Электродвигатели МТН 750 об/мин
Электродвигатели МТН 750 об/мин: конструкция, параметры и область применения
Электродвигатели серии МТН с синхронной частотой вращения 750 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 используются в приводах механизмов, требующих высокого крутящего момента при относительно низкой скорости вращения выходного вала. Конструктивное исполнение МТН – защищенное (IP23), что предполагает защиту от попадания внутрь капель воды и твердых тел размером более 12 мм, но не исключает проникновение пыли. Двигатели предназначены для монтажа в помещениях с нормальной окружающей средой, на высоте до 1000 м над уровнем моря.
Конструктивные особенности и принцип действия
Двигатели МТН 750 об/мин являются асинхронными трехфазными машинами. Основными узлами являются статор, ротор, корпус с ребрами охлаждения, подшипниковые щиты, вентилятор и клеммная коробка. Статор набирается из изолированных листов электротехнической стали для снижения потерь на вихревые токи и содержит трехфазную обмотку, уложенную в пазы. При подключении к сети трехфазного напряжения в обмотке статора создается вращающееся магнитное поле, скорость которого (синхронная частота) определяется частотой сети и числом пар полюсов. Для частоты 750 об/мин число пар полюсов p = 4 (60
- 50 Гц / 750 об/мин = 4).
- Скольжение: Определяет фактическую частоту вращения ротора под нагрузкой. Для двигателей 750 об/мин при номинальной нагрузке она составляет примерно 730-740 об/мин.
- Класс изоляции: Обычно класс F или B, что определяет допустимый перегрев обмоток (для класса F – 155°C максимальная температура изоляции).
- Степень защиты IP23: Защита от проникновения твердых тел >12 мм и капель воды, падающих под углом до 60°.
- Режим работы S1: Продолжительный режим, при котором двигатель работает под постоянной нагрузкой до достижения установившейся температуры.
- Климатическое исполнение: Как правило, У3 или У2 для умеренного климата.
- Приводы мешалок и смесителей: В химической, нефтегазовой, пищевой промышленности для аппаратов с большим объемом.
- Дробилки, измельчители, бегуны: Механизмы с высоким моментом сопротивления и ударной нагрузкой.
- Конвейеры тяжелых грузов: Ленточные и пластинчатые транспортеры большой длины и производительности.
- Вентиляторы и дымососы: Осевые и радиальные вентиляторы низкого давления с большим расходом.
- Насосы поршневого типа и винтовые компрессоры: Приводы, где момент нагрузки практически постоянен.
- Подъемно-транспортное оборудование: Лебедки, краны, механизмы поворота.
- Прямой пуск: Непосредственное подключение к сети полного напряжения. Применяется при достаточной мощности сети и допустимом ударном моменте на механизм.
- Пуск переключением «звезда-треугольник»: Применим только для двигателей, номинально работающих по схеме «треугольник» при данном сетевом напряжении. Снижает пусковой ток в 3 раза, но и пусковой момент также падает в 3 раза.
- Пуск с помощью устройств плавного пуска (УПП): Позволяет плавно наращивать напряжение на обмотках, ограничивая ток и момент, что минимизирует износ механической части.
- Частотный пуск: Использование частотного преобразователя (ЧП) – наиболее технологичный метод, позволяющий не только плавно запустить двигатель, но и регулировать скорость в широком диапазоне.
- Внешний осмотр и очистка: Удаление пыли, грязи, масла с корпуса и ребер охлаждения. Проверка состояния клеммной коробки.
- Контроль вибрации и шума: Измерение виброскорости на подшипниковых щитах для выявления дисбаланса ротора или дефектов подшипников.
- Контроль температуры: Мониторинг нагрева подшипников и статора. Перегрев может указывать на перегрузку, ухудшение условий охлаждения или дефекты.
- Контроль и замена подшипников: Проверка состояния смазки, замена через установленный производителем интервал наработки. Для двигателей МТН обычно используются подшипники качения (радиальные шариковые или роликовые).
- Измерение сопротивления изоляции: Мегаомметром на напряжение 1000 В измеряется сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса и между фазами. Нормативное значение – не менее 1 МОм с учетом температурных поправок.
Ротор – короткозамкнутый, типа «беличья клетка», состоит из вала и сердечника с алюминиевой или медной залитой обмоткой. Вращающееся поле статора индуцирует в роторе токи, взаимодействие которых с полем создает электромагнитный момент, приводящий ротор во вращение с частотой, меньшей синхронной (скольжение составляет 1-3%). Исполнение IP23 предполагает наличие открытых вентиляционных каналов, через которые наружный воздух продувается вентилятором, закрепленным на валу, через внутренние полости двигателя. Это требует чистоты окружающего воздуха во избежание быстрого загрязнения обмоток.
Основные технические характеристики и параметры
Номинальные параметры двигателей МТН 750 об/мин определяются мощностью, на которую спроектирована машина. Диапазон мощностей для данной серии и частоты вращения обычно составляет от 5,5 кВт до 315 кВт и выше, в зависимости от габарита. Ключевые параметры приведены в таблице.
Таблица 1. Примерный ряд мощностей и параметров двигателей МТН 750 об/мин (напряжение 380/660 В, 50 Гц)
| Мощность, кВт | Ток статора, А (380В) | КПД, %, ном. | cos φ, ном. | Пусковой ток / Iном | Пусковой момент / Мном | Макс. момент / Мном | Масса, кг (примерно) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 7,5 | 17,5 | 86,5 | 0,82 | 6,5 | 1,3 | 2,4 | 120 |
| 18,5 | 38,5 | 89,5 | 0,88 | 6,5 | 1,2 | 2,3 | 220 |
| 45 | 87 | 91,5 | 0,88 | 6,5 | 1,1 | 2,3 | 450 |
| 90 | 170 | 93,0 | 0,88 | 6,5 | 1,0 | 2,2 | 780 |
| 160 | 295 | 94,0 | 0,89 | 6,5 | 1,0 | 2,2 | 1300 |
Важнейшими эксплуатационными характеристиками являются:
Область применения и выбор приводного механизма
Тихоходные двигатели 750 об/мин применяются там, где необходима прямая передача вращения на низкооборотные механизмы без использования редуктора или с редуктором, имеющим малое передаточное число. Это снижает потери, упрощает кинематическую схему и повышает общую надежность привода.
Выбор двигателя осуществляется по следующим критериям: мощность, требуемая механизмом в установившемся режиме; момент на валу и его зависимость от скорости (механическая характеристика); условия пуска (наличие и величина пускового момента, допустимость броска тока); частота включений в час; условия окружающей среды.
Схемы подключения и пуск
Обмотки статора двигателей МТН рассчитаны на два номинальных напряжения, чаще всего 220/380 В или 380/660 В. Схема соединения обмоток («звезда» или «треугольник») выбирается в соответствии с напряжением питающей сети.
Таблица 2. Схемы подключения обмоток статора
| Напряжение сети, В | Номинальное напряжение двигателя, В | Схема соединения обмоток | Примечание |
|---|---|---|---|
| 380 | 220/380 | «Звезда» (Y) | Фазное напряжение 220В соответствует линейному 380В |
| 220 | 220/380 | «Треугольник» (Δ) | Фазное напряжение 220В при линейном 220В |
| 660 | 380/660 | «Звезда» (Y) | Фазное напряжение 380В соответствует линейному 660В |
| 380 | 380/660 | «Треугольник» (Δ) | Фазное напряжение 380В при линейном 380В |
Пуск двигателей МТН 750 об/мин, особенно большой мощности, требует учета высоких пусковых токов (в 5-7 раз выше номинального). Основные методы пуска:
Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт
Эксплуатация двигателей МТН требует регулярного технического обслуживания (ТО). Основные операции ТО:
Типовые неисправности: износ или разрушение подшипников (проявляется повышенным шумом и вибрацией); межвитковое замыкание в обмотках статора (приводит к перегреву одной фазы, падению мощности); нарушение контактов в клеммной коробке; загрязнение вентиляционных каналов (вызывает перегрев).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается двигатель МТН 750 об/мин от двигателя АИР аналогичной мощности и скорости?
Серия АИР является общепромышленной с степенью защиты IP54/55 (закрытое обдуваемое исполнение), в то время как МТН имеет степень защиты IP23 (защищенное исполнение). Двигатели МТН, как правило, имеют более высокие энергетические показатели (КПД, cos φ) при тех же габаритах, но могут эксплуатироваться только в чистых помещениях. Конструктивно МТН часто тяжелее и имеет иные установочные размеры.
Можно ли использовать двигатель МТН на частоте 60 Гц?
При подключении к сети 60 Гц синхронная частота вращения увеличится до 900 об/мин (для 4-полюсной машины). Работа возможна только при условии, что напряжение сети будет также скорректировано пропорционально изменению частоты (повышено на 20%), чтобы сохранить номинальный магнитный поток. Без изменения напряжения двигатель будет работать с повышенным намагничивающим током и перегреваться. Длительная эксплуатация на частоте 60 Гц без перемотки статора не рекомендуется.
Как правильно выбрать схему подключения «звезда» или «треугольник»?
Выбор определяется соответствием номинального фазного напряжения двигателя напряжению питающей сети. Если на шильдике указано «380/660 В Δ/Y», это означает, что при линейном напряжении сети 380 В обмотки должны быть соединены в «треугольник», а при 660 В – в «звезду». Неправильное соединение (например, «звезда» на 380В для такого двигателя) приведет к снижению фазного напряжения в √3 раз, потере мощности и перегреву при нагрузке.
Какие методы регулирования скорости возможны для двигателя МТН 750 об/мин?
Базовый метод – использование частотного преобразователя, который позволяет плавно изменять скорость в диапазоне примерно 1:10 с сохранением момента на валу (при вентиляторной нагрузке момент падает квадратично). Также возможно регулирование переключением числа пар полюсов (многоскоростные двигатели), но для стандартного МТН это не предусмотрено. Регулирование изменением скольжения (например, с помощью резисторов в цепи ротора) для двигателей с короткозамкнутым ротором неэффективно и приводит к большим потерям.
Как часто необходимо проводить замену смазки в подшипниках и какую марку использовать?
Периодичность замены смазки зависит от типа подшипника, скорости вращения и условий эксплуатации. Для двигателей 750 об/мин типовой интервал составляет 4000-10000 часов работы. Необходимо руководствоваться инструкцией завода-изготовителя. Для подшипников качения обычно применяются пластичные смазки на литиевой основе (Литол-24, ЦИАТИМ-201 и аналоги). Важно не превышать объем заполнения (обычно 1/2 — 2/3 полости подшипникового узла), чтобы избежать перегрева от избыточного трения.
Что делать, если сопротивление изоляции обмоток упало ниже 1 МОм?
Необходима сушка обмоток. Для двигателей МТН применяется сушка внешним нагревом (тепловыми пушками, лампами) с одновременной выдержкой под пониженным напряжением (около 0,1-0,15 Uном) для обеспечения небольшого тока и внутреннего нагрева. Процесс контролируется по сопротивлению изоляции, которое должно стабилизироваться на уровне не менее 1 МОм при 25°C. Если сушка не помогает, вероятно, имеет место необратимое повреждение изоляции, требующее перемотки статора.