В профессиональной среде под обозначением «электродвигатели 1400 об/мин» подразумеваются асинхронные электродвигатели переменного тока с номинальной синхронной частотой вращения 1500 об/мин. Фактическая рабочая скорость при номинальной нагрузке (асинхронная скорость) для двигателей общего назначения обычно составляет 1350-1470 об/мин, что и отражено в бытовом обозначении. Данный типоразмер является одним из наиболее распространенных в промышленности и энергетике благодаря оптимальному балансу между скоростью, крутящим моментом и конструктивными особенностями.
Двигатели с синхронной скоростью 1500 об/мин являются трехфазными асинхронными машинами с короткозамкнутым ротором (тип АИР, АИРМ, 5АМ и аналоги). Синхронная скорость nс определяется частотой сети f и числом пар полюсов p: nс = 60f / p. Для сети 50 Гц: при p=2 парам полюсов nс = 60*50 / 2 = 1500 об/мин. За счет явления асинхронизма (скольжения s, обычно 2-5%) ротор вращается с меньшей скоростью, например, 1455 об/мин при s=3%.
Конструктивно двигатель состоит из статора с трехфазной обмоткой, уложенной в пазы, и ротора типа «беличья клетка». Корпус чаще всего литой, чугунный или алюминиевый, с ребрами для улучшения теплоотвода. Исполнение по способу монтажа — IM 1081 (лапы) или IM 2081 (лапы с фланцем). Степень защиты — от IP54 до IP65, климатическое исполнение — У2, У3 для умеренного климата.
Двигатели 1500 об/мин применяются для привода механизмов, требующих средних скоростей и высокого крутящего момента. Основные области применения:
Стандартный ряд мощностей для двигателей 1500 об/мин по ГОСТ и IEC:
| Мощность, кВт | Типоразмер (высота оси вращения), мм | Приблизительный номинальный ток (380В), А | Масса, кг (прим.) |
|---|---|---|---|
| 0.55 | 71 | 1.5 | 8 |
| 1.1 | 80 | 2.5 | 11 |
| 3.0 | 90S | 6.3 | 22 |
| 5.5 | 100L | 11.0 | 45 |
| 11.0 | 132M | 21.5 | 95 |
| 18.5 | 160S | 35.5 | 150 |
| 30.0 | 180M | 57.0 | 240 |
| 45.0 | 200L | 83.0 | 340 |
| 75.0 | 250S | 140.0 | 520 |
| 110.0 | 280S | 200.0 | 780 |
| 160.0 | 315S | 285.0 | 1100 |
Современные электродвигатели 1500 об/мин производятся в соответствии с классами энергоэффективности IEC 60034-30-1. Класс IE1 (Standard Efficiency) снят с производства в ЕАЭС для большинства мощностей. Актуальными являются классы IE2 (High Efficiency), IE3 (Premium Efficiency) и IE4 (Super Premium Efficiency). Повышение класса достигается за счет использования большего количества активных материалов (медь, сталь), оптимизации магнитной системы и снижения паразитных потерь.
Класс изоляции обмотки статора определяет максимально допустимую температуру. Для большинства двигателей общего назначения применяется класс F (155°C) с рабочим превышением температуры по сопротивлению 105K, что обеспечивает запас надежности и увеличенный срок службы.
Для двигателей 1500 об/мин характерны высокие пусковые токи (Iпуск/Iном = 5.5-7.5) и пусковые моменты (Mпуск/Mном = 1.8-2.3). В зависимости от требований сети и механизма применяются различные способы пуска:
При выборе электродвигателя 1500 об/мин необходимо учитывать следующие параметры:
Монтаж должен обеспечивать надежное крепление, соосность с редуктором или насосом, свободный доступ для обслуживания. Обязательно выполнение заземления в соответствии с ПУЭ.
Плановое техническое обслуживание включает в себя:
Это принципиальная особенность асинхронных двигателей. Вращающееся магнитное поле статора (1500 об/мин) индуцирует ток в роторе только при наличии разницы скоростей (скольжения). Без скольжения исчезает электромагнитное взаимодействие. Номинальное скольжение 2-5% и обеспечивает рабочий режим.
Необходимо определить мощность на валу механизма. Если шильдик старого двигателя утрачен, можно ориентироваться на ток потребления (измеренный клещами при полной нагрузке) по формуле P = √3 U I cosφ η, где cosφ и КПД (η) для двигателей данной серии берутся из каталогов (обычно 0.85-0.92 и 0.85-0.94 соответственно). Также можно подобрать по габаритным размерам и посадочным отверстиям.
Двигатель 1500 об/мин имеет больше пар полюсов (2 против 1), что приводит к большим габаритам и массе при той же мощности. Его главное преимущество — больший крутящий момент (M = 9550
Да, большинство современных асинхронных двигателей серий АИР, АИРМ совместимы с ЧРП. Однако при длительной работе на низких скоростях (менее 20-25 Гц) с полной нагрузкой может потребоваться независимое охлаждение (двигатель с принудительной вентиляцией IC 416). Также для исключения пробоя изоляции рекомендуется использовать ЧРП с фильтром dU/dt или с синус-фильтром, особенно для двигателей на напряжение 690 В или большой мощности.
Расшифровка: АИР — серия асинхронного двигателя (А — асинхронный, И — унифицированной серии, Р — привязка мощностей к стандарту IEC); 160 — высота оси вращения (расстояние от оси вала до плоскости крепления лап) в мм; S — установочный размер по длине (S — короткий, M — средний, L — длинный станин); 4 — число полюсов (4 полюса = 2 пары полюсов, что соответствует синхронной скорости 1500 об/мин).
Схема определяется номинальным напряжением двигателя, указанным на шильдике. Если указано «380/660 В Δ/Y», это означает, что для работы в сети 380 В обмотки должны быть соединены в треугольник (Δ), а для сети 660 В — в звезду (Y). В большинстве промышленных сетей 380/400 В используется схема «треугольник». Неправильное соединение (например, подключение звездой на 380 В) приведет к снижению напряжения на обмотке в √3 раз, потере момента и невозможности запуска под нагрузкой.