Электродвигатели А 980 об/мин
Электродвигатели с синхронной частотой вращения 1000 об/мин (А 980 об/мин)
В профессиональной терминологии, особенно на постсоветском пространстве, электродвигатели асинхронного типа часто обозначаются по их фактической (асинхронной) частоте вращения при номинальной нагрузке. Таким образом, обозначение «А 980 об/мин» указывает на двигатель, синхронная скорость вращения магнитного поля которого составляет 1000 оборотов в минуту, а при номинальном скольжении его ротор вращается со скоростью, близкой к 980 об/мин. Данный типоразмер относится к низкооборотистым двигателям и занимает критически важную нишу в промышленных установках, требующих высокого крутящего момента при относительно невысокой скорости.
Конструктивные особенности и принцип действия
Электродвигатели А 980 об/мин являются трехфазными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором (АДКЗ). Синхронная скорость nс = 1000 об/мин достигается при конструкции с шестью полюсами (2p=6). Частота сети в странах СНГ стандартизирована на уровне 50 Гц. Связь между параметрами определяется формулой: nс = (60
- f) / p, где f – частота сети (50 Гц), p – число пар полюсов (3).
- Насосное оборудование: Поршневые и шестеренные насосы, мощные циркуляционные насосы в системах водоснабжения и тепловых сетях.
- Вентиляционное оборудование: Радиальные вентиляторы высокого давления, дымососы и дутьевые машины котельных установок.
- Подъемно-транспортное оборудование: Лебедки, крановые механизмы передвижения тележек и мостов, эскалаторы.
- Дробильное и мельничное оборудование: Щековые, конусные дробилки, шаровые мельницы.
- Конвейеры и транспортеры: Ленточные конвейеры большой длины с прямым приводом барабана (без редуктора).
- Смесители и мешалки: Для тяжелых, высоковязких сред в химической и пищевой промышленности.
- Номинальная мощность (Pн), кВт
- Номинальное напряжение (Uн), В (220/380, 380/660, 660/1140)
- КПД (η) и коэффициент мощности (cos φ)
- Кратность пускового тока (Iп/Iн)
- Кратность пускового момента (Mп/Mн)
- Кратность максимального момента (Mmax/Mн)
- Класс нагревостойкости изоляции (B, F, H)
- Степень защиты (IP) и способ охлаждения (IC)
- Пуск переключением «звезда-треугольник» (Y-Δ): Применим только для двигателей, обмотки которых рассчитаны на номинальное напряжение 380/660 В и при подключении в сеть 380 В. Снижает пусковой ток в 3 раза, но и пусковой момент также падает в 3 раза, что недопустимо для механизмов с тяжелым пуском.
- Устройства плавного пуска (УПП): Позволяют регулировать напряжение на статоре во время пуска, обеспечивая плавный разгон и снижение пусковых токов. Оптимальны для насосов, вентиляторов, конвейеров.
- Частотные преобразователи (ЧП): Наиболее технологичное решение. Обеспечивают плавный пуск, широкое регулирование скорости вниз и вверх от номинала, высокий КПД системы. Позволяют адаптировать скорость двигателя под технологический процесс, экономя энергию.
- Ток нагрузки: Не должен превышать номинальный.
- Вибрация: Допустимый уровень вибрации нормируется по ГОСТ ИСО 10816.
- Температура: Контроль температуры подшипников и статора. Нагрев выше класса изоляции сокращает срок службы.
- Состояние изоляции: Периодическое измерение сопротивления изоляции мегаомметром (не менее 1 МОм на 1 кВ номинального напряжения).
Фактическая скорость ротора n всегда меньше синхронной из-за явления скольжения s, которое в номинальном режиме для двигателей данной серии обычно составляет 2-3%. Таким образом, n = nс (1 — s) = 1000 (1 — 0.02) = 980 об/мин. Конструктивно, для создания шести полюсов обмотка статора имеет соответствующую конфигурацию, что приводит к увеличению габаритов и массы по сравнению с двигателями на 1500 или 3000 об/мин той же мощности, так как требуется больше меди и магнитопровода.
Сфера применения и типовые приводы
Низкая частота вращения и высокий момент делают данные электродвигатели незаменимыми для привода механизмов, не требующих высоких скоростей, но обладающих большими инерционными массами или работающих с высокой постоянной нагрузкой.
Основные серии и технические характеристики
В России и странах СНГ наиболее распространены двигатели серий АИР (основная современная серия), а также их предшественники серий А, АО, А2, 4А, 5А, 7А. Согласно ГОСТ 51689-2000 (МЭК 60034-1), двигатели серии АИР на 1000 об/мин выпускаются в широком диапазоне мощностей. Важнейшими параметрами при выборе являются:
Таблица 1. Примерный диапазон мощностей и параметров двигателей АИР на 980 об/мин (1000 об/мин синхронных)
| Мощность, кВт | Типоразмер (высота оси вращения), мм | КПД (η), % (примерно) | cos φ (примерно) | Пусковой ток (Iп/Iн) | Масса, кг (примерно) |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.55 — 3.0 | 71, 80 | 70 — 80 | 0.70 — 0.74 | 5.0 — 6.0 | 15 — 40 |
| 4.0 — 11.0 | 90, 100 | 82 — 86 | 0.75 — 0.78 | 6.0 — 7.0 | 45 — 100 |
| 15 — 30 | 112, 132 | 87 — 90 | 0.80 — 0.83 | 6.5 — 7.5 | 110 — 220 |
| 37 — 75 | 160, 180 | 90 — 92 | 0.84 — 0.87 | 7.0 — 8.0 | 250 — 500 |
| 90 — 160 | 200, 225 | 92 — 94 | 0.87 — 0.89 | 7.5 — 8.5 | 550 — 1000 |
Способы пуска и управления
Пуск двигателей на 980 об/мин сопряжен с высокими инерционными нагрузками. Прямой пуск (DOL) допустим для двигателей мощностью до 15-30 кВт (в зависимости от возможностей питающей сети и требований к механическому удару). Для более мощных двигателей применяются схемы плавного пуска:
Особенности монтажа, эксплуатации и обслуживания
Двигатели на 1000 об/мин, особенно большой мощности, требуют тщательного монтажа. Несоосность с рабочим механизмом не должна превышать допустимых значений по ГОСТ (обычно 0.05-0.1 мм для жестких муфт). Необходима надежная фундаментная плита для гашения вибраций. В процессе эксплуатации обязателен регулярный контроль:
Обслуживание включает в себя чистку, продувку от пыли, замену смазки в подшипниках качения (тип и периодичность указаны в паспорте). Для двигателей с фазным ротором (серии АК, АКЗ) дополнительно требуется обслуживание щеточно-коллекторного узла.
Сравнение с двигателями на других частотах вращения
Таблица 2. Сравнительные характеристики двигателей одинаковой мощности (например, 30 кВт) при разном числе полюсов
| Параметр | 2p=2 (3000 об/мин) | 2p=4 (1500 об/мин) | 2p=6 (1000 об/мин) |
|---|---|---|---|
| Синхронная скорость, об/мин | 3000 | 1500 | 1000 |
| Габариты и масса | Минимальные | Средние | Максимальные |
| Номинальный момент, Нм | ~95.5 | ~191 | ~286 |
| cos φ | Ниже (0.88) | Выше (0.89) | Ниже (0.83) |
| Применение | Высокооборотистые насосы, вентиляторы, станки | Универсальное, наиболее распространенное | Низкооборотистые механизмы с высоким моментом |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается двигатель 1000 об/мин от 980 об/мин?
Это один и тот же двигатель. 1000 об/мин – это синхронная скорость вращения магнитного поля (без учета скольжения). 980 об/мин – это асинхронная (фактическая) скорость вращения вала под номинальной нагрузкой с учетом скольжения ~2%. В технической документации обычно указывают синхронную скорость (3000, 1500, 1000, 750 об/мин).
Можно ли получить точную скорость 980 об/мин без изменения нагрузки?
Нет, скорость асинхронного двигателя без частотного преобразователя жестко привязана к частоте сети и зависит от нагрузки. При изменении нагрузки в пределах номинала скорость будет незначительно меняться около значения 970-985 об/мин. Для точной стабилизации или регулирования скорости необходим частотный преобразователь.
Какой двигатель выбрать для замены старого А2-81-6 или АИР 160S6?
Необходимо смотреть на табличку старого двигателя и подбирать современный аналог серии АИР (или импортный IE2/IE3) с идентичными ключевыми параметрами: мощность (кВт), скорость (об/мин), напряжение (В), монтажные размеры (высота оси вращения, длина и диаметр вала, лапы). Класс энергоэффективности нового двигателя должен быть не ниже старого (предпочтительно IE3).
Почему двигатель на 980 об/мин тяжелее и дороже, чем на 1500 об/мин той же мощности?
Для создания большего числа полюсов (шести вместо четырех) требуется больше меди в обмотках статора и больше стали в магнитопроводе для обеспечения необходимого магнитного потока и момента. Это увеличивает материалоемкость, габариты и, соответственно, стоимость.
Какие существуют методы регулирования скорости двигателя 980 об/мин?
Основные методы: 1) Частотное регулирование с помощью преобразователя частоты – наиболее эффективный и современный способ с широким диапазоном регулирования. 2) Изменение числа пар полюсов (многоскоростные двигатели, например, 1000/1500 об/мин). 3) Для двигателей с фазным ротором – введение сопротивления в цепь ротора (неэкономично, скольжение рассеивается в виде тепла в реостатах).
Как правильно подобрать кабель для подключения двигателя А 980 об/мин?
Сечение кабеля выбирается по номинальному току двигателя с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды и пусковых режимов. Номинальный ток указывается на шильдике. Для двигателей, запускаемых прямым пуском, сечение должно быть рассчитано на длительный режим работы при номинальном токе. При использовании УПП или ЧП необходимо также следовать рекомендациям производителя преобразователя.
Что делать, если измеренная скорость вращения вала значительно отличается от 980 об/мин?
Возможные причины: 1) Неправильное определение номинальной нагрузки – двигатель может быть недогружен или перегружен. 2) Несоответствие частоты сети стандарту 50 Гц. 3) Неисправности в обмотках статора (межвитковое замыкание, обрыв). 4) Проблемы с механической частью (заклинивание подшипников, повышенное трение в агрегате). Требуется комплексная диагностика.