Электродвигатели трехфазные 900 об/мин

Электродвигатели трехфазные асинхронные с синхронной частотой вращения 900 об/мин

Трехфазные асинхронные электродвигатели с синхронной частотой вращения 900 оборотов в минуту представляют собой класс электрических машин, предназначенных для привода механизмов, требующих низкой скорости вращения вала. Данная скорость является одной из стандартных, определяемых частотой питающей сети и количеством пар полюсов статора. Синхронная скорость в 900 об/мин достигается в двигателях с четырьмя парами полюсов (8 полюсов) при стандартной промышленной частоте 50 Гц. Реальная рабочая (асинхронная) скорость при номинальной нагрузке составляет примерно 830-890 об/мин, в зависимости от величины скольжения, заложенного в конструкцию.

Конструктивные особенности и принцип действия

Двигатели на 900 об/мин относятся к тихоходным машинам. Их основное конструктивное отличие от быстроходных аналогов (3000 или 1500 об/мин) — увеличенное число полюсов. Это приводит к следующим особенностям:

• Обмотка статора: Более сложная конфигурация обмотки с увеличенным количеством катушечных групп. Это может влиять на технологичность изготовления и несколько повышать стоимость.
• Габариты и масса: При одинаковой мощности двигатель на 900 об/мин имеет большие габариты и массу по сравнению с двигателем на 1500 об/мин. Это связано с необходимостью размещения большего количества активных материалов (медь, электротехническая сталь) для создания требуемого магнитного потока и момента.
• Момент инерции ротора: Ротор, как правило, имеет больший диаметр, что увеличивает его момент инерции. Это положительно сказывается на способности привода выдерживать кратковременные перегрузки и обеспечивать более плавное вращение.
• Коэффициент мощности (cos φ): Для тихоходных двигателей характерен несколько более низкий коэффициент мощности по сравнению с высокоскоростными моделями аналогичной мощности.
• Пусковые характеристики: Благодаря большему числу полюсов и конструктивным особенностям, многие двигатели на 900 об/мин обладают повышенным пусковым моментом при относительно низком пусковом токе.

Основные области применения

Двигатели с частотой вращения 900 об/мин применяются там, где требуется непосредственное соединение с тихоходным механизмом без использования редуктора или с редуктором, имеющим меньшее передаточное число, что повышает общую надежность и КПД привода. Типичные применения:

• Приводы мощных центробежных насосов и вентиляторов, где регулирование производительности осуществляется заслонками или изменением геометрии рабочего колеса.
• Шнековые и ленточные конвейеры, транспортеры с большой длиной или высокой нагрузкой.
• Приводы мешалок, смесителей и другое оборудование для химической, пищевой и целлюлозно-бумажной промышленности.
• Дробильное оборудование, мельницы, измельчители.
• Приводы компрессоров поршневого и винтового типа.
• Крановые механизмы (движение тележки, подъем груза).

Классификация и технические характеристики

Трехфазные асинхронные двигатели 900 об/мин классифицируются по ряду ключевых параметров, которые определяют их выбор для конкретного применения.

1. По способу монтажа и исполнению (по ГОСТ, IEC):

• IM 1001: На лапах, с одним цилиндрическим концом вала.
• IM 3001: На лапах, с фланцем на подшипниковом щите (комбинированное крепление).
• IM 3601: Без лап, с фланцем на станине.

2. По степени защиты (IP):

• IP54: Защита от пыли и брызг воды. Наиболее распространенный класс для промышленных помещений.
• IP55: Защита от пыли и струй воды. Для условий повышенной влажности и наружной установки.
• IP23: Защита от капель воды и попадания твердых тел диаметром более 12.5 мм. Для чистых, сухих помещений.

3. По способу охлаждения (IC):

• IC 411: Двигатель с самовентиляцией (крыльчатка на валу). Стандартное исполнение.
• IC 416: Двигатель с принудительной независимой вентиляцией (отдельный вентилятор с собственным двигателем). Для режимов работы с частыми пусками/остановами или работой на очень низких скоростях при частотном регулировании.

4. По классу энергоэффективности (МЭК 60034-30-1):

• IE1 (Standard Efficiency): Стандартный класс. Производство постепенно прекращается.
• IE2 (High Efficiency): Повышенный класс. Базовый стандарт в настоящее время.
• IE3 (Premium Efficiency): Премиальный класс. Обязателен для ввода в эксплуатацию новых приводов во многих странах.
• IE4 (Super Premium Efficiency): Сверхпремиальный класс. Обеспечивает минимальные потери.

Таблица примерных мощностей и габаритов двигателей 900 об/мин (серия АИР/IE2-IE3)

Мощность, кВт	Синхронная частота, об/мин	Типоразмер (высота оси вращения), мм	Примерная масса, кг	Номинальный ток (400В, 50Гц), А (приблизительно)
5.5	900	132S	70-85	12.5
11	900	160S	130-150	24
22	900	180M	200-240	44
45	900	250S	400-480	85
75	900	280S	550-650	140
110	900	315S	850-1000	200
160	900	355L	1300-1500	290

Особенности выбора и эксплуатации

При выборе трехфазного двигателя на 900 об/мин необходимо учитывать следующие ключевые аспекты:

• Согласование с нагрузкой: Проверка соответствия механической характеристики двигателя (момент-скорость) характеристике приводимого механизма. Особое внимание — значению пускового момента и момента на валу при рабочей скорости.
• Режим работы (S1-S10): Определение продолжительности включения (ПВ). Для постоянной работы подходит режим S1. Для повторно-кратковременных режимов (краны, лифты) необходим двигатель, рассчитанный на соответствующий цикл (S3, S4, S5).
• Климатические условия и место установки: Выбор соответствующего исполнения по степени защиты (IP) и климатическому исполнению (У, УХЛ, Т для умеренного, холодного или тропического климата).
• Способ пуска: Прямой пуск, пуск переключением «звезда-треугольник», пуск с помощью устройств плавного пуска (УПП) или частотного преобразователя (ЧП). Двигатели на 900 об/мин часто имеют повышенный пусковой момент, что позволяет в ряде случаев использовать более простые схемы пуска.
• Частотное регулирование: При необходимости регулирования скорости в широком диапазоне требуется двигатель, предназначенный для работы с ЧП (с изоляцией обмоток, рассчитанной на повышенные напряжения, с независимой вентиляцией IC416, с установленными датчиками температуры).

Сравнение с другими частотами вращения и использование редукторов

Часто возникает вопрос о целесообразности применения тихоходного двигателя вместо связки «высокоскоростной двигатель + редуктор».

• Преимущества двигателя 900 об/мин:
  • Более простая и надежная кинематическая схема (отсутствие редуктора).
  • Выше общий КПД системы (исключены потери в редукторе).
  • Меньше шума (отсутствует шум зацепления шестерен).
  • Меньше требований к техническому обслуживанию.
  • Лучшие пусковые характеристики при прямом пуске.
• Преимущества связки с редуктором:
  • Более низкая начальная стоимость для мощных приводов (двигатель на 1500 об/мин дешевле и легче двигателя на 900 об/мин той же мощности).
  • Возможность гибкого согласования скоростей за счет выбора передаточного числа редуктора.
  • Компактность по высоте (редуктор может быть установлен «в стороне»).

Выбор определяется технико-экономическим расчетом, учитывающим стоимость, надежность, КПД и условия эксплуатации.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Как точно определить рабочую скорость двигателя 900 об/мин под нагрузкой?

Рабочая скорость (n) рассчитывается по формуле: n = n_sync (1 — s), где n_sync = 900 об/мин, а s — номинальное скольжение, указанное на паспортной табличке двигателя (обычно выражается в % или в относительных единицах). Например, при s = 3% (0.03), n = 900 (1 — 0.03) = 873 об/мин. Фактическую скорость можно измерить тахометром.

2. Можно ли подключить двигатель 900 об/мин к сети 60 Гц и что будет?

Да, можно. При подключении к сети 60 Гц синхронная скорость увеличится до (60/50)*900 = 1080 об/мин. Рабочая скорость также возрастет пропорционально. Мощность на валу теоретически останется прежней, но необходимо проверить:

• Допустима ли механическая прочность ротора на повышенной скорости.
• Не превысится ли мощность на валу из-за снижения момента. Возможно падение момента примерно на 17%.
• Уровень шума и вибраций. Работа на 60 Гц обычно улучшает охлаждение (повышается скорость вентилятора).

Подключение к сети с частотой ниже 50 Гц без корректировки напряжения не рекомендуется.

3. Почему двигатель на 900 об/мин тяжелее и дороже двигателя на 1500 об/мин той же мощности?

Это связано с фундаментальными принципами электромеханики. Мощность двигателя пропорциональна моменту и скорости (P = M*ω). Для создания той же мощности при меньшей скорости (ω) требуется больший момент (M). Момент создается магнитным потоком и током, что требует большего количества активных материалов (стали для магнитопровода и меди для обмоток). Увеличение габаритов и массы — прямое следствие этого требования.

4. Какой способ пуска оптимален для мощного двигателя на 900 об/мин?

Для двигателей мощностью до 75-110 кВт при достаточной мощности сети часто применяется прямой пуск. Если сеть ограничена по току пуска, используется пуск «звезда-треугольник» или устройство плавного пуска (УПП). УПП предпочтительнее, так как обеспечивает лучшее управление моментом и снижает механические удары. Частотный преобразователь (ЧП) — самое технологичное, но и самое дорогое решение, которое применяется когда требуется не только плавный пуск, но и регулирование скорости в процессе работы.

5. Что означает маркировка, например, «АИР250S8»?

Это обозначение по российским стандартам (ГОСТ):

• АИР — серия асинхронных двигателей единой конструкции.
• 250 — высота оси вращения в мм (габарит).
• S — установочный размер по длине станины (S — короткая, M — средняя, L — длинная).
• 8 — количество полюсов (8 полюсов соответствует синхронной скорости 750 об/мин при 50 Гц). Здесь важно уточнить: в устаревшей маркировке иногда наблюдаются несоответствия. Двигатель с синхронной скоростью 900 об/мин должен иметь 6 полюсов. Необходимо всегда сверяться с данными на паспортной табличке. Современная маркировка по МЭК, например: 250SM8, где 8 — число полюсов.

6. Как часто и какие виды технического обслуживания требуются таким двигателям?

Техническое обслуживание (ТО) должно проводиться регулярно по графику. Основные операции:

• Ежедневное/еженедельное: Внешний осмотр, проверка температуры корпуса на ощупь или пирометром, контроль вибраций и шума.
• Ежемесячное/ежеквартальное: Контроль тока в фазах, затяжка контактных соединений, очистка наружных поверхностей от пыли.
• Ежегодное или раз в 2 года (в зависимости от наработки): Полное ТО: измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм для напряжений до 660В), проверка зазоров в подшипниках, замена смазки в подшипниковых узлах (если это предусмотрено конструкцией), продувка внутренних полостей сухим сжатым воздухом.