Электродвигатели 3000 об/мин

Электродвигатели 3000 об/мин — это трёхфазные асинхронные двигатели, обмотка статора которых выполнена 2-полюсной, то есть с одной парой полюсов. В сети 50 Гц вращающееся магнитное поле делает 3000 оборотов в минуту; под нагрузкой вал немного отстаёт от него. В этой группе HEM Motor предлагает модели мощностью от 0,25 кВт до 355 кВт. Все они имеют защиту IP55, изоляцию класса F и представлены в списке в стандартном исполнении B3 на лапах. Как самая быстрая из трёх групп по частоте вращения, эти двигатели дают наименьший момент при одинаковой мощности, поэтому выбор обычно начинается с вопроса: нужна машине скорость или усилие?

Одна пара полюсов: самое быстрое вращающееся поле, которое даёт сеть

Первый фактор, определяющий скорость вала асинхронного двигателя, — число полюсов. Чем больше полюсов образует обмотка, тем меньший путь проходит вращающееся поле за один электрический период. В 2-полюсной обмотке поле совершает полный оборот за каждый период. Расчёт: 120 × частота / число полюсов, то есть 120 × 50 / 2 = 3000 об/мин синхронной частоты. При четырёх полюсах это значение уменьшается вдвое, при шести — втрое.

На практике это значит, что самую высокую скорость, которую можно получить от асинхронного двигателя в той же сети без промежуточных шкивов или зубчатых передач, даёт именно эта группа. Если нужна более высокая скорость вала, применяют передаточное отношение шкивов или преобразователь частоты. Если нужна более низкая скорость, обычно рассматривают редуктор или двигатель с большим числом полюсов. Если планируется работа от преобразователя, прочтите также пояснения на странице электродвигатели для работы с преобразователем частоты.

Почему на табличке никогда не написано ровно 3000: синхронная и номинальная частота

3000 об/мин — это скорость поля; ротор никогда полностью её не догоняет. Чтобы в стержнях ротора наводился ток, нужна небольшая разница скоростей между полем и ротором. Эта разница называется скольжением, а её величину определяет нагрузка. На холостом ходу вал очень близко подходит к синхронному значению; при нагрузке до паспортной мощности он снижается до номинальной частоты.

Каталожные номинальные частоты моделей этой группы лежат в пределах 2730–2982 об/мин. В малых габаритах скольжение сравнительно велико: модель 63M2-2 на 0,25 кВт вращается при номинальной нагрузке с частотой 2730 об/мин. С ростом мощности разница сокращается; для модели 315L1-2 на 160 кВт указано 2980 об/мин. У моделей с алюминиевым корпусом диапазон 2730–2945 об/мин, у чугунных — 2750–2982 об/мин.

Для чугунных моделей на 185 кВт и 355 кВт данных о номинальной частоте в списке нет; для этих двух моделей значение подтверждается на этапе коммерческого предложения. В расчётах со стороны машины используйте номинальную частоту с таблички выбранной модели, а не цифру 3000. При расчёте диаметра шкива, подачи насоса или скорости резания эта небольшая разница может изменить результат. Объяснение того же явления на примере четырёх полюсов см. в материале почему фактическая частота вращения двигателя на 1500 об/мин отличается.

Материал корпуса, габариты IEC и варианты напряжения

Группа выпускается в двух материалах корпуса: алюминий и чугун. На каждой мощности в диапазоне 0,55–11 кВт один и тот же код модели доступен в обоих материалах; мощности выше 11 кВт поставляются только в чугунном корпусе.

Отличительная деталь этой группы — габарит 63M. Среди трёх групп частоты вращения HEM габарит 63M есть только на 2-полюсной стороне, в алюминиевой модели 63M2-2 на 0,25 кВт. Для небольших вентиляторов, небольших насосов или приводов аппаратов, где мало места для монтажа, это обычно первая модель для рассмотрения.

Напряжение обмотки делится на два варианта в зависимости от мощности: до 3 кВт — 230/400 В (Δ/Y), от 4 кВт и выше — 400/690 В (Δ/Y). В сети 400 В двигатели первой группы подключаются звездой, второй — треугольником. Если планируется пуск по схеме «звезда-треугольник», обмотка должна работать треугольником при 400 В; модели этой группы от 4 кВт выполнены именно так. Все варианты по материалу корпуса собраны в категориях электродвигатели с алюминиевым корпусом и электродвигатели с чугунным корпусом.

Примеры из разных точек диапазона мощности

Модели ниже расположены от меньшей к большей и представляют разные точки диапазона. Значения — каталожные номинальные. Актуальная цена указана в карточке и на странице каждой модели.

• 63M2-2: 0,25 кВт, алюминиевый корпус, номинально 2730 об/мин, момент 0,87 Н·м
• 90L-2: 2,2 кВт, алюминиевый корпус, номинально 2895 об/мин, момент 7,26 Н·м
• 132S2-2: 7,5 кВт, чугунный корпус, номинально 2930 об/мин, момент 24,4 Н·м
• 160M2-2: 15 кВт, чугунный корпус, номинально 2945 об/мин, момент 48,6 Н·м
• 200L2-2: 37 кВт, чугунный корпус, номинально 2960 об/мин, момент 119,4 Н·м
• 280S-2: 75 кВт, чугунный корпус, номинально 2975 об/мин, момент 240,8 Н·м

В габарите 132S есть и модель на 5,5 кВт (132S1-2), и модель на 7,5 кВт (132S2-2). Поскольку один код габарита может включать разные мощности, заказ всегда следует оформлять по полному коду модели. Если нужно увидеть все ступени мощности в одной таблице, удобна карта трёхфазных моделей.

2, 4 и 6 полюсов при одинаковой мощности: как меняется момент?

При постоянной мощности момент обратно пропорционален частоте вращения. Приблизительно действует соотношение T (Нм) ≈ 9550 × P (кВт) / n. Поэтому 2-полюсный двигатель, имеющий наибольшую частоту, при той же паспортной мощности прикладывает к валу наименьшее усилие. Два примера на реальных данных:

• При 4 кВт: модель 112M-2 даёт 13,1 Н·м при 2905 об/мин; 112M-4 — 26,3 Н·м при 1450 об/мин; 132M1-6 — 39,5 Н·м при 968 об/мин. Здесь 2-полюсная и 4-полюсная модели используют один и тот же габарит 112M, но у 4-полюсной момент больше примерно вдвое.
• При 37 кВт: 200L2-2 даёт 119,4 Н·м; 225S-4 — 237,9 Н·м; 250M-6 — 358,7 Н·м. На этой мощности 2-полюсная модель занимает самый малый габарит.

Таким образом, при той же мощности 2-полюсный двигатель часто помещается в меньший или равный габарит, но его момент невелик. Если машине нужен более медленный и сильный вал, сравните модели на страницах электродвигатели 1500 об/мин или электродвигатели 1000 об/мин. Общие последствия выбора числа полюсов рассмотрены в вопросе что меняет выбор 2-, 4- или 6-полюсного двигателя одной мощности, а значения момента в зависимости от мощности и частоты — в таблице моментов электродвигателей.

Высокая скорость подходит не для любой нагрузки: сначала проверьте момент нагрузки

Даже если мощность двигателя кажется достаточной, машине на самом деле может требоваться момент. При тяжёлом пуске или нагрузках, которым нужно большое усилие на низкой скорости (гружёный конвейер, мешалка плотного материала, дробилка, подъёмный механизм и т. п.), 2-полюсный двигатель при той же мощности даёт меньший момент, поэтому ему нужен редуктор с большим передаточным числом, либо он может не подойти. Если требуемый нагрузкой пусковой момент превышает возможности двигателя, двигатель не выходит на скорость, ток долго остаётся высоким и срабатывает защита.

При снижении частоты редуктором выходной момент возрастает пропорционально передаточному числу (без учёта потерь). Однако для получения той же выходной частоты с 2-полюсным двигателем выбирают большее передаточное число. Влияние замены двигателя на существующем редукторе объяснено на примере в вопросе что будет с выходными оборотами, если поставить на тот же редуктор двигатель на 1000 об/мин; для двух полюсов логика та же.

На высокой скорости механические детали тоже более чувствительны. Балансировке муфты, шкива или крыльчатки вентилятора на валу, смазке и опоре подшипников, а также шуму при работе нужно уделять больше внимания, чем у тихоходного двигателя. При ременной передаче также следует проверить нагрузку, которую диаметр шкива и натяжение ремня создают на конце вала. Поскольку пределы по этим пунктам зависят от монтажа и приводимой машины, числовые значения здесь не приводятся; если сомневаетесь, опишите нам своё применение.

Задачи, для которых обычно рассматривают эту группу

Ниже перечислены применения, в которых часто оценивают 2-полюсный двигатель. Название машины само по себе не доказывает пригодность; окончательный выбор зависит от нагрузки, требуемой частоты вращения, передачи (муфта, ремень и шкив, редуктор) и условий работы.

• Центробежные насосы, насосы повышения давления и циркуляционные насосы с прямым соединением через муфту
• Некоторые типы вентиляторов и воздуходувок, которым нужна высокая окружная скорость
• Станки, работающие с высокой скоростью резания: циркулярные пилы, шлифовальные и заточные машины
• Приводы с малым пусковым моментом, где скорость сохраняется или повышается шкивами

В центробежном насосе рабочее колесо и характеристика насоса рассчитаны на определённую частоту вращения. Подключение 2-полюсного двигателя к насосу, подобранному под 4-полюсный двигатель, повышает подачу и напор, а потребляемая насосом мощность быстро растёт вместе с частотой; двигатель может перегрузиться. Вентиляторы ведут себя похожим образом. Поэтому перед такой заменой сверьтесь с данными производителя насоса или вентилятора.

Проверка присоединительных размеров и электрической совместимости

При подборе замены старому двигателю совпадение номера габарита IEC — лишь первая информация. Следующие пункты нужно сравнить по очереди:

• Монтажное исполнение: B3 на лапах, B5 или B14 с фланцем, B35 на лапах с фланцем
• Диаметр и длина вала, размер шпонки
• Расстояние между отверстиями лап и высота оси вала
• Размеры фланца (для фланцевых исполнений)
• Схема подключения (Δ/Y; 230/400 В или 400/690 В) и сеть объекта

Прайс-листовая цена относится к стандартному исполнению B3 на лапах. Другое монтажное исполнение (B5, B14, B35) может изменить цену и подтверждается при заказе. Для фланцевых исполнений см. страницы фланцевые двигатели B5 и B14 и двигатели на лапах с фланцем B34 и B35. Что означает номер габарита и как узнать размер вала, объяснено в вопросе о номере габарита. Самый быстрый путь — отправить через WhatsApp фото таблички старого двигателя и подключения в его клеммной коробке; совпадение размеров и схемы подтверждается по этим фото.

Что подготовить для запроса предложения

• Мощность (кВт) и группа частоты: 3000 об/мин, 2 полюса
• Монтажное исполнение (B3, B5, B14, B35)
• Напряжение сети и схема подключения
• Желаемый материал корпуса (алюминий или чугун)
• Количество
• При замене — фото таблички старого двигателя

Продажи и коммерческие предложения ведутся через WhatsApp и по телефону. Общие шаги покупки кратко описаны в категории купить электродвигатель.

Часто задаваемые вопросы

С какой частотой на самом деле вращается двигатель 3000 об/мин?

3000 об/мин — синхронная частота. Под нагрузкой из-за скольжения вал вращается медленнее; номинальные частоты моделей этой группы лежат в пределах 2730–2982 об/мин. Точное значение для каждой модели приведено в её технических данных.

Какой двигатель в этой группе самый малый?

Это алюминиевая модель 63M2-2 на 0,25 кВт. Среди групп частоты вращения HEM габарит 63M есть только на 2-полюсной стороне, поэтому о нём часто спрашивают для тесных мест монтажа.

Можно ли поставить 2-полюсный двигатель вместо 4-полюсного?

Даже при совпадении размеров машина будет вращаться примерно вдвое быстрее, а момент при той же мощности снизится приблизительно вдвое. В насосе, вентиляторе или приводе с редуктором такая замена может перегрузить машину. Сначала проверьте требуемую частоту вращения машины и момент нагрузки.

Почему 2-полюсный двигатель даёт меньший момент при той же мощности?

Мощность зависит от произведения момента на частоту вращения. При высокой частоте для той же мощности требуется меньший момент. Например, при 4 кВт модель 112M-2 даёт 13,1 Н·м, а 112M-4 — 26,3 Н·м.

Можно ли использовать двигатель 3000 об/мин с преобразователем частоты?

Это зависит от применения. Преобразователи часто применяют на насосах и вентиляторах, где нужна регулировка скорости; однако рабочий диапазон, охлаждение и механические ограничения нужно оценивать вместе с нагрузкой. Если вы пришлёте описание применения через WhatsApp, подходящая модель будет подобрана совместно.