Электродвигатели МТН 710 об/мин

Электродвигатели МТН 710 об/мин: полный технический обзор и особенности эксплуатации

Электродвигатели серии МТН с синхронной частотой вращения 710 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 силовым агрегатам и находят широкое применение в приводах механизмов, требующих высокого крутящего момента при относительно низкой скорости вращения выходного вала: шаровые мельницы, дробилки, мощные вентиляторы и дымососы, смесители, поршневые компрессоры, ленточные конвейеры большой длины и прочее тяжелое промышленное оборудование.

Конструктивные особенности и исполнения

Двигатели МТН 710 об/мин изготавливаются в соответствии с ГОСТ и имеют классическую конструкцию. Основные узлы: станина с сердечником статора, ротор с короткозамкнутой обмоткой («беличье колесо»), подшипниковые щиты, вал, вентилятор и вентиляционный кожух. Корпус станины — литой, чугунный, с ребрами для увеличения площади теплоотдачи. Для данной серии характерна высокая масса и габариты, обусловленные необходимостью получения значительной мощности на низких оборотах.

• Степень защиты: Основное исполнение — IP23. Двигатель защищен от попадания твердых тел диаметром более 12.5 мм и от капель воды, падающих под углом до 60°. Также доступны исполнения с повышенной степенью защиты (IP44, IP54) для работы в условиях повышенной запыленности или влажности.
• Способ охлаждения: IC01 (открытое исполнение с самовентиляцией) или IC0141 (закрытое исполнение с самовентиляцией и наружным кожухом).
• Климатическое исполнение: У1, У2, У3 для умеренного климата, ХЛ1, ХЛ2 для холодного, Т1, Т2 для тропического.
• Монтажное исполнение: IM 1001 (на лапах с одним цилиндрическим концом вала), IM 3001 (без лап, с фланцем на подшипниковом щите), IM 2001 (комбинированное — на лапах и с фланцем).

Электрические и энергетические параметры

Синхронная скорость 710 об/мин соответствует 12 полюсам в обмотке статора. Фактическая частота вращения ротора под нагрузкой (асинхронная) составляет примерно 730-740 об/мин, что определяется величиной номинального скольжения (обычно 1.5-3%). Двигатели выпускаются на широкий диапазон мощностей, от десятков до сотен киловатт. Напряжение питания — 380В (660В) или 6000В (10000В) при частоте 50 Гц. Соединение обмоток статора: «звезда» или «треугольник», в зависимости от напряжения.

Примерные параметры двигателей МТН 710 об/мин (серия, данные усреднены)

Мощность, кВт	Напряжение, В	Ток статора, А (при 380В)	КПД, %	cos φ	Пусковой ток / Iном	Масса, кг
55	380/660	105	92.5	0.86	6.5	850
110	380/660	205	93.5	0.87	6.8	1450
160	6000	20.5	94.0	0.86	6.0	2200
250	6000	31.0	94.5	0.87	5.8	3200

Пусковые характеристики и системы управления

Из-за высокой инерции ротора и значительной мощности пуск двигателей МТН 710 об/мин является ответственным режимом. Пусковой ток может в 5-7 раз превышать номинальный, что создает нагрузку на сеть. Для снижения пусковых токов и плавного разгона применяются следующие методы:

• Прямой пуск (DOL): Допустим только при достаточной мощности питающей сети и для механизмов с облегченными условиями пуска (малый момент сопротивления).
• Пуск переключением «звезда-треугольник»: Применим только 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): Оптимальное решение для большинства применений. Позволяет ограничить ток и момент, снизить гидравлические и механические удары в приводе.
• Частотный преобразователь (ЧП): Наиболее технологичный способ. Обеспечивает плавный пуск, точное регулирование скорости в широком диапазоне, высокий КПД. Для двигателей на 6-10 кВ требуются специальные высоковольтные преобразователи или схемы с понижающим трансформатором и низковольтным ЧП.

Особенности монтажа, центровки и обслуживания

Монтаж двигателей данной серии требует тщательной подготовки фундамента. Необходим массивный железобетонный фундамент, гасящий вибрации и обеспечивающий жесткое основание. Крепление осуществляется анкерными болтами через лапы. Критически важным этапом является точная центровка вала двигателя с валом рабочего механизма. Несоосность приводит к повышенной вибрации, перегреву подшипников и преждевременному выходу из строя.

Регламент технического обслуживания включает:

• Ежесменный контроль вибрации, температуры подшипниковых узлов и корпуса статора на слух и ощупь.
• Периодическая проверка и подтяжка крепежных соединений.
• Контроль состояния и замена смазки в подшипниках качения (типа 2RS или аналоги) в соответствии с регламентом завода-изготовителя (обычно каждые 4000-10000 часов работы).
• Продувка внутренних полостей сжатым воздухом для удаления пыли (при отключенном питании).
• Измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не реже 1 раза в год). Для двигателей на 6-10 кВ — регулярный контроль частичных разрядов.

Типовые неисправности и методы диагностики

Наиболее распространенные проблемы при эксплуатации двигателей МТН 710 об/мин:

• Перегрев: Причины: перегруз по току, ухудшение условий охлаждения (засорение вентиляционных каналов), повышенное напряжение в сети, межвитковое замыкание в обмотке статора.
• Повышенная вибрация: Причины: нарушение центровки, дисбаланс ротора, износ или разрушение подшипников, ослабление крепления лап к фундаменту.
• Повышенный шум (гудение, стук): Гул магнитного происхождения указывает на проблемы в сердечнике или неравномерный воздушный зазор. Стук и скрежет — признак неисправности подшипников.
• Повышенное потребление тока при нормальной нагрузке механизма: Может указывать на снижение КПД из-за повреждения обмоток или на проблемы с качеством электроэнергии (несимметрия или несинусоидальность напряжения).

Диагностика включает виброметрию, термографию, анализ спектра потребляемого тока (для выявления дефектов ротора и подшипников), измерение сопротивления изоляции и индекса поляризации.

Сравнительный анализ с двигателями других скоростей и серий

Выбор двигателя с частотой вращения 710 об/мин против более распространенных 1500 об/мин обоснован технико-экономическим расчетом. Для привода низкоскоростных механизмов использование тихоходного двигателя часто позволяет отказаться от редуктора или использовать редуктор с меньшим передаточным числом, что повышает общий КПД системы, снижает ее стоимость, упрощает обслуживание и повышает надежность. Однако, при одинаковой мощности, двигатель на 710 об/мин будет иметь большие габариты, массу и, как правило, более высокую стоимость, чем двигатель на 1500 об/мин. Серия МТН, по сравнению с современными сериями (например, AIR, АИР), имеет более высокие массогабаритные показатели и несколько меньший КПД, но отличается повышенной перегрузочной способностью и надежностью, что критично для тяжелых условий пуска и работы.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем обусловлена именно такая скорость — 710 об/мин?

Это синхронная скорость для 12-полюсного асинхронного двигателя при частоте сети 50 Гц. Рассчитывается по формуле: n = (60 f) / p, где f=50 Гц, p=6 пар полюсов. n = (6050)/6 = 500 об/мин. Реальная скорость под нагрузкой (асинхронная) всегда ниже синхронной на величину скольжения (1.5-3%), что и дает примерно 730-740 об/мин. В обозначении двигателя традиционно указывается округленная синхронная скорость.

Можно ли использовать двигатель МТН 710 об/мин с частотным преобразователем?

Да, но с важными оговорками. Старые двигатели МТН с изоляцией класса B могут не быть рассчитаны на импульсное напряжение от ШИМ-преобразователя, что приводит к ускоренному старению изоляции. Для длительной работы с ЧП рекомендуется использовать двигатели с изоляцией класса F или выше, а на выходе ЧП устанавливать dU/dt-фильтры или синус-фильтры. Также необходимо учитывать ухудшение охлаждения на низких оборотах и возможную необходимость независимого вентилятора.

Как правильно выбрать схему подключения («звезда» или «треугольник») для двигателя 380/660В?

На клеммной коробке двигателя указаны два напряжения: 380/660В. Это означает, что при подключении к сети 380В обмотки статора должны быть соединены в «треугольник». При наличии сети 660В обмотки соединяются в «звезду». Неправильное соединение (например, «звезда» на 380В) приведет к недогрузке двигателя и потере момента, а «треугольник» на 660В — к мгновенному выходу двигателя из строя из-за перегрева обмоток.

Каков типичный ресурс подшипников в этих двигателях и от чего он зависит?

Расчетный ресурс подшипников качения в двигателях МТН при правильной эксплуатации составляет 15 000 — 25 000 часов. Фактический ресурс сильно зависит от условий: точности центровки, качества смазки и периодичности ее замены, вибрационной нагрузки, температуры окружающей среды. Наиболее частая причина преждевременного выхода подшипников из строя — попадание в них абразивной пыли или влаги из-за износа уплотнений.

Что делать, если сопротивление изоляции обмоток упало ниже нормы (1 МОм на 1 кВ номинального напряжения)?

Необходима сушка обмоток. Для двигателей на 380В часто применяют внешний нагрев (тепловые пушки, инфракрасные излучатели) с одновременным продувом горячим воздухом. Для высоковольтных двигателей (6-10 кВ) стандартной процедурой является сушка током от внешнего источника (понижающего трансформатора) при постоянном контроле температуры. После сушки сопротивление изоляции должно быть перемерено. Если оно не восстановилось, требуется капитальный ремонт с перемоткой статора.