Электродвигатели серии 4МТМ: технические характеристики, конструкция и область применения
Электродвигатели серии 4МТМ представляют собой асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, трехфазного переменного тока, общепромышленного исполнения. Данная серия является дальнейшим развитием и модернизацией широко распространенной серии АИР (АИРМ) и соответствует современным требованиям по энергоэффективности, надежности и унификации. Двигатели 4МТМ предназначены для привода различных механизмов в условиях умеренного климата, устанавливаются в закрытых помещениях с условиями окружающей среды, не содержащими взрывоопасных, агрессивных газов и паров, проводящей пыли в концентрациях, снижающих параметры двигателей в недопустимых пределах.
Классификация и условное обозначение
Типоразмер двигателя 4МТМ расшифровывается следующим образом:
- 4 – порядковый номер серии (четвертая серия).
- М – электродвигатель (мотор).
- Т – с чугунными станиной и щитами.
- М – модернизированный.
- 200 – высота оси вращения в мм (200 мм).
- L – установочный размер по длине станины (L – длинная станина).
- 6 – число полюсов (6 полюсов, что соответствует синхронной частоте вращения 1000 об/мин).
- У3 – климатическое исполнение (умеренный климат, категория размещения 3 – для эксплуатации в закрытых помещениях без искусственного регулирования климатических условий).
- Станина и щиты: Изготовлены из серого чугуна, что обеспечивает высокую механическую прочность, хорошее демпфирование вибраций и надежную защиту внутренних элементов. Фланцевое исполнение (лапы и фланец) позволяет использовать различные варианты монтажа.
- Сердечник статора: Набран из изолированных листов электротехнической стали, запрессован в станину. Пазы статора содержат обмотку из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F.
- Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Сердечник ротора также шихтованный, насажен на вал. Обмотка ротора – алюминиевая или медная заливка в пазы, образующая стержни, замкнутые накоротко торцевыми кольцами.
- Вал: Изготовлен из углеродистой стали, имеет цилиндрический конец вала. Выходной конец вала выполнен с конической или цилиндрической посадкой для установки полумуфты или шкива.
- Подшипниковые узлы: Используются шариковые или роликовые подшипники качения, смазываемые консистентной смазкой. Конструкция лабиринтных уплотнений предотвращает вытекание смазки и попадание загрязнений.
- Охлаждение: Система охлаждения IC 0141 (закрытое исполнение с самовентиляцией). На валу двигателя закреплен вентилятор, закрытый защитным кожухом, который прогоняет воздух по наружным ребрам станины.
- Клеммная коробка: Расположена в верхней части станины. Имеет увеличенный внутренний объем для удобства монтажа кабелей. Может быть развернута на 180° относительно стандартного положения по требованию заказчика.
- Насосное оборудование: Центробежные, поршневые, шестеренные насосы для воды, нефтепродуктов, химических жидкостей.
- Вентиляторное и компрессорное оборудование: Вентиляторы общепромышленные, дымососы, компрессоры низкого и среднего давления.
- Конвейеры и транспортеры: Ленточные, цепные, винтовые конвейеры, элеваторы.
- Станки и технологическое оборудование: Металлорежущие, деревообрабатывающие станки, дробилки, мельницы, смесители.
- Подъемно-транспортные машины (в составе приводных систем): Лебедки, краны, тельферы (как правило, в режиме S3 или S4).
- Монтаж: Двигатель должен быть установлен на ровное, жесткое, виброизолированное основание. Обязательна центровка вала двигателя и рабочей машины с использованием точных инструментов (лазерный центровщик, индикаторные часы). Неправильная центровка – основная причина выхода из строя подшипниковых узлов.
- Электрическое подключение: Сечение и тип кабеля должны соответствовать номинальному току двигателя и условиям прокладки. Необходимо обеспечить надежное заземление корпуса. Для защиты от перегрузок и короткого замыкания обязательна установка автоматических выключателей или предохранителей с соответствующими время-токовыми характеристиками.
- Пуск и контроль: Прямой пуск (DOL) допустим для двигателей средней и малой мощности при условии, что сеть выдерживает пусковые токи. Для мощных двигателей рекомендуется использование устройств плавного пуска или частотных преобразователей. В процессе эксплуатации необходим мониторинг тока нагрузки, температуры корпуса и уровня вибрации.
- Техническое обслуживание (ТО):
- Ежедневное ТО: Внешний осмотр, проверка температуры подшипниковых щитов на ощупь, контроль уровня шума и вибрации.
- Ежеквартальное ТО: Проверка состояния клеммных соединений, очистка наружных поверхностей от пыли и грязи, препятствующей охлаждению.
- Ежегодное ТО: Измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм при 25°C), проверка и пополнение смазки в подшипниках (используется смазка типа Литол-24 или аналог). Полная замена смазки проводится в среднем каждые 8000-10000 часов работы.
- 4МТМН – малошумное исполнение (уровень шума L).
- 4МТМУ – для умеренно-холодного климата (исполнение УХЛ).
- 4МТМ с фазной роторной обмоткой – для приводов с тяжелыми условиями пуска (краны, мельницы).
- 4МТМП – повышенной точности по установочным размерам.
- 4МТМ с встроенным датчиком температуры (PTC-термистор или PT100) – для систем тепловой защиты.
- Тип двигателя (например, 4МТМ 180 M4).
- Номинальные параметры: Мощность (кВт), напряжение (В), ток (А), частота (Гц), cos φ, КПД (%), скорость (об/мин).
- Классы изоляции и защиты (IP, Ins.Cl.).
- Режим работы (S1, S2 и т.д.).
- Масса (кг).
- Степень вибрации/шума.
- Номер ГОСТ и дата изготовления.
Полное обозначение включает также габарит (высоту оси вращения), установочный размер по длине станины, число полюсов и климатическое исполнение. Например: 4МТМ 200 L6 У3.
Конструктивные особенности
Двигатели серии 4МТМ имеют классическую конструкцию, отличающуюся высокой технологичностью и ремонтопригодностью.
Основные технические параметры и диапазоны
Серия 4МТМ охватывает широкий диапазон мощностей и частот вращения, что делает ее универсальной для большинства промышленных применений.
Таблица 1. Диапазон мощностей и частот вращения для серии 4МТМ
| Высота оси вращения, мм | Синхронная частота вращения, об/мин (число полюсов) | Диапазон номинальной мощности, кВт |
|---|---|---|
| 112 | 3000 (2) | 5.5 – 7.5 |
| 1500 (4) | 4.0 – 7.5 | |
| 1000 (6) | 3.0 – 5.5 | |
| 750 (8) | 2.2 – 4.0 | |
| 200 | 3000 (2) | 37 – 55 |
| 1500 (4) | 30 – 45 | |
| 1000 (6) | 22 – 30 | |
| 750 (8) | 15 – 22 | |
| 315 | 3000 (2) | 160 – 250 |
| 1500 (4) | 132 – 200 | |
| 1000 (6) | 90 – 132 | |
| 750 (8) | 75 – 110 |
Таблица 2. Стандартные характеристики и соответствия
| Параметр | Значение / Соответствие |
|---|---|
| Род тока и число фаз | Переменный, трехфазный, частотой 50 Гц |
| Номинальное напряжение, В | 220/380, 380/660, 380 |
| Степень защиты по ГОСТ/IEC 60034-5 | IP54 (стандартно), IP55 (по заказу) |
| Класс изоляции по ГОСТ/IEC 60034-1 | F (допустимый нагрев 155°C, с запасом работает по классу B — 130°C) |
| Режим работы (S1) | Продолжительный номинальный |
| Класс энергоэффективности по ГОСТ IEC/ 60034-30-1 | IE2 (стандартно), IE3 (по заказу) |
| Уровень шума | Нормальный (N) по ГОСТ 16372 |
| Коэффициент мощности (cos φ) | 0.84 – 0.92 в зависимости от мощности и числа полюсов |
| Кратность пускового тока (Iп/Iн) | 5.5 – 7.5 |
| Кратность пускового момента (Мп/Мн) | 1.8 – 2.5 |
| Кратность максимального момента (Мmax/Мн) | 2.2 – 3.0 |
Область применения и типовые приводы
Электродвигатели 4МТМ благодаря своей надежности и универсальности применяются практически во всех отраслях промышленности:
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Правильный монтаж и обслуживание критически важны для обеспечения заявленного ресурса двигателей 4МТМ.
Сравнение с другими сериями и модификации
4МТМ является преемником серий А, А2, АИР, АИРМ. Ключевые отличия – улучшенные массогабаритные показатели, повышенный КПД, стандартизированная степень защиты IP54. Существуют специализированные модификации на базе 4МТМ:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем серия 4МТМ принципиально отличается от старой серии АИР?
Основные отличия заключаются в использовании современных материалов (изоляция класса F), оптимизированной магнитной системы, что привело к повышению энергоэффективности (переход с IE1 на IE2/IE3), а также в стандартизации высокой степени защиты IP54 вместо ранее распространенной IP23/IP44. Конструктивно усилены подшипниковые узлы и система охлаждения.
Как правильно подобрать двигатель 4МТМ для замены старого двигателя другой серии?
Необходимо ориентироваться на три ключевых параметра: номинальную мощность (кВт), синхронную частоту вращения (об/мин) и установочные размеры (габарит, длина станины, диаметр вала). Для ответственных применений рекомендуется также проверить соответствие моментов (пускового и максимального) и инерции ротора. В большинстве случаев для замены двигателей серий А, А2, АИР на 4МТМ существуют таблицы взаимозаменяемости.
Можно ли использовать двигатель 4МТМ с частотным преобразователем (ЧП)?
Да, стандартные двигатели 4МТМ могут работать с частотными преобразователями. Однако для длительной работы на низких скоростях (ниже 20-30 Гц) при полном моменте необходимо обеспечить независимое охлаждение (двигатель с принудительной вентиляцией, обозначение IC 0411). Также для снижения влияния высокочастотных помех от ШИМ-сигнала ЧП рекомендуется выполнить симметрирование и экранирование силового кабеля, а в некоторых случаях установить выходной дроссель или синус-фильтр.
Что означает класс изоляции F и почему двигатель имеет запас по нагреву?
Класс изоляции F определяет термостойкость изоляционных материалов обмотки – они выдерживают температуру 155°C. Однако двигатель спроектирован так, что при номинальной нагрузке температура обмотки не превышает 120°C (что соответствует классу B). Этот запас в 35°C увеличивает срок службы изоляции в 2-4 раза и повышает надежность двигателя в условиях нестабильного напряжения, кратковременных перегрузок или повышенной температуры окружающей среды (до +40°C).
Как часто нужно проводить замену смазки в подшипниках и какую смазку использовать?
Периодичность замены смазки зависит от условий эксплуатации: типа подшипника, скорости вращения, температуры. Общее правило: первая замена – через 2000 часов работы, последующие – каждые 8000-10000 часов. Для двигателей 4МТМ общепромышленного применения стандартно используется консистентная смазка на литиевой основе, например, Литол-24, EFELE MG-221, Mobilgrease HP. Количество смазки должно заполнять 1/2 — 2/3 свободного объема полости подшипника. Переполнение смазкой приводит к ее перегреву и вытеканию.
Каков средний расчетный срок службы двигателей 4МТМ?
При соблюдении условий эксплуатации, номинальной нагрузки, своевременном техническом обслуживании и питании от сети с параметрами в пределах норм ГОСТ (отклонение напряжения ±5%, частоты ±2.5%), средний срок службы двигателей серии 4МТМ составляет 15-20 лет или 40000-60000 моточасов. Критическим элементом, определяющим ресурс, чаще всего являются подшипниковые узлы.
Как расшифровать данные с шильдика двигателя 4МТМ?
Шильдик содержит всю необходимую информацию:
Эти данные являются основой для правильного выбора защитной аппаратуры, кабеля и организации эксплуатации.
Заключение
Электродвигатели серии 4МТМ представляют собой современный, технологичный и надежный продукт для общепромышленного привода. Их конструкция, основанная на многолетнем опыте производства асинхронных двигателей в России и СНГ, сочетает в себе проверенные решения и современные требования к энергоэффективности и защите окружающей среды. Широкий диапазон мощностей, высокая степень унификации, наличие различных модификаций и относительная простота обслуживания делают данную серию оптимальным выбором для модернизации существующих и оснащения новых производственных мощностей в различных отраслях промышленности. Правильный подбор, монтаж и систематическое техническое обслуживание в соответствии с руководством по эксплуатации являются залогом многолетней безотказной работы этих электродвигателей.