Электровигатели МТН 011

Электродвигатели МТН 011: технические характеристики, конструкция и область применения

Электродвигатели серии МТН 011 представляют собой асинхронные трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором, предназначенные для продолжительного режима работы S1. Данная серия является модернизированным и унифицированным развитием широко распространенных двигателей серии АИР. Основное назначение – привод механизмов и машин, не требующих регулирования частоты вращения, в условиях нормальной окружающей среды. К таким механизмам относятся насосы, вентиляторы, компрессоры, конвейеры, станки, генераторы и другое промышленное оборудование.

Конструктивные особенности и исполнения

Двигатели МТН 011 изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ и международных стандартов IEC. Их конструкция характеризуется высокой степенью унификации, что обеспечивает взаимозаменяемость с двигателями предыдущих серий.

• Корпус и охлаждение: Корпус двигателя выполнен из алюминиевого сплава или чугуна, в зависимости от габарита и мощности. Охлаждение осуществляется по схеме IC 0141 (закрытое исполнение с самовентиляцией). Вентилятор, закрытый защитным кожухом, установлен на валу двигателя и обеспечивает обдув ребристого корпуса внешним воздухом.
• Статор: Сердечник статора набирается из изолированных листов электротехнической стали, запрессовывается в корпус и закрепляется. Обмотка статора выполняется из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F, что обеспечивает запас по нагревостойкости при работе в классе изоляции B.
• Ротор: Короткозамкнутый ротор имеет беличью клетку, залитую алюминиевым сплавом. Вал ротора выполнен из стали и вращается в подшипниках качения.
• Подшипниковые узлы: Используются шариковые радиальные или радиально-упорные подшипники, смазываемые консистентной смазкой на весь срок службы (для большинства исполнений). Существуют модификации с возможностью пополнения смазки через пресс-масленки.
• Клеммная коробка: Расположена в верхней части корпуса. Существуют исполнения с возможностью поворота коробки на 90°, 180° и 270° для удобства подвода кабелей. Ввод кабеля может быть как с левой, так и с правой стороны. Соединение обмоток – «звезда» или «треугольник», в зависимости от напряжения питающей сети.

Двигатели поставляются в различных климатических исполнениях (У, УХЛ, Т) и категориях размещения (1-5 по ГОСТ 15150). Основные монтажные исполнения:

• IM 1081 – на лапах с одним цилиндрическим концом вала.
• IM 2081 – на лапах с фланцем на подшипниковом щите.
• IM 3081 – с фланцем без лап.

Основные технические параметры и характеристики

Номинальные параметры двигателей МТН 011 соответствуют стандартному ряду мощностей и синхронных частот вращения.

Таблица 1. Ряд мощностей и частот вращения МТН 011

Синхронная частота вращения, об/мин	Ряд номинальных мощностей, кВт
3000	0.12, 0.18, 0.25, 0.37, 0.55, 0.75, 1.1, 1.5, 2.2, 3.0, 4.0, 5.5, 7.5, 11, 15, 18.5, 22, 30, 37, 45, 55, 75, 90, 110, 132, 160, 200, 250, 315
	0.12, 0.18, 0.25, 0.37, 0.55, 0.75, 1.1, 1.5, 2.2, 3.0, 4.0, 5.5, 7.5, 11, 15, 18.5, 22, 30, 37, 45, 55, 75, 90, 110, 132, 160, 200, 250
	0.12, 0.18, 0.25, 0.37, 0.55, 0.75, 1.1, 1.5, 2.2, 3.0, 4.0, 5.5, 7.5, 11, 15, 18.5, 22, 30, 37, 45, 55, 75, 90, 110, 132, 160
	0.12, 0.18, 0.25, 0.37, 0.55, 0.75, 1.1, 1.5, 2.2, 3.0, 4.0, 5.5, 7.5, 11, 15, 18.5, 22, 30, 37, 45, 55, 75, 90, 110, 132

Номинальное напряжение: 220/380 В, 380/660 В, 660/1140 В (для высших напряжений – специальные исполнения). Частота питающей сети – 50 Гц. Степень защиты по ГОСТ (IEC): IP54 (стандартно) или IP55 (по заказу). Класс изоляции – F с предельно допустимым нагревом по классу B (80°C для обмотки).

Таблица 2. Пример технических данных для двигателей 1500 об/мин

Мощность, кВт	КПД, %	cos φ	Пусковой ток Iп/Iн	Пусковой момент Мп/Мн	Макс. момент Мmax/Мн
0.75	72.0	0.80	5.0	2.2	2.3
5.5	85.0	0.84	6.5	2.0	2.3
18.5	89.5	0.89	7.0	2.0	2.3
45	91.5	0.89	6.8	1.4	2.3
110	93.0	0.88	6.5	1.1	2.2

Условия эксплуатации и особенности выбора

Двигатели МТН 011 рассчитаны на работу в следующих условиях:

• Высота над уровнем моря до 1000 м.
• Окружающая температура от -40°C до +40°C (для исполнения У1).
• Относительная влажность воздуха не более 98% при 25°C.
• Отсутствие взрывоопасных, химически активных паров и газов, проводящей пыли.

При выборе двигателя для конкретного привода необходимо учитывать:

• Мощность: Номинальная мощность двигателя должна быть не меньше мощности, потребляемой приводимым механизмом, с учетом возможных перегрузок. Важен правильный расчет по методике, учитывающей статический момент, момент инерции и характер нагрузки.
• Частоту вращения: Выбирается исходя из требуемой скорости механизма и возможности применения редуктора. Двигатели на 3000 об/мин имеют меньшие габариты и массу на единицу мощности, но больший пусковой ток и шум.
• Пусковые характеристики: Для механизмов с тяжелыми условиями пуска (например, поршневые компрессоры, мельницы) необходимо убедиться, что пусковой момент двигателя превышает момент сопротивления механизма. В противном случае требуется выбор двигателя большей мощности или с особыми пусковыми характеристиками (например, с фазным ротором).
• Режим работы: Для режимов S2 (кратковременный), S3 (повторно-кратковременный) и других, отличных от S1, требуется специальный расчет на нагрев. Двигатели МТН 011 в базовом исполнении оптимизированы для S1.
• Способ монтажа и исполнение вала: Определяется конструкцией приводного механизма.

Схемы подключения и пуск

Обмотки статора двигателя имеют шесть выводов (U1, V1, W1; U2, V2, W2), что позволяет соединить их в «звезду» (Y) или «треугольник» (Δ).

• Для сетей 380 В с линейным напряжением 380 В обмотки соединяются в «звезду».
• Для сетей 220/127 В или при использовании частотного преобразователя на 380 В с выходом на 220 В (для увеличения момента на низких частотах) может применяться схема «треугольник».

Пуск двигателей мощностью до 11-15 кВт, как правило, осуществляется прямым включением в сеть. Для двигателей большей мощности, чтобы ограничить пусковой ток, применяются схемы пуска:

• Переключение «звезда-треугольник»: Применимо только для двигателей, обмотки которых рассчитаны на работу в «треугольнике» при данном сетевом напряжении. Пусковой ток снижается в 3 раза.
• Пуск с помощью устройств плавного пуска (УПП): Обеспечивает оптимальное снижение пускового тока и плавный разгон.
• Частотный преобразователь (ЧП): Обеспечивает не только плавный пуск, но и регулирование скорости в широком диапазоне. При использовании ЧП необходимо учитывать возможность возникновения перенапряжений на обмотках и, при необходимости, применять двигатели с усиленной изоляцией или выходные дроссели.

Техническое обслуживание и диагностика

Плановое техническое обслуживание (ТО) двигателей МТН 011 включает:

• Внешний осмотр: Проверка состояния корпуса, креплений, клеммной коробки, чистоты вентиляционных каналов.
• Контроль вибрации: Измерение виброскорости или виброускорения на подшипниковых щитах. Превышение норм (по ГОСТ ISO 10816) указывает на дисбаланс ротора, износ подшипников или нарушение соосности.
• Контроль температуры: Измерение температуры подшипниковых узлов и корпуса. Нагрев подшипников выше 95°C свидетельствует о неисправности.
• Измерение сопротивления изоляции: Мегомметром на 500 В или 1000 В. Сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса и между фазами должно быть не менее 1 МОм для двигателей до 660 В при холодном состоянии. Рекомендуемое значение – не ниже 10 МОм.
• Измерение омического сопротивления обмоток: Проверка равенства сопротивлений фаз (разброс не более ±2%) позволяет выявить межвитковые замыкания, плохие контакты в пайках.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличаются двигатели МТН 011 от серии АИР?

Двигатели МТН 011 являются дальнейшим развитием серии АИР. Основные отличия: повышенный КПД (близкий к классу IE2), использование изоляции класса F, улучшенная система вентиляции, унификация по установочно-присоединительным размерам с международными аналогами (IEC). Конструктивно они очень близки и в большинстве случаев взаимозаменяемы.

Можно ли использовать двигатель МТН 011 с частотным преобразователем?

Да, можно. Однако для длительной работы на низких скоростях (ниже 20-30 Гц) со стандартным самовентилятором необходимо обеспечить независимое охлаждение. Для работы с ЧП на длинных кабелях (более 50 м) рекомендуется установка выходного синус-фильтра или дросселя для защиты изоляции обмотки от перенапряжений, вызванных эффектом длинной линии.

Что означает маркировка, например, МТН 011-6-0.55?

• МТН – серия двигателя (Модернизированный, Трехфазный, с короткозамкнутым ротором).
• 011 – габарит (высота оси вращения, условно).
• 6 – число полюсов (6 полюсов = синхронная частота 1000 об/мин).
• 0.55 – номинальная мощность в кВт.

Как часто нужно проводить замену смазки в подшипниках?

В стандартных двигателях МТН 011 с необслуживаемыми подшипниками (закрытого типа, с консистентной смазкой) замена смазки не требуется в течение всего срока службы. В двигателях с пресс-масленками (обычно большей мощности) периодичность замены или добавления смазки указана в паспорте и зависит от условий эксплуатации (в среднем 4000-10000 часов работы). Важно не перегружать подшипник смазкой.

Почему двигатель греется выше допустимой температуры?

Возможные причины: перегруз по току (механическая перегрузка, заклинивание), нарушение условий пуска (частые пуски в режиме S1), пониженное или повышенное напряжение сети, несимметрия фазных напряжений (>1%), засорение системы вентиляции, неисправность вентилятора, межвитковое замыкание в обмотке, износ подшипников. Необходимо провести диагностику: замерить токи по фазам, напряжение, сопротивление изоляции.

Каков средний срок службы двигателя МТН 011?

Расчетный срок службы при работе в номинальном режиме и соблюдении условий эксплуатации составляет 15-20 лет. На практике он сильно зависит от нагрузки, качества питающей сети, условий окружающей среды (температура, влажность, запыленность) и качества технического обслуживания. Наиболее частые причины выхода из строя – износ подшипников и пробой изоляции обмоток.

Как правильно хранить неиспользуемый двигатель?

Двигатель должен храниться в сухом отапливаемом помещении с относительной влажностью не более 60%. Если хранение происходит в неотапливаемом помещении или на улице (что крайне нежелательно), необходимо принять меры против конденсации влаги внутри двигателя (использовать влагопоглотители, периодически подключать обмотки на напряжение ниже номинального для «просушки» током). Перед вводом в эксплуатацию после длительного хранения обязательно проверить сопротивление изоляции.