Электродвигатели 1,1 кВт 680 об/мин

Электродвигатели 1,1 кВт 680 об/мин: технические характеристики, сферы применения и особенности эксплуатации

Электродвигатели мощностью 1,1 кВт с синхронной частотой вращения 3000 об/мин и асинхронной (при номинальной нагрузке) около 680 об/мин относятся к классу низкооборотистых асинхронных машин общего назначения. Данный типоразмер является одним из наиболее востребованных в промышленности и сельском хозяйстве благодаря оптимальному соотношению мощности, крутящего момента и массогабаритных показателей. В данной статье рассматриваются конструктивные особенности, параметры, схемы подключения и области применения двигателей серий АИР, АИРЕ (европривод) и их аналогов с указанными характеристиками.

Конструкция и принцип действия

Двигатель мощностью 1,1 кВт на 680 об/мин представляет собой трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором (тип «беличья клетка»). Номинальная частота вращения 680-700 об/мин достигается при конструкции с числом полюсов 2p=8. Чем больше число полюсов, тем ниже синхронная скорость вращения магнитного поля статора. Для сети 50 Гц синхронная скорость для 8-полюсной машины составляет 750 об/мин, а рабочая (асинхронная) — примерно 680-730 об/мин в зависимости от скольжения.

• Статор: Состоит из корпуса (чугунного или алюминиевого сплава), сердечника из электротехнической стали с трехфазной обмоткой. Обмотка уложена в пазы и может быть подключена по схеме «звезда» (Y) или «треугольник» (Δ) в зависимости от напряжения питающей сети.
• Ротор: Короткозамкнутый, состоит из вала, сердечника и беличьей клетки, отлитой из алюминиевого сплава или меди. Конструкция не имеет скользящих электрических контактов, что обеспечивает высокую надежность.
• Подшипниковые щиты: В двигателях данного типоразмера обычно используются шарикоподшипники качения (например, №6204 и №6205) для обеспечения свободного вращения ротора.
• Охлаждение: Самовентилируемое, наружное (IC 411). Вентилятор, расположенный на валу двигателя под защитным кожухом, нагнетает воздух через ребра корпуса.
• Клеммная коробка: Расположена в верхней части корпуса, может быть поворотной на 90° или 180° для удобства подвода кабелей.

Основные технические параметры и характеристики

Типовые параметры для двигателя 1,1 кВт, ~680 об/мин (на примере серии АИР80В8У3):

Параметр	Значение / Обозначение	Примечание
Номинальная мощность, Pn	1,1 кВт	Механическая мощность на валу
Синхронная частота вращения	750 об/мин	Частота вращения магнитного поля
Номинальная частота вращения, nn	680 об/мин	Реальная скорость при номинальной нагрузке
Количество полюсов	8	Определяет скорость вращения
Номинальное напряжение	230/400 В (Δ/Y) или 400/690 В (Δ/Y)	Зависит от исполнения
Номинальный ток, In	3,0 А (при 400В, схема Y)	Указан для КПД ~70%
Коэффициент полезного действия (КПД), η	70-75%	Для двигателей данного класса и мощности
Коэффициент мощности, cos φ	0,68-0,72	Характерен для низкооборотистых машин
Пусковой ток, Iп/In	5,0-6,5	Кратность пускового тока
Пусковой момент, Mп/Mn	1,8-2,0	Кратность пускового момента
Максимальный момент, Mmax/Mn	2,2-2,4	Кратность перегрузочной способности
Масса	18-22 кг	Зависит от материала корпуса и производителя
Степень защиты	IP54, IP55	Защита от пыли и водяных брызг
Класс изоляции	F	Допустимая температура до 155°C
Режим работы	S1 (продолжительный)	Непрерывная работа при номинальной нагрузке

Схемы подключения и управление

Трехфазные двигатели 1,1 кВт 680 об/мин могут работать от сети 380/400 В. В клеммной коробке обычно расположены 6 выводов обмоток (начала и концы трех фаз — U1/U2, V1/V2, W1/W2), что позволяет гибко менять схему соединения.

• Схема «Звезда» (Y): Применяется для работы от сети 380/400В. Напряжение на каждую фазу обмотки составляет 230В. Пусковые токи ниже, двигатель работает в мягком режиме.
• Схема «Треугольник» (Δ): Применяется для работы от сети 220/230В (редко, обычно через преобразователь частоты). Напряжение на обмотку подается полное сетевое. Пусковой момент выше.

Для прямого пуска двигателя данной мощности, как правило, достаточно простого контактора с тепловым реле, настроенным на номинальный ток 3,0 А. Для снижения пусковых токов при жестких требованиях сети может применяться схема плавного пуска (софтстартера). Для регулирования скорости в широком диапазоне необходим частотный преобразователь (ПЧ), который позволяет изменять частоту питающего напряжения.

Области применения

Низкая скорость и относительно высокий крутящий момент определяют основные сферы использования данных электродвигателей:

• Насосное оборудование: Циркуляционные, скважинные, дренажные насосы, насосы для систем орошения.
• Вентиляционное оборудование: Радиальные и канальные вентиляторы среднего давления, требующие низкой скорости вращения крыльчатки.
• Подъемно-транспортное оборудование: Лебедки, тали, конвейеры с небольшой скоростью движения.
• Станкостроение: Приводы шпинделей сверлильных, фрезерных, токарных станков по металлу и дереву, где важна точность на низких оборотах.
• Сельскохозяйственная техника: Мешалки, измельчители кормов, транспортеры зерна, доильные аппараты.
• Пищевая промышленность: Тестомесильные машины, миксеры, экструдеры.

Критерии выбора и особенности монтажа

При подборе двигателя 1,1 кВт 680 об/мин необходимо учитывать:

• Установочные и присоединительные размеры: Соответствие стандарту IEC (например, фланец B14, лапы B3). Габариты типоразмера 80 по высоте оси вращения (80 мм).
• Климатическое исполнение: У3 для умеренного климата, У2 для внутренних помещений, У1 для наружной установки.
• Класс энергоэффективности: Современные двигатели выпускаются по классам IE2 (стандартный), IE3 (повышенный), IE4 (премиальный). Повышение класса снижает эксплуатационные затраты.
• Монтаж: Двигатель должен быть установлен на ровное, жесткое основание. Необходима точная центровка с рабочим механизмом (допуск соосности по ГОСТ не более 0,05 мм) для исключения вибраций и преждевременного износа подшипников. Обязательно заземление корпуса.
• Эксплуатация: Требуется периодический контроль температуры подшипников, вибрации, состояния изоляции обмоток. Через 10-15 тыс. часов работы рекомендуется профилактическая замена смазки в подшипниковых узлах.

Сравнение с двигателями других скоростей и мощностей

Двигатель 1,1 кВт 680 об/мин создает значительно больший крутящий момент, чем двигатель той же мощности на 3000 об/мин. Крутящий момент (M) рассчитывается по формуле: M = 9550

• P / n, где P — мощность в кВт, n — частота вращения в об/мин. Для 1,1 кВт:
• При 680 об/мин: M ≈ 9550
• 1,1 / 680 ≈ 15,4 Н·м
• При 3000 об/мин: M ≈ 9550
• 1,1 / 3000 ≈ 3,5 Н·м

Таким образом, низкооборотистый двигатель развивает момент в ~4,4 раза выше, что делает его незаменимым для прямого привода механизмов, требующих большого усилия на низкой скорости, без использования редуктора.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Можно ли подключить трехфазный двигатель 1,1 кВт/680 об/мин в однофазную сеть 220В?

Да, это возможно, но с использованием фазосдвигающего элемента — рабочего и пускового конденсатора (схема «треугольник»). Однако при этом мощность двигателя снизится на 20-30%, пусковой момент будет низким, а нагрев обмоток увеличится. Такой режим допустим только для кратковременной или периодической работы с неполной нагрузкой.

2. Как определить, по какой схеме подключен двигатель, если шильдик стерт?

Необходимо прозвонить обмотки тестером. Найдите три отдельные обмотки. Если в клеммной коробке все шесть концов разъединены, можно собрать схему «звезда» (соединить одни концы всех трех обмоток в одну точку, а на другие три конца подать три фазы) или «треугольник» (соединить обмотки последовательно в кольцо). Для сети 380В предпочтительна «звезда».

3. Почему реальная скорость вращения (например, 680 об/мин) меньше синхронной (750 об/мин)?

Это фундаментальный принцип работы асинхронного двигателя. Вращающееся магнитное поле статора индуцирует ток в роторе только при наличии разницы в скоростях (скольжения). Скольжение s = (n_синх — n_раб) / n_синх. Для данного случая s = (750-680)/750 ≈ 0,093 (9,3%), что является нормальным значением для двигателей такой мощности.

4. Как подобрать частотный преобразователь для данного двигателя?

ПЧ должен иметь номинальный выходной ток не менее номинального тока двигателя (3,0 А). Рекомендуемая мощность ПЧ — 1,5 кВт (на ступень выше мощности двигателя). Важно правильно задать паспортные данные двигателя в настройках ПЧ: номинальный ток, напряжение, скорость, а также выбрать закон управления (скалярный U/f или векторный).

5. Что означает маркировка АИР80В8У3?

• АИР — серия асинхронных двигателей (А — асинхронный, И — унифицированной серии, Р — привязка мощности к установочным размерам по ГОСТ).
• 80 — высота оси вращения вала от плоскости установки в мм (габарит).
• В — условная длина сердечника (в данном случае третья длина).
• 8 — количество полюсов (8 полюсов = ~750 об/мин синхронных).
• У3 — климатическое исполнение (У — умеренный климат, 3 — категория размещения для работы на открытом воздухе).

6. Каковы основные причины выхода из строя таких двигателей?

• Механические: Износ подшипников из-за перекоса, вибраций, отсутствия смазки или перегрева.
• Электрические: Межвитковое замыкание или пробой изоляции на корпус из-за перегрева, влажности, частых пусков или работы в недопустимом режиме (например, при пониженном напряжении сети).
• Эксплуатационные: Перегрузка по току, заклинивание рабочего органа, работа в условиях, превышающих степень защиты IP (например, прямое попадание воды).

7. Какой кабель использовать для подключения двигателя 1,1 кВт к сети 380В?

При номинальном токе ~3,0 А и условии прокладки в воздухе (кабель-канал) достаточно медного кабеля с сечением жилы 1,5 мм² (например, ВВГнг 3х1,5 или ПВС 3х1,5). Для длинных линий или прокладки в земле необходимо выполнить расчет по допустимой потере напряжения и условиям охлаждения.

Заключение

Электродвигатели мощностью 1,1 кВт с частотой вращения 680 об/мин представляют собой надежные, универсальные и энергоэффективные приводные устройства для широкого спектра промышленных и бытовых агрегатов. Правильный выбор, монтаж с точной центровкой и соблюдение условий эксплуатации, предписанных производителем, обеспечивают длительный и безотказный ресурс работы, исчисляемый десятками тысяч часов. При модернизации оборудования также стоит рассматривать варианты с повышенным классом энергоэффективности (IE3, IE4) и возможность интеграции с современными системами управления на базе частотных преобразователей.