура расшифровывается следующим образом: Двигатель, Многоскоростной (или с двумя скоростями), Тормозной, Крановый, с Наружной обдувкой (или с независимой вентиляцией). Данные электродвигатели являются специализированными машинами, разработанными для работы в повторно-кратковременном режиме (S3-S5) с частыми пусками, остановками и реверсами, что характерно для механизмов подъема и передвижения кранов, металлургического оборудования и других тяжелых промышленных применений.

Конструктивные особенности электродвигателей ДМТКН

Конструкция двигателей ДМТКН существенно отличается от конструкции общепромышленных двигателей серии АИР, что обусловлено тяжелыми условиями эксплуатации.

• Корпус и система охлаждения: Корпус двигателя выполнен литым, обычно из чугуна, с развитым оребрением для улучшения теплоотдачи. Ключевая особенность – система независимой (наружной) вентиляции. Вентилятор установлен на собственном валу и приводится отдельным, часто трехфазным, электродвигателем меньшей мощности. Это обеспечивает постоянный и независимый от скорости основного ротора поток охлаждающего воздуха, что критически важно при работе на низких скоростях и в режиме частых остановок.
• Ротор: Выпускаются два основных типа: с короткозамкнутым ротором (ДМТКН) и с фазным ротором (ДМТКНФ). Фазный ротор имеет трехфазную обмотку, выведенную на контактные кольца. Это позволяет вводить в цепь ротора пуско-регулировочные резисторы, обеспечивая высокий пусковой момент при сниженном пусковом токе, а также ограниченное регулирование скорости.
• Тормозной электромагнит: Встроенный колодочный тормоз постоянного тока является неотъемлемой частью двигателя. Тормоз обычно нормально-закрытого типа: при отключении питания электромагнита пружины прижимают колодки к тормозному шкиву, закрепленному на валу двигателя. При подаче напряжения на электромагнитный привод тормоз растормаживается. Питание тормоза осуществляется, как правило, от отдельного выпрямительного блока, рассчитанного на напряжение 24В, 42В или 110В постоянного тока.
• Изоляция обмоток: Используется изоляция с повышенной теплостойкостью (обычно класс F или H), что позволяет двигателю выдерживать повышенные температурные нагрузки в повторно-кратковременном режиме.
• Защита от окружающей среды: Большинство двигателей ДМТКН имеют степень защиты IP44 (защита от попадания твердых предметов размером более 1 мм и брызг воды) или IP54 (защита от пыли и брызг). Исполнение по способу монтажа – IM1001, IM1002, IM1003 (с фланцевым креплением) или IM3001 (на лапах).

Основные технические характеристики и параметры

Электродвигатели ДМТКН характеризуются рядом специфических параметров, на которые необходимо обращать внимание при выборе.

• Номинальный режим работы: ПВ (Продолжительность включения) – 40%, 60%, 100%. Для крановых двигателей номинальная мощность указывается для стандартного режима S3 с ПВ=40%. При работе в режиме с другой ПВ допустимая мощность изменяется.
• Количество скоростей: Односкоростные, двухскоростные (2/1, 4/2, 8/2 полюса) и многоскоростные. Двухскоростные исполнения часто используются для механизмов передвижения (высокая/низкая скорость) или подъема (основная/посадочная скорость).
• Класс нагревостойкости изоляции: F (155°C) или H (180°C).
• Напряжение питания: Стандартные значения: 380В, 50 Гц; 380/660В, 50 Гц; также возможны исполнения на другие напряжения (220/380В, 500В, 660В, 3000В, 6000В).

Таблица 1. Примерные параметры двигателей ДМТКН (односкоростных, 380В, 50Гц, ПВ=40%)

Типоразмер (Мощность, кВт)	Синхронная частота, об/мин	КПД, %	cos φ	Пусковой ток / Ном. ток (Iп/Iн)	Момент инерции ротора, кг·м²	Масса, кг
ДМТКН 112M6 (3,7 кВт)	1000	82.5	0.72	5.5	0.055	105
ДМТКН 160S8 (7,5 кВт)	750	86.0	0.76	5.0	0.25	220
ДМТКН 200M8 (15 кВт)	750	89.0	0.78	4.8	0.65	380
ДМТКН 250S8 (30 кВт)	750	90.5	0.81	4.5	1.8	620

Области применения и выбор двигателя

Двигатели ДМТКН применяются в отраслях, где требуется надежная работа в тяжелых режимах:

• Грузоподъемные механизмы: мостовые, козловые, консольные краны (механизмы подъема и передвижения тележек и моста).
• Металлургическая промышленность: приводы кранов-мульд, завалочных машин, механизмы поворота.
• Горнодобывающая отрасль: шахтные подъемные установки, лебедки.
• Судостроение: грузовые лебедки, шпили, краны.
• Прочие механизмы: привода поворотных платформ, конвейеров с тяжелым пуском.

Критерии выбора:

1. Режим работы (ПВ): Определяется по графику цикла работы механизма. Неправильный учет ПВ ведет к перегреву или недогрузке двигателя.
2. Частота включений в час (В/ч): Для ДМТКН типичны значения 150-600 включений в час. Превышение снижает ресурс.
3. Пусковые характеристики: Для механизмов с тяжелым пуском (подъем груза) предпочтительны двигатели с фазным ротором (ДМТКНФ).
4. Требования к регулированию скорости: Двухскоростные двигатели (с двумя независимыми обмотками или методом полюсопереключения) применяются для получения двух фиксированных скоростей.
5. Наличие и тип тормоза: Проверяется момент торможения, напряжение и тип питания тормозной катушки (переменный/постоянный ток).

Эксплуатация, обслуживание и типовые неисправности

Эксплуатация двигателей ДМТКН требует строгого соблюдения регламента технического обслуживания (ТО).

• Ежедневный осмотр: Проверка работы тормоза (ход якоря, чистота поверхности шкива, момент торможения), контроль температуры корпуса и подшипниковых узлов на слух и ощупь, проверка уровня шума и вибрации.
• Периодическое ТО (раз в месяц-квартал): Контроль и подтяжка электрических соединений, очистка внутренних полостей от пыли, проверка состояния щеточного аппарата (для двигателей с фазным ротором), замер сопротивления изоляции мегаомметром (не менее 1 МОм при 25°C).
• Типовые неисправности:
  • Перегрев: Причины: перегрузка, неисправность системы вентиляции (отказ вентиляторного двигателя, засор воздуховодов), повышенное напряжение, межвитковое замыкание.
  • Неполное растормаживание или перегрев тормоза: Износ или загрязнение колодок, неправильная регулировка зазора, неисправность выпрямительного блока, подгорание контактов в цепи управления.
  • Повышенная вибрация: Износ подшипников, нарушение центровки с редуктором, дисбаланс ротора, ослабление крепления.
  • Искрение на контактных кольцах (для ДМТКНФ): Износ или неправильная притирка щеток, загрязнение или биение колец.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем двигатель ДМТКН принципиально отличается от общепромышленного АИР?

ДМТКН рассчитан на повторно-кратковременный режим (S3-S5) с частыми пусками/остановами, имеет независимую вентиляцию, встроенный тормоз, усиленную изоляцию и конструкцию, ориентированную на ударные нагрузки. АИР предназначен для длительного режима работы (S1) в стабильных условиях.

Как пересчитать мощность двигателя при ПВ, отличной от 40%?

Допустимая мощность приблизительно изменяется обратно пропорционально квадратному корню из отношения ПВ. Формула: P2 = P1 sqrt(ПВ1/ПВ2), где P1 – мощность при ПВ1. Например, двигатель 15 кВт при ПВ=40% может длительно работать с мощностью ~12 кВт при ПВ=60% (15 sqrt(40/60) ≈ 12.25).

Можно ли использовать двигатель ДМТКН с частотным преобразователем (ЧП)?

Да, но с существенными оговорками. Необходимо использовать ЧП, рассчитанный на крановые применения (с перегрузочной способностью 150-200% в течение минуты). Обязательно отключение или байпас тормоза на низких частотах. Для двигателей с фазным ротором при питании от ЧП ротор обычно замыкается накоротко. Система независимой вентиляции должна быть постоянно включена.

Что делать, если сгорела катушка тормоза?

Необходимо заменить катушку на аналогичную по параметрам (напряжение, мощность, посадочные размеры). Временно, для аварийной работы, тормоз можно разобрать, но это нарушает безопасность и допустимо только для снятия груза с крюка с последующим немедленным ремонтом.

Как правильно регулировать тормозной зазор?

Регулировка проводится согласно инструкции завода-изготовителя. Общий принцип: при отключенном питании измеряется зазор между колодками и шкивом (обычно 0.4-0.8 мм). Регулировочными болтами выставляется равномерный зазор по всей поверхности. После подачи питания проверяется полное отход якоря и свободное вращение шкива. Момент торможения регулируется натяжением пружин.

Почему для двигателя с фазным ротором необходим роторный резистор?

Резистор, включенный в цепь фазного ротора, позволяет увеличить пусковой момент и снизить пусковой ток в 1.5-2.5 раза по сравнению с прямым пуском. Также он позволяет плавно запускать двигатель и осуществлять ограниченное регулирование скорости вниз от номинальной.

Заключение

Электродвигатели серии ДМТКН являются надежными и специализированными электромеханическими преобразователями, без которых невозможно функционирование тяжелого промышленного оборудования, работающего в циклических режимах. Их правильный выбор, основанный на точном расчете режима работы (ПВ, число включений), учете пусковых характеристик и требований к торможению, является залогом долговечной и безопасной эксплуатации всего механизма. Строгое соблюдение регламентов технического обслуживания, в первую очередь тормозной системы и узлов вентиляции, позволяет максимально реализовать ресурс этих электродвигателей, минимизировать простои и избежать аварийных ситуаций на производстве.