Электродвигатели 1,5 кВт 750 об/мин
Электродвигатели 1,5 кВт 750 об/мин: технические характеристики, сферы применения и особенности эксплуатации
Электродвигатели мощностью 1,5 кВт с синхронной частотой вращения 750 об/мин (номинальная скорость при нагрузке ~730-735 об/мин) представляют собой класс низкооборотистых асинхронных машин общего назначения. Они являются ключевым элементом в приводах механизмов, требующих высокого крутящего момента при относительно низкой скорости без использования редуктора или с упрощенной редукторной частью. Данные двигатели соответствуют стандартам серии IEC (например, IEC 60034, IEC 60072), а также отечественным ГОСТам (ГОСТ Р 51689-2000, ГОСТ 28173-89). Основное конструктивное исполнение – трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (АИР, 4АМ, 5АМ и аналоги), однако существуют и однофазные модификации (АИРЕ, с конденсаторным пуском).
Конструктивные особенности и принцип работы
Двигатель мощностью 1,5 кВт на 750 об/мин является четырехполюсной машиной (число полюсов 2p=4). Синхронная частота вращения магнитного поля статора при частоте сети 50 Гц рассчитывается как n1 = 60*f / p = 3000 / 4 = 750 об/мин. Реальная частота вращения ротора (n2) меньше синхронной на величину скольжения (s), которое для двигателей данной мощности составляет 2-4%. Таким образом, номинальная скорость вращения вала находится в диапазоне 720-735 об/мин.
Конструктивно двигатель состоит из следующих основных узлов:
- Статор: Сердечник, набранный из изолированных листов электротехнической стали для снижения потерь на вихревые токи, с уложенной в пазах трехфазной обмоткой. Класс нагревостойкости изоляции обмотки, как правило, F (до 155°C) с рабочим превышением температуры по классу B (до 80°K) или F (до 105°K).
- Ротор: Короткозамкнутый типа «беличья клетка», состоящий из сердечника и литой алюминиевой или реже медной клетки.
- Корпус и подшипниковые щиты: Чугунный или алюминиевый корпус с ребрами охлаждения. Исполнение по способу монтажа – чаще всего IM 1081 (лапы с одним цилиндрическим концом вала) или IM 2081 (лапы с фланцем).
- Система охлаждения: Защищенное исполнение (IP54, IP55) с самовентиляцией посредством крыльчатки на валу двигателя, обдувающей ребра корпуса.
- Подшипниковые узлы: Как правило, используются шарикоподшипники качения (радиальные или радиально-упорные). Для вала диаметром 28 мм (типовой для 1,5 кВт 750 об/мин) это могут быть подшипники серии 6206 и 6205 (со стороны привода и противоположной стороны соответственно).
- IE1 (Standard Efficiency): Устаревший класс, снят с производства в ЕС.
- IE2 (High Efficiency): Высокая эффективность. Для двигателя 1,5 кВт 4-полюсного минимальный КПД составляет 84.1% (при 1500 об/мин для 1,5 кВт — 85.5%, для 750 об/мин требования свои, значения близки).
- IE3 (Premium Efficiency): Премиальная эффективность. Минимальный требуемый КПД выше на 2-4%.
- IE4 (Super Premium Efficiency): Сверхпремиальная эффективность. Достигается за счет улучшенных материалов и конструкций (например, синхронные реактивные двигатели).
- Насосное оборудование: Поршневые и винтовые насосы, где требуется прямой привод без редуктора.
- Вентиляционное оборудование: Крышные вентиляторы, вытяжки большой производительности с низкооборотистыми колесами.
- Конвейеры и транспортеры: Ленточные и цепные конвейеры с большой нагрузкой и низкой скоростью движения.
- Смесительное и дробильное оборудование: Мешалки, бетоносмесители, дробилки щепы, где важна передача высокого крутящего момента.
- Станки: Приводы точильных, шлифовальных станков, а также в качестве главного привода некоторых металлорежущих станков.
- Подъемно-транспортное оборудование: Лебедки, тали с редуктором, где низкая скорость двигателя упрощает редукторную часть.
- Режим работы (S1 — S10 по ГОСТ Р МЭК 60034-1): Для продолжительного режима S1 подходит стандартный двигатель. Для повторно-кратковременных режимов (S3, S4) с частыми пусками необходим двигатель с повышенным скольжением или специальным расчетным циклом.
- Способ пуска: Прямой пуск (до 7.5 кВт в сетях с достаточной мощностью), пуск через преобразователь частоты (ПЧ) для плавного разгона и регулирования скорости, либо через устройство плавного пуска (УПП).
- Защита: Обязательна установка аппаратов защиты от токов короткого замыкания (предохранители, автоматические выключатели) и от перегрузки (тепловые реле, электронные защитные реле). Номинальный ток защиты: Iзащ ≈ 1.1
- Iн ≈ 4.1 А.
- Схема подключения: Для сети 380В треугольник (Δ), для 660В – звезда (Y). Однофазные модификации (220В) требуют подключения через рабочий и пусковой конденсаторы.
- Периодическую проверку и подтяжку крепежных соединений.
- Контроль вибрации и уровня шума.
- Мониторинг температуры подшипниковых узлов и статора (термометрия, термопары).
- Чистку наружных поверхностей от загрязнений для сохранения эффективности охлаждения.
- Через 10-15 тыс. часов работы – замену смазки в подшипниках (тип смазки – Liolit, ЦИАТИМ и аналоги).
- P / n, где P – мощность в кВт, n – частота вращения в об/мин. Для 1,5 кВт: при 750 об/мин момент ~19.1 Нм, при 1500 об/мин ~9.55 Нм. Двигатель на 750 об/мин развивает в два раза больший момент, но имеет в два раза меньшую скорость. Он также физически больше и тяжелее из-за большего числа полюсов.
- Устройства плавного пуска (УПП).
- Частотные преобразователи (ПЧ).
- Схемы «звезда-треугольник» (только для двигателей, обмотки которых рассчитаны на напряжение 660/380В при соединении Y/Δ).
- Iн / Uсети (для 220В). Для двигателя 1,5 кВт (Iн~3.7А при 380В, в однофазной сети ток будет выше) потребуется конденсатор емкостью примерно 50-100 мкФ на напряжение не менее 400В. Требуется также пусковой конденсатор большей емкости, подключаемый на время разгона. Такой режим работы не является штатным и может привести к перегреву.
- Появление постоянного или нарастающего гула, скрежета или свиста.
- Повышенная вибрация двигателя, особенно в радиальном направлении.
- Нагрев подшипникового узла сверх допустимого (температура на поверхности щита более 80-90°C).
- Люфт вала при его покачивании (при отключенном двигателе).
- АИР – серия асинхронного двигателя (А – асинхронный, И – по ГОСТ (интерэлектро), Р – в алюминиевой станине).
- 112 – высота оси вращения вала от лап (112 мм).
- М – установочный размер по длине станины (средняя длина при высоте 112 мм).
- В – длина сердечника (вторая длина).
- 8 – число полюсов (8/2=4 пары полюсов, т.е. 750 об/мин).
Основные технические характеристики и параметры
Типовые параметры для трехфазного асинхронного двигателя 1,5 кВт, 750 об/мин, 380В, 50 Гц:
| Параметр | Значение / Описание | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальная мощность, Pн | 1,5 кВт | Механическая мощность на валу |
| Синхронная частота вращения | 750 об/мин | Частота вращения магнитного поля |
| Номинальная частота вращения, nн | ~730-735 об/мин | Зависит от скольжения |
| Номинальное напряжение | 400/690 В (Δ/Y) | Стандарт для сетей 380В |
| Номинальный ток, Iн | 3.7 А (при 400В Δ) | Фактический ток зависит от КПД и cos φ |
| Коэффициент мощности, cos φ | 0.76 — 0.82 | Типовой диапазон |
| Номинальный КПД, η | 78% — 82% | Для серий IE2; IE3 – выше |
| Пусковой ток, Iп/Iн | 5.5 — 7.0 | Кратность пускового тока |
| Кратность пускового момента, Mп/Mн | 2.0 — 2.3 | |
| Кратность максимального момента, Mmax/Mн | 2.4 — 2.8 | |
| Масса | 25 — 35 кг | Зависит от габарита и материала корпуса |
| Степень защиты | IP54, IP55 | Распространенные варианты |
| Класс изоляции | F | С рабочим превышением по классу B |
| Способ монтажа | IM 1081 (B3) | На лапах |
| Диаметр вала | 28 мм | Типовое значение |
Классы энергоэффективности и стандарты
Современные двигатели 1,5 кВт 750 об/мин производятся в соответствии с классами энергоэффективности IEC 60034-30-1:
Выбор двигателя класса IE3 или IE4 окупается за счет снижения эксплуатационных расходов при непрерывной работе.
Сферы применения
Низкая скорость и относительно высокий момент делают данные двигатели предпочтительными для следующих механизмов:
Особенности выбора, монтажа и подключения
При выборе двигателя 1,5 кВт 750 об/мин необходимо учитывать:
Обслуживание и диагностика неисправностей
Основные процедуры технического обслуживания включают:
Типовые неисправности: перегрев (причины: перегруз, нарушение вентиляции, межвитковое замыкание), повышенная вибрация (несоосность, износ подшипников, дисбаланс), гул (ослабление крепления активной стали).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Чем отличается двигатель на 750 об/мин от двигателя на 1500 об/мин той же мощности 1,5 кВт?
Основное отличие – в крутящем моменте. Момент на валу (M, Нм) рассчитывается как M = 9550
2. Можно ли регулировать скорость такого двигателя?
Да, но только с использованием частотного преобразователя (ПЧ). Асинхронный двигатель без ПЧ имеет практически постоянную скорость. При питании от ПЧ можно плавно регулировать скорость в широком диапазоне (обычно от 5-10% до 100-120% от номинальной), сохраняя при этом высокий КПД. Важно учитывать, что на низких оборотах ухудшается самовентиляция, что может потребовать принудительного обдува.
3. Какой пусковой ток у такого двигателя и как его снизить?
Пусковой ток при прямом включении в сеть составляет 5.5-7 кратных от номинального (около 20-26 А для 1,5 кВт). Для его снижения и уменьшения просадок напряжения в сети применяют:
4. Как переделать трехфазный двигатель 380В на работу от однофазной сети 220В?
Возможно, но с потерей мощности (до 30%). Для этого применяют схему с фазосдвигающим конденсатором. Емкость рабочего конденсатора (Cр, мкФ) ориентировочно рассчитывается по формуле: Cр = 2800
5. Как определить, что подшипники двигателя требуют замены?
Основные признаки износа подшипников:
Своевременная замена предотвратит заклинивание и повреждение обмоток.
6. Что означает маркировка, например, АИР112МВ8?
Расшифровка по отечественной системе:
Мощность такого двигателя будет близка к 1,5 кВт, но не обязательно точно равна. Точные параметры определяются по каталогу.