Число оборотов трехфазного двигателя: как согласовать количество полюсов, частоту и номинальную скорость

При замене трехфазный асинхронный двигатель, однако простого соответствия номинальной мощности в кВт недостаточно. Двигатель с той же выходной мощностью, но с другим количеством полюсов или номинальной частотой вращения может изменить рабочую скорость приводного оборудования, повлиять на доступный крутящий момент на валу и вызвать проблемы с механической совместимостью.

При работе с оборудованием оригинального производителя (OEM) и в рамках проектов по замене двигателей мы рекомендуем в первую очередь проверить три параметра: требуемую частоту вращения вала, частоту питания и номинальную частоту вращения исходного двигателя. Именно эти параметры определяют, сможет ли предлагаемый двигатель обеспечить поддержание заданной рабочей точки оборудования.

Число полюсов двигателя: 2, 4, 6 и 8 — скорость вращения (об/мин)

Количество магнитных полюсов определяет синхронную скорость электродвигателя переменного тока при заданной частоте. Приведенные ниже ориентировочные значения полезно учитывать при изучении технических характеристик электродвигателя.

Эти значения не отражают фактическую скорость вращения асинхронных двигателей при полной нагрузке. Асинхронный двигатель работает на скорости ниже синхронной из-за скольжения. Поэтому номинальную частоту вращения необходимо уточнять в таблице технических характеристик производителя или на паспортной табличке двигателя.

Что данные о двигателе Yaoda YE3 говорят о фактической частоте вращения

Наша серия YE3 H80–355 включает в себя различные конфигурации полюсов для промышленного оборудования с фиксированной скоростью вращения. Приведенные ниже примеры взяты из опубликованных данных о характеристиках при частоте 50 Гц.

Первые две модели имеют одинаковую номинальную мощность — 3 кВт, но значительно различаются по номинальной частоте вращения. Они не являются прямыми заменителями друг друга только потому, что их номинальная мощность совпадает.

При одинаковой выходной мощности более низкая частота вращения вала соответствует более высокому номинальному крутящему моменту. Однако это не означает, что двигатель с более низкой частотой вращения может автоматически заменить агрегат с более высокой частотой вращения. Приводящаяся в движение машина и трансмиссия должны быть рассчитаны на новую рабочую частоту вращения.

Двигатели на 50 Гц и 60 Гц: почему частота имеет значение при заказе запасных частей

При переходе с частоты 50 Гц на 60 Гц синхронная скорость увеличивается на 20%, если количество полюсов остается неизменным. Например, у 4-полюсного двигателя синхронная скорость составляет 1500 об/мин при частоте 50 Гц и 1800 об/мин при частоте 60 Гц.

Фактические номинальные скорости будут ниже и будут зависеть от конструкции двигателя и нагрузки. Двигатель, рассчитанный на частоту 50 Гц, не следует автоматически допускать к эксплуатации при частоте 60 Гц без проверки его электрических характеристик и характеристик приводного оборудования.

Особое внимание следует уделить следующим трем условиям:

• Напряжение: Убедитесь, что двигатель рассчитан на предполагаемое сочетание напряжения и частоты.
• Механическая скорость: Убедитесь, что оборудование, муфта, подшипники и трансмиссия способны работать при соответствующей частоте вращения.
• Загрузить: Определите, приводит ли более высокая скорость к превышению номинальных значений мощности или крутящего момента двигателя.

В случае центробежных насосов и вентиляторов увеличение частоты вращения может привести к значительному росту потребляемой мощности в соответствующих условиях работы системы. Что касается конвейеров и редукторного оборудования, то скорость конвейерной линии или частота вращения выходного вала могут перестать соответствовать производственным требованиям.

Компания Yaoda поддерживает конфигурации двигателей с частотой 50 Гц и 60 Гц для экспортных заказов. Окончательные электрические и механические характеристики должны быть согласованы до начала производства.

Как согласовать частоту вращения двигателя при замене существующего двигателя

Если оригинальный двигатель недоступен или его модель снята с производства, технические характеристики замены следует определять исходя из требований к оборудованию, а не только на основе номинальной мощности.

Проверьте следующее:

• Номинальная мощность и номинальная частота вращения, указанные на заводской табличке
• Напряжение и частота питания
• Первоначальное количество столбов (если известно)
• Требуемая скорость приводного оборудования
• Передаточное число коробки передач или передаточное число ременной передачи
• Схема крепления и размеры вала
• Требуемый рабочий крутящий момент и условия запуска

Пример: Замена 4-полюсного двигателя на 2-полюсный

Рассмотрим установку, изначально сконструированную на основе 4-полюсного асинхронного двигателя, работающего со скоростью около 1480 об/мин при частоте 50 Гц.

Установка двухполюсного двигателя с номинальной частотой вращения около 2970 об/мин приведет к примерно двукратному увеличению скорости вращения вала двигателя. Если исходное передаточное число редуктора останется неизменным, скорость вращения ведомого оборудования также значительно увеличится.

Новый двигатель может иметь нужную номинальную мощность в кВт, но оборудование может работать за пределами предусмотренного диапазона скоростей.

Прежде чем изменять количество полюсов, необходимо убедиться, что трансмиссию можно перепроектировать и что оборудование выдержит измененные значения скорости и крутящего момента.

Когда одной фиксированной частоты вращения недостаточно

Некоторые промышленные машины требуют наличия более одной рабочей скорости. В первую очередь необходимо определить, требуется ли для данного оборудования две или более заданных скоростей или же плавная регулировка скорости.

Для оборудования, работающего с заданными ступенями скорости, наша YD2 H80–315 — многоскоростной двигатель с переключением полюсов В этой серии представлены модели с двумя, тремя и четырьмя скоростями. Необходимые комбинации полюсов и номинальные мощности на каждой скорости должны соответствовать характеристикам машины.

Для режима плавной регулировки предъявляются иные требования к двигателю и системе управления. Эту тему мы рассмотрели отдельно в нашей Руководство по выбору электродвигателей с регулируемой скоростью, включая характеристики нагрузки, требования к крутящему моменту и области применения моделей YVF2/YVF3.

Это различие имеет значение, поскольку двигатель с переключением полюсов не следует указывать в технических характеристиках так, как будто он обеспечивает плавную регулировку скорости.

Распространённые вопросы о частоте вращения двигателя

Двигатель с частотой вращения 1500 об/мин — это всегда 4-полюсный двигатель?

При частоте 50 Гц 1500 об/мин — это синхронная скорость 4-полюсного двигателя. Стандартный асинхронный двигатель обычно имеет более низкую номинальную частоту вращения под нагрузкой. Уточните фактическое значение на паспортной табличке.

Можно ли заменить двигатель с частотой вращения 1450 об/мин на двигатель с частотой вращения 1470 об/мин?

Возможно, но решение зависит от допустимого диапазона скоростей приводного оборудования, требований к крутящему моменту, напряжения, способа монтажа и механической совместимости. В случае оборудования, чувствительного к скорости, эту разницу не следует игнорировать.

Означает ли более низкая частота вращения двигателя, что он мощнее?

Нет. Число оборотов в минуту (RPM) и номинальная мощность — это разные технические характеристики. При одинаковой механической выходной мощности более низкая частота вращения означает более высокий крутящий момент на валу, но это не означает более высокую номинальную мощность в кВт.

Перед оформлением заказа уточните требуемую частоту вращения

Для промышленного оборудования с фиксированной скоростью вращения мы предлагаем серию асинхронных двигателей YE3 с различными конфигурациями полюсов. Если оборудованию требуются несколько заданных скоростей, подходящим решением может стать наша серия двигателей YD2 с переключаемыми полюсами.

При заказе двигателя на замену необходимо предоставить оригинальную заводскую табличку, рабочую частоту, требуемую частоту вращения вала, информацию о приводном оборудовании и механические размеры. Перед составлением коммерческого предложения мы можем проверить соответствие конфигурации двигателя существующей установке.