Электродвигатели МТН 700 об/мин: технические характеристики, конструкция и область применения
Электродвигатели серии МТН с синхронной частотой вращения 700 об/мин представляют собой асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, предназначенные для продолжительного режима работы S1 от сети переменного тока частотой 50 Гц. Данные двигатели относятся к тихоходным и используются для привода механизмов, требующих низкой частоты вращения без применения редукторных устройств или с их минимальным передаточным числом. Основное конструктивное исполнение – защищенное (IP23), что позволяет их эксплуатацию в условиях повышенной запыленности и влажности при условии отсутствия прямого воздействия струй воды.
Конструктивные особенности и модификации
Двигатели МТН 700 об/мин имеют классическую конструкцию асинхронной машины с горизонтальным расположением вала. Основные узлы включают в себя:
- Статор: Собирается из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга для снижения потерь на вихревые токи. В пазы укладывается трехфазная обмотка, выполненная из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F или H.
- Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Изготавливается методом литья под давлением из алюминиевого сплава или, для двигателей большей мощности, из меди. Конструкция ротора оптимизирована для работы на низких скоростях, обеспечивая повышенный пусковой момент.
- Корпус и подшипниковые щиты: Литая станина из чугуна обеспечивает высокую механическую прочность и эффективный отвод тепла. Подшипниковые узлы, как правило, состоят из роликовых подшипников на приводном конце и шарикового на противоположном, что позволяет воспринимать значительные радиальные нагрузки.
- Система вентиляции: Используется независимая (самовентиляция) система с наружным обдувом. Вентилятор, расположенный на валу двигателя, нагнетает воздух через осевые каналы в корпусе, что обеспечивает эффективное охлаждение даже на низких оборотах.
- Пуск переключением «звезда-треугольник»: Эффективен для механизмов с вентиляторным моментом сопротивления.
- Устройства плавного пуска (УПП): Обеспечивают оптимальное снижение пускового тока и управление моментом.
- Частотные преобразователи (ЧП): Наиболее технологичный способ, позволяющий не только плавно пускать и останавливать двигатель, но и регулировать скорость в широком диапазоне, что для тихоходных двигателей часто является критически важным.
- Горнодобывающая и цементная промышленность: Привод мельниц (шаровых, стержневых), дробилок, вращающихся печей.
- Металлургия: Привод прокатных станов, рольгангов, шлаковозных ковшей.
- Водное хозяйство и ЖКХ: Привод мощных насосов низкого давления, мешалок, аэраторов на очистных сооружениях.
- Деревообрабатывающая промышленность: Привод лесопильных рам, шредеров.
- Судостроение: Привод гребных винтов (в качестве электродвижетелей), брашпилей.
- Тока нагрузки: Не должен превышать номинального значения на щитке двигателя.
- Температуры и вибрации: Нагрев подшипников и станины не должен превышать 95°C для подшипников качения. Уровень вибрации на частоте вращения 750 об/мин не должен превышать 4.5 мм/с для большинства исполнений.
- Состояния изоляции: Сопротивление изоляции обмоток должно быть не менее 1 МОм при температуре 25°C. Замеры производятся мегаомметром на 1000 В.
- Подшипниковых узлов: Периодическая замена смазки (интервал зависит от типа смазки и условий работы). Используется консистентная смазка (например, Литол-24).
Существуют модификации двигателей МТН: МТНК (с фазным ротором), МТНМ (модернизированные), а также исполнения для различных климатических условий (У, УХЛ, Т).
Основные технические параметры и характеристики
Ключевыми параметрами электродвигателей МТН 700 об/мин являются номинальная мощность, напряжение питания, КПД, коэффициент мощности (cos φ) и пусковые характеристики. Номинальное скольжение для данной серии составляет примерно 6-7%, что и обеспечивает частоту вращения, близкую к 700 об/мин (синхронная скорость для 50 Гц и 8 пар полюсов – 750 об/мин).
| Типоразмер (Мощность, кВт) | Номинальный ток, А (~380В) | КПД, η, % | cos φ | Пусковой ток, Iп/Iн | Пусковой момент, Мп/Мн | Масса, кг (примерно) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| МТН 11-8 (11 кВт) | 25.5 | 86.5 | 0.73 | 5.5 | 1.2 | 200 |
| МТН 22-8 (22 кВт) | 48.5 | 89.0 | 0.76 | 6.0 | 1.1 | 320 |
| МТН 45-8 (45 кВт) | 94.0 | 90.5 | 0.80 | 6.5 | 1.0 | 550 |
| МТН 90-8 (90 кВт) | 180.0 | 92.0 | 0.82 | 6.5 | 1.0 | 1050 |
Механические характеристики и способы пуска
Механическая характеристика двигателей МТН 700 об/мин является жесткой. Благодаря многочисленным парам полюсов, они развивают высокий пусковой момент (обычно 1.0-1.3 от номинального) при умеренном пусковом токе (в 5-7 раз превышающем номинальный). Это позволяет осуществлять прямой пуск (DOL) от сети для большинства применений, если это позволяет мощность питающего трансформатора и требования к механическому ударному воздействию на привод. Для снижения пусковых токов и плавного разгона могут применяться:
Область применения и выбор двигателя
Тихоходные двигатели МТН 700 об/мин находят применение в отраслях, где требуется непосредственный привод низкооборотных механизмов или где применение редуктора нецелесообразно по экономическим или конструктивным соображениям.
При выборе двигателя необходимо учитывать: мощность и характер нагрузки (постоянная, переменная, ударная), режим работы (S1-S10), условия окружающей среды (температура, запыленность, влажность), необходимость регулирования скорости, требования к уровню шума и вибрации.
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Монтаж двигателей МТН осуществляется на жесткое, выверенное по уровню основание. Крепление – лапами. Необходима тщательная центровка с рабочим механизмом во избежание возникновения паразитных вибраций и перегрузки подшипников. Эксплуатация допускается при отклонениях напряжения сети до ±5% и частоты до ±2.5%.
Техническое обслуживание включает в себя регулярный контроль:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается двигатель МТН от 4АМ или АИР аналогичной мощности и скорости?
Двигатели серий 4АМ и АИР в основном имеют исполнение IP54/55 (закрытое обдуваемое), в то время как МТН – IP23 (защищенное). Это делает МТН более габаритными, но и более ремонтопригодными и лучше охлаждаемыми. Конструктивно МТН часто рассчитаны на более тяжелые условия эксплуатации и имеют больший запас прочности.
Можно ли использовать двигатель МТН 700 об/мин с частотным преобразователем?
Да, можно. Однако для продолжительной работы на низких скоростях (менее 20-30% от номинала) может потребоваться независимое охлаждение (внешний вентилятор), так как собственная вентиляция двигателя становится неэффективной. Также необходимо учитывать возможность возникновения перенапряжений на изоляции обмотки из-за длинных кабелей и использовать ЧП с выходным дросселем или синус-фильтром.
Что означает маркировка, например, МТН 132S-8?
МТН – серия двигателя. 132 – высота оси вращения в мм (132 мм). S – установочный размер по длине станины (короткий). 8 – число полюсов (для 50 Гц это соответствует синхронной скорости 750 об/мин и рабочей ~700 об/мин).
Как правильно выбрать схему подключения («звезда» или «треугольник») для двигателя МТН?
Схема подключения определяется номинальным напряжением обмотки статора, указанным на шильдике. Если указано напряжение 380/660 В, то для сети 380 В обмотки должны быть соединены в «треугольник». Если указано 220/380 В, то для сети 380 В – в «звезду». Неправильное соединение приведет к выходу двигателя из строя.
Каков типичный срок службы двигателя МТН и от чего он зависит?
При соблюдении условий эксплуатации и регулярном ТО расчетный срок службы двигателей МТН составляет 15-20 лет. Основными факторами, сокращающими ресурс, являются: работа с перегрузкой, частые пуски/остановки, вибрации, повышенная температура окружающей среды, агрессивная среда, приводящая к коррозии и разрушению изоляции.
Заключение
Электродвигатели серии МТН с частотой вращения 700 об/мин остаются надежным и востребованным решением для промышленного низкооборотного привода. Их конструкция, проверенная десятилетиями эксплуатации, обеспечивает высокую надежность, ремонтопригодность и адаптивность к тяжелым условиям работы. Правильный выбор, монтаж и систематическое техническое обслуживание являются залогом длительной и безотказной работы этих электромеханических преобразователей, составляющих основу многих критически важных технологических процессов в энергетике и промышленности.