Электродвигатели крановые 715 об/мин

Электродвигатели крановые серии МТКН и МТН с синхронной частотой вращения 750 об/мин (номинальная 715 об/мин)

Крановые электродвигатели с номинальной частотой вращения 715 об/мин (синхронная скорость 750 об/мин) представляют собой ключевой элемент электропривода механизмов подъема и передвижения мостовых, козловых, консольных и других типов кранов. Данные двигатели относятся к категории машин переменного тока с фазным ротором (крановые асинхронные двигатели с контактными кольцами) и предназначены для работы в повторно-кратковременном режиме S3 с относительной продолжительностью включения (ПВ) 40%, 60% и 100%. Номинальная скорость 715 об/мин достигается при номинальном скольжении, характерном для данного класса двигателей.

Конструктивные особенности и принцип действия

Двигатели серий МТКН (с алюминиевой станиной) и МТН (с чугунной станиной) спроектированы для тяжелых условий эксплуатации. Их конструкция включает:

• Корпус (станина): Выполнен из алюминиевого сплава (МТКН) для облегчения массы и улучшения теплоотдачи или из чугуна (МТН) для повышенной механической прочности и виброустойчивости. Имеет высокую степень защиты IP44 или IP54, что обеспечивает защиту от попадания твердых тел размером более 1 мм и брызг воды со всех направлений.
• Статор: Собран из шихтованной электротехнической стали, пазы которого содержат изолированную обмотку, рассчитанную на напряжение 380В, 50 Гц. Изоляция класса F или H, что допускает нагрев до 155°C или 180°C соответственно, обеспечивая высокий запас термостойкости.
• Ротор фазный: Имеет трехфазную обмотку, соединенную в звезду. Концы обмотки выведены на три контактных кольца (латунные или стальные), изолированные от вала. Через щеточный аппарат и пускорегулирующие резисторы в цепь ротора вводятся добавочные сопротивления для управления пусковым моментом, скоростью и торможением.
• Вал: Усиленной конструкции, изготавливается из легированной стали. Имеет коническую или цилиндрическую (со шпоночным пазом) исполнение хвостовика для соединения с редуктором или муфтой. Рассчитан на восприятие значительных радиальных и осевых нагрузок.
• Подшипниковые щиты: Чугунные, с установленными подшипниками качения (чаще всего роликовыми сферическими), способными воспринимать двухсторонние осевые усилия.
• Вентиляция: Самовентиляция с наружным обдувом (охлаждающий воздух нагнетается внешним вентилятором, расположенным на валу двигателя) или независимая вентиляция (от отдельного вентилятора).

Технические характеристики и параметры

Основные параметры крановых двигателей 715 об/мин определяются их назначением для повторно-кратковременного режима. Ключевые характеристики приведены в таблице для типовых моделей серии МТН (на примере 380В, 50 Гц, ПВ 40%).

Тип двигателя	Мощность, кВт	Номинальный ток статора, А	Номинальный момент, Н·м	Максимальный момент (кратность)	Момент инерции ротора, кг·м²	Масса, кг
МТН 112-6	3.7	10.5	49.4	2.8	0.055	85
МТН 132-6	6.3	17.0	84.1	3.0	0.115	125
МТН 160-6	11.0	27.5	147	3.2	0.220	190
МТН 180-6	15.0	36.0	200	3.3	0.380	260
МТН 200-6	22.0	51.0	294	3.4	0.600	380

Режим работы S3 (Повторно-кратковременный): Цикл работы состоит из периодов работы под нагрузкой, пауз и периодов останова. Продолжительность включения (ПВ) выражается в процентах и рассчитывается как отношение времени работы под нагрузкой к длительности всего цикла. Двигатель 715 об/мин с ПВ 40% может быть перегружен до мощности, соответствующей ПВ 60% или 100%, но с пропорциональным снижением допустимого тока. Расчет пересчета мощности при изменении ПВ осуществляется по формуле: P₂ = P₁

• √(ПВ₁/ПВ₂).

Система управления и пуска

Управление крановыми двигателями с фазным ротором осуществляется через ступенчатое введение и выведение сопротивлений в роторную цепь. Для этого применяются:

• Пускорегулирующие резисторы: Металлические, реостатные, в кремниевых ящиках сопротивлений. Подбираются по каталогам в зависимости от мощности двигателя и требуемых характеристик (числа ступеней пуска, регулирования).
• Контроллеры или контакторные панели: Кулачковые контроллеры (типа ККТ, КП) или системы на базе магнитных пускателей и реле времени (типа ТСД) осуществляют коммутацию сопротивлений.

Преимущества такой системы: высокий пусковой момент (до 250-300% от номинального) при ограниченном пусковом токе (не более 200-250% от I_ном), возможность плавного пуска и регулирования скорости в ограниченном диапазоне (обычно 2:1 или 3:1), возможность реализации противовключения и динамического торможения.

Сферы применения и выбор двигателя

Двигатели 715 об/мин применяются в приводах:

• Механизмов подъема: Основной и вспомогательный подъем. Требуют двигателей с высокой перегрузочной способностью по моменту.
• Механизмов передвижения: Тележки и мосты кранов. Важна малая масса двигателя (чаще выбирают МТКН) и устойчивость к вибрациям.
• Механизмов вращения: Поворотные колонны и стрелы кранов.

При выборе двигателя рассчитывают статическую мощность, необходимую для преодоления сил сопротивления, и проверяют по каталогу на соответствие режиму S3 с заданной ПВ. Обязательно учитывают число включений в час (частота коммутаций), которое для крановых двигателей может достигать 600-700 в час.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж осуществляется на жесткой, соосной с редуктором фундаментной плите. Обязательна проверка уровня и центровки. Эксплуатация требует регулярного ТО:

• Ежесменный контроль: визуальный осмотр, проверка температуры корпуса и подшипниковых узлов (на ощупь или пирометром), проверка работы тормозной системы.
• Ежемесячное ТО: очистка от пыли и грязи, проверка состояния щеточного аппарата (износ щеток, давление пружин, состояние контактных колец), проверка затяжки крепежных болтов.
• Ежегодное ТО: измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм), чистка и замена смазки в подшипниках, проверка воздушного зазора, ревизия выводной коробки.

Тенденции и современные аналоги

Классические двигатели МТН/МТКН постепенно вытесняются системами на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, управляемых частотными преобразователями (ЧП). Это позволяет получить более широкий диапазон плавного регулирования скорости, высокий КПД и отказаться от щеточного аппарата и резисторов. Однако, двигатели 715 об/мин с фазным ротором остаются востребованными благодаря своей надежности, ремонтопригодности, устойчивости к перегрузкам и более низкой стоимости системы управления для простых задач.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двигатель с ПВ 40% от двигателя с ПВ 100% на одну и ту же мощность?

Двигатель, рассчитанный на ПВ 40%, имеет меньшие габариты и массу, так как проектируется на работу с перерывами, достаточными для охлаждения. При попытке использовать его в режиме ПВ 100% он будет перегреваться выше допустимой температуры изоляции, что приведет к сокращению срока службы и выходу из строя. Двигатель на ПВ 100% имеет усиленную систему охлаждения и/или большие активные размеры для рассеивания непрерывно выделяющегося тепла.

Можно ли заменить двигатель с фазным ротором на короткозамкнутый без изменения системы управления?

Нет, прямая замена невозможна. Двигатель с короткозамкнутым ротором при прямом пуске от сети развивает пусковой ток в 5-7 раз выше номинального, что приведет к срабатыванию защит. Пусковой момент может быть недостаточным. Для корректной замены необходима установка частотного преобразователя или системы плавного пуска (софтстартера), что влечет полную замену схемы управления.

Как определить износ контактных колец и когда их нужно протачивать?

Износ проявляется в виде глубоких борозд, эллиптичности, почернения и подгаров на поверхности. Допустимое биение колец не должно превышать 0.05-0.1 мм. Проточку колец на токарном станке следует проводить при превышении этих значений, сильном подгаре или неравномерном износе. После проточки необходимо провести шлифовку и очистку пазов между кольцами.

Каковы основные причины перегрева кранового двигателя 715 об/мин?

• Механические: Заедание в механической части (редуктор, подшипники), повышенное трение в тормозе, нарушение центровки.
• Электрические: Завышенное напряжение питающей сети, несимметрия фаз, неправильный подбор или неисправность резисторов в роторной цепи, замыкание витков в обмотке, повышенное сопротивление контактов в щеточном аппарате или соединениях.
• Эксплуатационные: Превышение допустимой ПВ, слишком частая коммутация, работа в режиме, не соответствующем паспортным данным (например, длительное движение на пониженной скорости с введенными сопротивлениями).

Что означает маркировка, например, МТН 212-6У1?

• МТН: Серия двигателя (М – модернизированный, Т – с фазным ротором, Н – защищенного исполнения). МТКН – с алюминиевой станиной.
• 212: Габарит (высота оси вращения). 212 означает ~112 мм от лап до центра вала (условно).
• 6: Число полюсов. 6 – синхронная частота 1000 об/мин, номинальная ~950 об/мин. Для 715 об/мин должно быть указано 8 полюсов (синхронная 750 об/мин). В примере ошибка: для скорости 715 об/мин маркировка будет, например, МТН 211-8.
• У1: Климатическое исполнение (У – умеренный климат) и категория размещения (1 – для работы на открытом воздухе).