Электродвигатели МТН 925 об/мин

Электродвигатели МТН 925 об/мин: технические характеристики, конструкция и область применения

Электродвигатели серии МТН с синхронной частотой вращения 925 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 модификациям с пониженной частотой вращения, что определяет их специфическую конструкцию и сферу применения. Основное назначение — привод механизмов, требующих невысоких скоростей без использования редукторных систем или с упрощенной кинематической схемой, таких как мешалки, дробилки, мощные вентиляторы и насосы с большим расходом.

Конструктивные особенности двигателей МТН 925 об/мин

Достижение синхронной скорости 925 об/мин (что соответствует 15,4 об/с) при частоте сети 50 Гц требует выполнения обмотки статора на 6 полюсов. Это ключевое отличие от более распространенных 4-полюсных (1500 об/мин) и 2-полюсных (3000 об/мин) двигателей. Увеличение числа полюсов приводит к следующим конструктивным изменениям:

• Активная часть: При той же мощности, что и у высокооборотных аналогов, 6-полюсный двигатель имеет больший диаметр статора и/или длину пакета магнитопровода для обеспечения необходимого магнитного потока и момента.
• Обмотка статора: Более сложная схема укладки обмотки с увеличенным числом катушечных групп. Используется провод с сечением, рассчитанным на повышенный ток при том же номинальном моменте (по сравнению с 4-полюсным), так как мощность пропорциональна моменту и скорости вращения.
• Система охлаждения: Низкая скорость вращения вала снижает эффективность самообдува. Поэтому двигатели серии МТН, особенно в исполнениях с высотами вращения 250 мм и более, часто оснащаются наружным вентилятором с независимым приводом (система охлаждения IC 416) для поддержания номинального теплового режима.
• Подшипниковые узлы: Низкая частота вращения благоприятно сказывается на ресурсе подшипников качения, однако требует тщательного подбора смазки, особенно для двигателей вертикального исполнения.

Основные технические параметры и маркировка

Маркировка двигателя МТН раскрывает его основные параметры. Пример: МТН 511-6. Расшифровка:

• МТН — серия двигателя (М — модернизированный, Т — трехфазный, Н — защищенного исполнения с самовентиляцией).
• 511 — габарит (условный размер по высоте оси вращения и длине станины).
• 6 — число полюсов (определяет синхронную скорость: для 6 полюсов — 1000 об/мин, а номинальная ≈ 925-970 об/мин).

Номинальная скорость 925 об/мин является типичной рабочей для 6-полюсных асинхронных двигателей при номинальной нагрузке, учитывая скольжение (разницу между синхронной и фактической скоростью), которое обычно составляет 2.5-7.5%.

Таблица 1. Примеры параметров двигателей МТН 925 об/мин (габариты 315-355)

Модель	Мощность, кВт	Номинальный ток, А (380В)	КПД, %	cos φ	Пусковой ток / Iном	Масса, кг
МТН 315S-6	55	105	91.5	0.86	6.5	520
МТН 315L-6	75	140	92.5	0.87	7.0	620
МТН 355S-6	110	205	93.5	0.88	6.8	950
МТН 355L-6	132	245	94.0	0.89	7.0	1100

Способы пуска и управления

Пуск 6-полюсных двигателей МТН характеризуется более высоким пусковым моментом и меньшим пусковым током по сравнению с 2- и 4-полюсными двигателями той же мощности, что обусловлено их конструкцией. Однако для мощностей свыше 30-55 кВт прямое включение (Direct-On-Line, DOL) может быть недопустимо из-за ограничений питающей сети. Основные методы пуска:

• Прямой пуск (DOL): Применяется при достаточной мощности сети. Прост и надежен, но вызывает просадку напряжения.
• Пуск переключением «звезда-треугольник»: Эффективен 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, что подходит только для механизмов с вентиляторным моментом нагрузки (насосы, вентиляторы).
• Пуск с помощью устройств плавного пуска (УПП): Оптимальное решение для постепенного нарастания момента, снижения пусковых токов и устранения рывков. Особенно актуально для приводов конвейеров, дробилок, центрифуг.
• Частотное регулирование (ЧРП): Позволяет не только плавно пускать и останавливать двигатель, но и точно регулировать скорость в широком диапазоне. Для двигателей МТН 925 об/мин при использовании ЧРП необходимо учитывать снижение момента на низких скоростях из-за ухудшения охлаждения (независимая вентиляция решает эту проблему) и риск механического резонанса.

Области применения и выбор сопутствующего оборудования

Двигатели с частотой вращения 925 об/мин выбирают для приводов, где их скорость близка к рабочей скорости исполнительного механизма, либо где требуется высокий момент при относительно низкой скорости.

• Насосное оборудование: Крупные центробежные насосы водоснабжения, циркуляционные насосы в энергетике, шламовые насосы.
• Вентиляционное оборудование: Радиальные вентиляторы высокого давления, дымососы и дутьевые машины котельных установок.
• Дробильное и мельничное оборудование: Щековые, конусные дробилки, шаровые мельницы.
• Смесители и мешалки: Вертикальные и горизонтальные смесители для тяжелых сред.
• Конвейеры: Мощные ленточные и скребковые конвейеры для перемещения сыпучих материалов.

Выбор кабеля: Для подключения необходимо учитывать номинальный ток двигателя (см. таблицу 1), способ прокладки и материал жилы. Сечение кабеля выбирается по ПУЭ, глава 1.3. Для двигателей МТН мощностью 75 кВт (Iном ≈ 140А) при прокладке в воздухе может потребоваться кабель ВВГ или АВВГ сечением 50-70 мм² по меди. Обязателен расчет по потере напряжения, особенно при длинных линиях.

Защитная аппаратура:

• Автоматический выключатель: Номинальный ток расцепителя выбирается с учетом пусковых токов: Iном.расц ≈ (1.2-1.3)
• Iном.двиг. Характеристика срабатывания — D или K для устойчивости к броскам тока.
• Тепловое реле (в составе магнитного пускателя): Настройка срабатывания — 1.05
• Iном.двиг. Для двигателей с независимой вентиляцией необходимо использовать реле с функцией защиты от несимметрии фаз и заторможенного ротора.
• Контакторы: Должны соответствовать номинальному току двигателя и категории применения AC-3.

Эксплуатация, техническое обслуживание и диагностика

Регламентные работы для двигателей МТН включают в себя:

• Ежесменный контроль: Вибрация, температура подшипниковых узлов и статора, уровень шума.
• Периодическое ТО (раз в 6-12 месяцев): Чистка внутренних полостей от пыли, проверка состояния контактных соединений в клеммной коробке, измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (норма не менее 1 МОм на 1 кВ номинального напряжения, но не ниже 0.5 МОм для сетей до 660В).
• Капитальное ТО (раз в 3-5 лет): Замена смазки в подшипниках (тип и объем — по паспорту двигателя), проверка воздушного зазора между статором и ротором, при необходимости балансировка ротора.

Диагностика неисправностей:

• Повышенная вибрация: Ослабление крепления, износ подшипников, нарушение центровки с нагрузкой, дисбаланс ротора, ослабление бандажей обмотки ротора.
• Перегрев обмоток: Перегрузка, несимметрия или понижение напряжения сети, заклинивание подшипника, нарушение вентиляции, межвитковое замыкание.
• Гул при работе с повышенным током: Неправильная схема соединения обмоток, обрыв фазы, короткозамкнутые витки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двигатель МТН 925 об/мин от двигателя АИР аналогичной мощности и скорости?

Серия АИР является общепромышленной и пришла на смену серии МТН. Конструктивно они очень близки. Основные отличия носят нормативный характер: АИР изготавливаются по ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034), имеют несколько улучшенные энергетические показатели (КПД, cos φ) и более широкий ряд мощностей. МТН производились по старому ГОСТ 183-74. На практике при замене МТН на АИР необходимо сверять установочные и присоединительные размеры по каталогам.

Можно ли получить скорость 925 об/мин от частотного преобразователя на двигателе с другой номинальной скоростью?

Да, это технически возможно. Например, 4-полюсный двигатель (1500 об/мин) при питании частотой ~31 Гц будет выдавать скорость около 925 об/мин (без учета скольжения). Однако, номинальный момент двигателя при этом снижается пропорционально снижению частоты, если не используется векторное управление с автокомпенсацией. Целесообразность такого решения зависит от требований к моменту на валу. Специализированный 6-полюсный двигатель (МТН 925 об/мин) при работе на номинальной частоте 50 Гц будет работать в оптимальном тепловом и магнитном режиме.

Как правильно выбрать сечение питающего кабеля для двигателя МТН 75 кВт 925 об/мин?

Выбор осуществляется по номинальному току, указанному в паспорте двигателя (примерно 140А для 380В). Согласно ПУЭ табл. 1.3.4-1.3.7, для трехжильного кабеля с медными жилами, проложенного в воздухе (например, ВВГ), ближайшее сечение — 70 мм² (допустимый ток 170А). Обязателен проверочный расчет:

• По потере напряжения (должна быть ≤ 5% при пуске).
• По условиям срабатывания защиты (ток короткого замыкания должен быть достаточен для отключения автомата).
• По термической стойкости к току короткого замыкания.

Для алюминиевых кабелей (АВВГ) сечение будет больше — 120 мм².

Почему у двигателя МТН 925 об/мин такой высокий пусковой момент и как это влияет на выбор редуктора?

Высокий пусковой момент (обычно 1.8-2.2 от номинального) заложен конструктивно и связан с 6-полюсной обмоткой. Это преимущество для тяжелых пусков. При выборе редуктора, работающего после такого двигателя, его расчетный входной момент должен быть не менее номинального момента двигателя (M = 9550

• P / n, где P в кВт, n в об/мин). Кроме того, необходимо учитывать пиковые нагрузки при пуске. Редуктор выбирается с номинальным моментом, превышающим расчетный, с запасом на динамические нагрузки (коэффициент службы).

Какие подшипники используются в двигателях МТН крупных габаритов и как часто требуется их перезаправка?

В опорных подшипниковых узлах двигателей МТН габаритов 315 и выше, как правило, применяются роликовые подшипники (например, NU-серии) на приводном конце и шариковые радиальные (например, 6-серии) на противоприводном конце. Тип и размер указаны в паспорте. Перезаправка смазки проводится в среднем через 4000-10000 часов работы, но точный интервал и тип смазки (чаще всего Лита-24 или импортные аналоги) регламентированы инструкцией завода-изготовителя. Перезаправка должна выполняться в строгом соответствии с объемом полости, так как избыток смазки приводит к ее выдавливанию и перегреву подшипника.

Заключение

Электродвигатели серии МТН с частотой вращения 925 об/мин представляют собой надежные, проверенные временем асинхронные машины, оптимизированные для привода низкооборотных механизмов высокой мощности. Их конструкция, основанная на 6-полюсной обмотке, обеспечивает высокий пусковой момент и стабильную работу в продолжительном режиме. При выборе, монтаже и эксплуатации таких двигателей критически важно учитывать их специфические параметры: номинальный и пусковой токи, требования к системе охлаждения, методы пуска и защиты. Правильный подбор сопутствующего кабеля и коммутационно-защитной аппаратуры, а также соблюдение регламентов технического обслуживания являются залогом длительного и безотказного ресурса в составе любого промышленного привода.