Электродвигатели 5МТКН 5 кВт

Электродвигатели 5МТКН 5 кВт: технические характеристики, конструкция и область применения

Электродвигатели серии 5МТКН мощностью 5 кВт представляют собой асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, трехфазного тока, предназначенные для продолжительного режима работы S1. Данная серия является модернизированным продолжением широко распространенных двигателей серии АИР и соответствует требованиям ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034-1). Основное конструктивное отличие — наличие встроенной коробки выводов (КВ) и специального фланца для монтажа тормозного устройства, что определяет их основную сферу применения в механизмах, требующих быстрой остановки и удержания вала в неподвижном состоянии.

Конструктивные особенности и модификация

Маркировка 5МТКН расшифровывается следующим образом: 5 — габарит (условный размер корпуса и рамы); М — модернизированный; Т — с фланцем для установки тормоза; К — с встроенной контактной коробкой выводов; Н — исполнение по степени защиты IP23 (защита от попадания твердых тел диаметром более 12.5 мм и капель воды, падающих под углом до 60°). Конструктивно двигатель состоит из следующих ключевых узлов:

• Статор: Сердечник, набранный из листов электротехнической стали, запрессован в чугунный корпус. В пазы уложена трехфазная обмотка из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F (до 155°C).
• Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Сердечник также шихтованный, алюминиевая обмотка залита под давлением.
• Корпус и подшипниковые щиты: Изготавливаются из чугуна, что обеспечивает высокую механическую прочность и виброустойчивость. На переднем щите (со стороны вала) имеется фланец стандартного размера для крепления электромагнитного тормоза (например, типа ТКП).
• Коробка выводов (КВ): Расположена сверху корпуса, обеспечивает удобный доступ для подключения силовых кабелей и проводов управления тормозом. Имеет уплотнения, обеспечивающие заявленную степень защиты.
• Вентиляция: Исполнение IP23 предполагает самовентиляцию с наружным обдувом. Вентиляционные каналы на корпусе спроектированы так, чтобы предотвращать прямое попадание капель и крупных частиц на активные части.

Основные технические характеристики

Для двигателя 5МТКН 5 кВт ключевые параметры варьируются в зависимости от синхронной частоты вращения (числа полюсов). Ниже приведены детальные данные для наиболее распространенных вариантов.

Таблица 1. Сводные технические параметры двигателей 5МТКН 5 кВт

Параметр	5МТКН 112МВ6 (3000 об/мин)	5МТКН 132S8 (750 об/мин)	5МТКН 132МВ6 (1000 об/мин)	5МТКН 160S8 (750 об/мин)
Мощность на валу, P2 (кВт)	5.5	5.5	5.5	5.5
Синхронная частота, nс (об/мин)	3000	750	1000	750
Номинальная частота, nн (об/мин)	~2900	~730	~980	~730
Номинальный ток, Iн (А, при 380В)	11.2	13.3	12.8	13.9
Коэффициент полезного действия, η (%)	85.5	86.5	87.0	87.5
Коэффициент мощности, cos φ	0.87	0.78	0.81	0.80
Пусковой ток, Iп/Iн	7.0	6.5	6.5	6.5
Пусковой момент, Мп/Мн	2.2	1.8	2.0	2.0
Максимальный момент, Мmax/Мн	2.4	2.2	2.3	2.3
Масса, кг (без тормоза)	~65	~95	~100	~130

Схемы подключения и управление тормозом

Двигатели 5МТКН имеют стандартную трехфазную обмотку статора, которая может быть соединена в «звезду» (Y) для напряжения 380В или в «треугольник» (Δ) для напряжения 220В (при частоте 50 Гц). В большинстве случаев применяется схема «звезда» для сети 380В. В коробку выводов выведены 6 концов обмоток (U1, V1, W1; U2, V2, W2), что позволяет реализовать любую схему. Отдельно в КВ или в специальном отсеке размещены выводы электромагнита тормоза, который, как правило, рассчитан на переменное напряжение 220В или 380В. Типовая схема управления включает в себя подачу питания на двигатель и одновременную подачу напряжения на катушку тормоза через нормально-разомкнутый контакт пускателя. При отключении двигателя напряжение с тормоза снимается, и под действием пружин тормозные колодки зажимают тормозной диск на валу двигателя.

Область применения и выбор сопутствующего оборудования

Основная сфера применения двигателей 5МТКН 5 кВт — приводы механизмов, где критически важны точная остановка и предотвращение самопроизвольного перемещения после отключения питания. К таким механизмам относятся:

• Мостовые, козловые и консольные краны (приводы передвижения тележек и подъема).
• Лифты и подъемники малой грузоподъемности.
• Приводы поворотных механизмов.
• Обрабатывающие станки (для быстрой остановки шпинделя или подачи).
• Конвейерные линии с наклонными участками.

Выбор двигателя конкретной модификации (числа полюсов) зависит от требуемой скорости и редукции механизма. Для высокоскоростных приводов (вентиляторы, насосы) выбирают 2-полюсные исполнения (3000 об/мин), для большинства крановых механизмов и конвейеров — 6- или 8-полюсные (1000 и 750 об/мин), обеспечивающие больший момент при меньшей скорости. Обязательным элементом схемы является частотный преобразователь или устройство плавного пуска для ограничения пусковых токов, которые даже для двигателя 5 кВт могут превышать 70А. Для защиты двигателя применяются автоматические выключатели с характеристикой D или тепловые реле, настроенные на номинальный ток конкретного исполнения.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж двигателя 5МТКН осуществляется на жесткой, выверенной по уровню фундаментной плите или раме через лапы корпуса. Соосность вала двигателя и приводимого механизма должна быть тщательно отрегулирована. При использовании тормоза необходим периодический контроль (не реже 1 раза в месяц): проверка и регулировка зазора между тормозными колодками и диском, контроль износа накладок, проверка силы нажатия пружин. Техническое обслуживание включает в себя:

• Ежесменную проверку отсутствия посторонних шумов и вибраций.
• Контроль температуры подшипниковых узлов (на ощупь или пирометром).
• Чистку вентиляционных каналов от пыли и грязи не реже 1 раза в квартал.
• Через каждые 10 000 часов работы — замену смазки в подшипниках (тип смазки указан в паспорте).
• Измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается 5МТКН от обычного двигателя АИР аналогичной мощности?

Главные отличия: наличие фланца для монтажа тормозного устройства и встроенной коробки выводов (у большинства АИР коробка съемная). Исполнение по степени защиты у 5МТКН — IP23, у базовых АИР — чаще IP54 или IP55. Конструкция 5МТКН более приспособлена для работы в условиях возможного попадания капель и крупной пыли, но не струй воды.

Можно ли использовать двигатель 5МТКН без тормоза?

Да, технически это возможно. Фланец для тормоза при этом остается незадействованным. Однако экономически это часто нецелесообразно, так как двигатель 5МТКН дороже аналогичного АИР без тормозного фланца. Его стоит выбирать, если в перспективе возможно оснащение тормозом.

Какое тормозное устройство рекомендуется для данного двигателя?

Стандартно применяются электромагнитные колодочные тормоза серии ТКП (например, ТКП-200 или ТКП-300 в зависимости от модификации двигателя). Выбор конкретного тормоза осуществляется по развиваемому тормозному моменту, который должен превышать момент двигателя на валу с запасом не менее 1.5-2 раза.

Как правильно подключить провода к тормозу и двигателю?

В коробке выводов двигателя предусмотрены отдельные клеммы для силовой части (обмотки статора) и для катушки тормоза. Необходимо строго следовать схеме, приведенной в паспорте двигателя и тормоза. Катушка тормоза обычно подключается параллельно обмоткам статора через отдельный контакт пускателя или через схему управления частотного преобразователя, имеющую релейный выход для тормоза.

Каковы основные причины выхода из строя двигателей 5МТКН?

• Перегрев из-за забитых вентиляционных каналов или работы с перегрузкой.
• Износ подшипников из-за несвоевременной замены смазки или несоосности валов.
• Подгорание контактов или разрушение изоляции в коробке выводов из-за неправильного подключения или ослабления клемм.
• Неисправность тормозного устройства (залипание, чрезмерный износ колодок), ведущая к перегреву и механическим повреждениям.

Допускается ли частотное регулирование для двигателей 5МТКН?

Да, данные двигатели пригодны для работы от частотного преобразователя (ЧП). Однако при длительной работе на низких частотах (менее 20 Гц) с самовентиляцией возможен перегрев. Рекомендуется использовать ЧП с векторным управлением, правильно настроить параметры разгона/торможения, а для интенсивных режимов — рассмотреть принудительное охлаждение.

Заключение

Электродвигатели серии 5МТКН мощностью 5 кВт являются специализированным решением для приводов, где необходима эффективная остановка и фиксация вала. Их конструкция, сочетающая надежность асинхронного короткозамкнутого двигателя с интегрированным узлом для тормоза, делает их предпочтительным выбором для кранового, подъемно-транспортного и станочного оборудования. Корректный подбор по частоте вращения, правильный монтаж, грамотное подключение тормозной системы и регулярное техническое обслуживание являются залогом длительной и безотказной работы электропривода в целом.