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.
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.
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.
| 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 |
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:
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:
Наиболее распространенные проблемы при эксплуатации двигателей МТН 710 об/мин:
Диагностика включает виброметрию, термографию, анализ спектра потребляемого тока (для выявления дефектов ротора и подшипников), измерение сопротивления изоляции и индекса поляризации.
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.
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.
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.
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.
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.
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.