Почему двигатель нагревается на низких оборотах
В большинстве общепромышленных асинхронных двигателей используется воздушное охлаждение с вентилятором, закреплённым на валу ротора. При вращении он направляет воздух вдоль рёбер корпуса и отводит тепло от двигателя.
Когда частотный преобразователь снижает скорость вращения, штатный вентилятор замедляется вместе с валом. Воздушный поток уменьшается, а теплоотвод ухудшается.
При этом двигатель может продолжать развивать значительный крутящий момент. Например, конвейер при уменьшении скорости нередко сохраняет почти прежнюю механическую нагрузку по моменту. В обмотках остаются электрические потери, зависящие в том числе от протекающего тока.
Поэтому тепловыделение может оставаться существенным даже тогда, когда скорость вращения сильно снижена. Длительная работа на малых оборотах с высоким моментом может требовать дополнительного охлаждения.
Охлаждение четырёхполюсного двигателя при разных частотах
| Частота | Синхронная скорость | Особенности охлаждения |
|---|---|---|
| 50 Гц | 1500 об/мин | Штатный вентилятор обеспечивает обдув, предусмотренный конструкцией двигателя для номинального режима. |
| 35 Гц | 1050 об/мин | Обдув ослабевает. При длительной работе под значительной нагрузкой может потребоваться независимая вентиляция. |
| 25 Гц и ниже | 750 об/мин и ниже | Штатный вентилятор работает на существенно сниженных оборотах. Необходимо оценивать допустимую нагрузку и достаточность охлаждения. |
В таблице приведена синхронная скорость магнитного поля. Фактическая скорость ротора и установленного на нём вентилятора несколько ниже из-за скольжения.
Как устроен сервовентилятор
Сервовентилятор — это узел принудительного охлаждения с собственным электродвигателем и крыльчаткой. Создаваемый воздушный поток проходит вдоль рёбер основного двигателя и отводит тепло от корпуса.
В отличие от штатного вентилятора, независимый обдув не связан с вращением основного вала. Поэтому при снижении частоты преобразователем сервовентилятор продолжает работать с собственной скоростью, обеспечивая охлаждение даже на малых оборотах привода.
Частота вращения зависит от исполнения сервовентилятора. Например, у отдельных моделей SERVOVENT для габарита 90 она составляет около 2800 об/мин, для 112 — около 2600 об/мин, а для 180 — около 1400 об/мин при питании от сети 50 Гц.
Установка и подбор сервовентилятора
Сервовентилятор устанавливается со стороны заднего щита электродвигателя, обычно вместо штатного вентиляционного кожуха. Подбор начинают с габарита и модели двигателя, однако одинаковая высота оси вращения не всегда гарантирует совместимость: у разных производителей могут отличаться диаметр корпуса и присоединительные размеры.
Перед монтажом необходимо проверить наружный диаметр двигателя в зоне крепления. В некоторых исполнениях допускается небольшая подгонка кожуха путём его обжатия, если это предусмотрено конструкцией. При этом важно сохранить правильное положение вентилятора и исключить контакт крыльчатки с кожухом.
Сервовентилятор подключают к отдельной цепи питания, независимо от регулируемого выхода частотного преобразователя. Напряжение и схема подключения должны соответствовать характеристикам выбранной модели. Для ответственных приводов рекомендуется предусмотреть контроль работы вентилятора и защиту двигателя при нарушении охлаждения.
