Электродвигатели асинхронные 740 об/мин

Электродвигатели асинхронные с синхронной частотой вращения 750 об/мин (фактическая ~740 об/мин)

Асинхронные электродвигатели с синхронной скоростью вращения 750 об/мин, имеющие при номинальной нагрузке фактическую скорость в районе 730-740 об/мин, представляют собой низкооборотные машины, предназначенные для непосредственного привода механизмов без использования редукторных устройств или для работы в составе частотно-регулируемых систем. Данная скорость вращения достигается при питании от сети стандартной промышленной частоты 50 Гц и наличии восьми полюсов в магнитной системе статора (8р). Эти двигатели являются ключевым элементом в приводах мощных насосов, вентиляторов, мельниц, дробилок, смесителей, компрессоров и другого оборудования, где требуются высокий крутящий момент при относительно низкой скорости.

Конструктивные особенности и принцип действия

Асинхронный двигатель на 750 об/мин (8 полюсов) конструктивно состоит из тех же основных узлов, что и двигатели на другие скорости, но с существенными отличиями в обмотке статора и, часто, в габаритах. Принцип действия основан на создании вращающегося магнитного поля статором, которое индуцирует токи в короткозамкнутом роторе (тип АИР) или фазном роторе (тип АКЗ). Взаимодействие магнитного поля статора с токами ротора создает электромагнитный момент, приводящий ротор во вращение. Ротор всегда вращается асинхронно — с некоторым отставанием (скольжением) от скорости поля статора. Скольжение для двигателей данной серии обычно составляет 1.3-2.0%, что и дает фактическую скорость 740-735 об/мин при номинальной нагрузке.

• Статор: Собирается из листов электротехнической стали для уменьшения потерь на вихревые токи. В пазы укладывается трехфазная обмотка, сконфигурированная на восемь полюсов. Для двигателей большой мощности часто используется стержневая волновая обмотка.
• Ротор: Для двигателей серии АИР (с короткозамкнутым ротором) применяется ротор типа «беличья клетка», залитая алюминиевым сплавом. Для тяжелых условий пуска (АКЗ) используется фазный ротор с трехфазной обмоткой, выводами на контактные кольца и пускорегулирующей аппаратурой.
• Корпус и охлаждение: Выполняются по стандартам IP54, IP55. Двигатели мощностью свыше 160 кВт, как правило, имеют замкнутую систему вентиляции с наружным воздушным охлаждением (тип IC 411) или с водяным охлаждением статора (тип IC 81W).
• Подшипниковые узлы: Рассчитаны на значительные радиальные нагрузки, характерные для низкооборотных приводов. Используются роликовые подшипники.

Основные технические характеристики и параметры

Двигатели 750 об/мин характеризуются высоким пусковым и номинальным моментом. Их механическая характеристика — жесткая, с небольшим изменением скорости при варьировании нагрузки.

Примерный ряд мощностей и параметров асинхронных двигателей 750 об/мин (АИР, 380В, 50Гц, IP55)

Мощность, кВт	Номинальный ток, А (прибл.)	КПД, %, не менее	cos φ	Пусковой ток / Iном	Пусковой момент / Mном	Макс. момент / Mном
11	25	88.0	0.73	6.0	1.2	2.2
22	47	90.0	0.78	6.5	1.1	2.2
45	92	91.5	0.80	7.0	1.0	2.2
75	150	92.5	0.82	6.8	0.9	2.2
110	215	93.0	0.84	6.5	0.8	2.0
160	305	93.5	0.85	6.5	0.8	2.0
250	460	94.0	0.86	6.5	0.7	2.0

Сферы применения и выбор двигателя

Низкооборотные двигатели применяются там, где требуется непосредственное согласование скорости двигателя и рабочей машины.

• Насосное оборудование: Крупные центробежные насосы водоснабжения, ирригации, нефтяной промышленности.
• Вентиляторное оборудование: Дымососы, дутьевые вентиляторы котельных, главные вентиляторы шахт, мощные градирни.
• Дробильное и мельничное оборудование: Шаровые, стержневые мельницы, дробилки щековые и конусные.
• Смесители и мешалки: Для тяжелых сред в химической и пищевой промышленности.
• Компрессоры: Поршневые и центробежные компрессоры.
• Конвейеры и транспортеры: Мощные ленточные конвейеры большой длины.

При выборе двигателя необходимо учитывать: мощность и характер нагрузки (постоянная, переменная), режим работы (S1, S2, S3…), условия пуска (напряженность, частота), климатические условия и класс защиты, необходимость регулирования скорости (в этом случае выбирается двигатель с запасом по частоте и с усиленной изоляцией обмоток).

Способы пуска и управления

Пуск двигателей на 740 об/мин, особенно большой мощности, сопряжен с высокими пусковыми токами (в 5-7 раз выше номинального). Для их ограничения применяются различные схемы.

• Прямой пуск (DOL): Применяется для двигателей средней мощности при достаточной мощности питающей сети. Прост, но создает высокие механические и электрические нагрузки.
• Пуск переключением «звезда-треугольник»: Эффективен для двигателей, обмотки которых рассчитаны на работу в треугольнике при номинальном напряжении. Снижает пусковой ток в 3 раза, но и пусковой момент также падает в 3 раза.
• Пуск через устройство плавного пуска (УПП): Оптимальный вариант для постепенного наращивания момента, плавного разгона и снижения пусковых токов. Защищает механическую часть привода.
• Частотный преобразователь (ЧРП): Наиболее технологичный способ, обеспечивающий плавный пуск, широкое регулирование скорости и высокий КПД системы. Для двигателей 750 об/мин, работающих с ЧРП, критически важно наличие независимой вентиляции (приводной вентилятор) на низких скоростях.
• Пуск с фазным ротором (АКЗ): В цепь ротора вводится пусковой реостат, что позволяет значительно повысить пусковой момент при одновременном снижении пускового тока статора.

Энергоэффективность и классы IE

Современные асинхронные двигатели 750 об/мин производятся в соответствии с международными стандартами энергоэффективности IEC 60034-30-1. Классы эффективности:

• IE1 (Standard Efficiency): Устаревший класс, снят с производства в ЕС.
• IE2 (High Efficiency): Повышенный КПД. Требует обязательного использования ЧРП при мощности 75-200 кВт.
• IE3 (Premium Efficiency): Высокий КПД. Стандарт для новых двигателей мощностью от 0.75 кВт.
• IE4 (Super Premium Efficiency): Сверхвысокий КПД. Достигается за счет использования улучшенных материалов и оптимизированных конструкций.

Использование двигателей классов IE3 и IE4, особенно в непрерывных режимах работы, приводит к значительной экономии электроэнергии и быстрой окупаемости более высокой первоначальной стоимости.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание — залог долговечности двигателя. Основные требования:

• Монтаж: Обеспечение строгой соосности с приводимым механизмом. Использование лазерного центровщика для ответственных приводов. Надежное заземление корпуса.
• Электрические соединения: Затяжка клемм с рекомендуемым моментом. Использование кабельных наконечников соответствующего сечения. Контроль качества питающего напряжения (отклонение не более ±5%, несимметрия не более 1%).
• Техническое обслуживание: Регулярная (раз в 3-6 мес.) проверка состояния подшипников, виброакустических характеристик, очистка поверхностей охлаждения. Контроль изоляции обмоток мегомметром (сопротивление изоляции не менее 1 МОм на 1 кВ номинального напряжения). Через 20-30 тыс. часов работы — замена смазки в подшипниках.
• Диагностика: Внедрение систем периодического или постоянного мониторинга вибрации, температуры подшипников и статора, анализа спектра тока для выявления дефектов ротора, эксцентриситета и ослабления креплений.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Почему фактическая скорость двигателя 750 об/мин составляет около 740 об/мин?

Это явление называется скольжением (s). Оно необходимо для создания вращающего момента. При номинальной нагрузке скольжение составляет 1.3-2.5%, что для синхронной скорости 750 об/мин дает: n = 750

• (1 — 0.02) = 735 об/мин. Чем больше нагрузка, тем выше скольжение и ниже фактическая скорость.

В чем основное отличие двигателя на 750 об/мин от двигателя на 1500 об/мин той же мощности?

Двигатель на 750 об/мин (8 полюсов) имеет большие габариты и массу, более высокий номинальный момент (примерно в 2 раза при той же мощности), больший cos φ, но, как правило, несколько более низкий КПД (на 1-2%) по сравнению с 4-полюсным двигателем (1500 об/мин). Его пусковые токи относительно номинальных могут быть выше.

Можно ли использовать двигатель 750 об/мин с частотным преобразователем?

Да, это широко распространенная практика. Однако необходимо выбирать двигатели, предназначенные для работы с ЧРП (с усиленной изоляцией обмоток, с независимой вентиляцией (IC 416) или с учетом самовентиляции на низких скоростях). Важно ограничивать минимальную частоту, при которой двигатель еще эффективно охлаждается.

Какой способ пуска предпочтителен для двигателя 90 кВт 750 об/мин?

Для насосов и вентиляторов оптимален плавный пуск через УПП или ЧРП. Для мельниц с тяжелым пуском, если двигатель общего назначения (АИР), может потребоваться УПП с функцией повышения начального момента. В случае очень тяжелых условий пуска рассматривается вариант двигателя с фазным ротором (АКЗ). Прямой пуск возможен только при подтверждении энергосистемой возможности таких нагрузок.

Что означает маркировка, например, АИР280S8?

АИР — асинхронный двигатель единой серии, 280 — высота оси вращения в мм (габарит), S — установочный размер по длине (короткий), 8 — число полюсов (750 об/мин).

Как часто нужно проводить замену смазки в подшипниках?

Периодичность зависит от типа подшипника, скорости, условий работы. Для двигателей 750 об/мин типичный интервал — 20000-30000 часов работы (примерно 3-5 лет при круглосуточной работе). Необходимо следовать инструкции завода-изготовителя. Пересмазка так же вредна, как и недостаток смазки.

Почему у низкооборотного двигателя ниже коэффициент мощности (cos φ)?

Это связано с конструкцией: большее число полюсов требует большего количества катушек, что увеличивает индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора. Для компенсации низкого cos φ на мощных низкооборотных двигателях часто устанавливают конденсаторные батареи непосредственно на клеммной коробке или в распределительном устройстве.