Асинхронные электродвигатели с синхронной частотой вращения 1500 об/мин, имеющие номинальную частоту вращения на валу приблизительно 1435-1480 об/мин (в зависимости от мощности и конструкции), являются одним из наиболее распространенных типов электромашин в промышленности и энергетике. Данная скорость вращения соответствует четырем полюсам в обмотке статора при питании от сети переменного тока частотой 50 Гц. Эти двигатели составляют основу приводов насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров, станков и многих других агрегатов, где требуется надежный и эффективный силовой привод в диапазоне средних скоростей.
Работа асинхронного двигателя основана на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора с током, индуцированным этим полем в обмотке ротора. Синхронная скорость nс (об/мин) определяется по формуле: nс = (60 f) / p, где f – частота питающей сети (Гц), p – число пар полюсов. Для p=2 (4 полюса) и f=50 Гц, nс = 1500 об/мин. Фактическая скорость ротора n всегда меньше синхронной на величину скольжения s: n = nс (1 — s). Номинальное скольжение для современных двигателей общего назначения обычно составляет 1.5-4%, что и дает номинальную скорость в районе 1435-1480 об/мин.
Двигатели 1435 об/мин производятся в различных конструктивных исполнениях, регламентируемых стандартами МЭК и ГОСТ. Наиболее распространенные:
Классы защиты: IP54 (защита от пыли и брызг), IP55 (защита от струй воды), IP65 (полная защита от пыли и струй воды). Классы изоляции: F (рабочая температура до 155°C) или H (до 180°C), с запасом по нагреву, что обеспечивает класс нагревостойкости B (130°C) или F (155°C) в номинальном режиме.
Современные асинхронные двигатели классифицируются по уровням энергоэффективности согласно стандарту МЭК 60034-30-1. Для двигателей 1435 об/мин характерны следующие средние значения параметров в зависимости от мощности и класса:
| Мощность, кВт | Класс IE1 (Стандарт) | Класс IE2 (Повышенный) | Класс IE3 (Премиум) | Класс IE4 (Сверхпремиум) | cos φ, ном. |
|---|---|---|---|---|---|
| 5.5 | 85.0% | 87.5% | 89.4% | 90.5% | 0.81-0.84 |
| 11 | 88.0% | 89.5% | 91.0% | 92.2% | 0.83-0.86 |
| 22 | 90.0% | 91.5% | 92.6% | 93.5% | 0.86-0.88 |
| 55 | 92.0% | 93.2% | 94.1% | 95.0% | 0.88-0.90 |
| 90 | 93.5% | 94.3% | 95.0% | 95.8% | 0.89-0.91 |
Повышение класса эффективности достигается за счет использования большего количества активных материалов (медь, электротехническая сталь), оптимизации магнитной системы, снижения воздушного зазора, применения улучшенных изоляционных материалов и точного производства.
Двигатели с короткозамкнутым ротором имеют высокие пусковые токи (Iпуск/Iном = 5-8). Для их ограничения применяют различные методы:
При выборе двигателя 1435 об/мин необходимо учитывать:
Монтаж должен обеспечивать надежное крепление, точную центровку с приводным механизмом (допуск соосности согласно инструкции), эффективный отвод тепла и защиту от попадания влаги и посторонних предметов.
Двигатели 1435 об/мин универсальны. Основные области применения:
Это принципиальная особенность асинхронных двигателей, называемая скольжением. Вращающееся магнитное поле должно наводить ток в роторе. Для этого необходима разность скоростей (скольжение). Без скольжения исчезает электромагнитное взаимодействие, и двигатель не сможет развивать момент. Номинальное скольжение заложено в конструкцию и является важным параметром.
Необходимо определить мощность на валу рабочей машины. Лучший способ – посмотреть паспортные данные старого двигателя (шильдик). Если это невозможно, можно провести косвенные расчеты по току нагрузки (с помощью токоизмерительных клещей), либо по параметрам механизма (производительность, напор для насоса; производительность, давление для вентилятора). Рекомендуется выбирать двигатель с мощностью, равной или на одну ступень выше расчетной.
Разница заключается в КПД и, как следствие, в потребляемой электроэнергии и эксплуатационных расходах. Двигатель IE3 имеет КПД примерно на 0.5-2% выше, чем IE2, а IE4 – еще на 0.5-1.5% выше, чем IE3. Для двигателей, работающих непрерывно, экономия за срок службы многократно превышает разницу в первоначальной стоимости. Также двигатели высших классов часто имеют улучшенные материалы и более надежную конструкцию.
Да, большинство современных общепромышленных асинхронных двигателей пригодны для работы с ЧРП. Однако для длительной работы на низких скородах (менее 20-25% от номинальной) может потребоваться независимое охлаждение (исполнение IC 416). Также при использовании длинных кабелей между ЧРП и двигателем (более 50-100 м) необходимо установка выходных фильтров (дросселей) для защиты изоляции обмотки от перенапряжений.
Это обозначение режима работы (продолжительности включения) по МЭК 60034-1.
Схема соединения определяется номинальным напряжением двигателя, указанным на шильдике. Для сетей 400/690 В (наиболее распространено в РФ и ЕС) двигатель, как правило, имеет двойное номинальное напряжение: например, Δ/Y 230/400 В, 50 Гц. Это означает, что при подключении к сети 400 В (междуфазное) обмотки должны быть соединены в «звезду» (Y). При наличии сети 230 В (редко) – в «треугольник» (Δ). Подключение «треугольником» в сеть 400 В приведет к немедленному выходу двигателя из строя из-за чрезмерного тока и перегрева.