Что такое габарит асинхронного двигателя

Специальные регулируемые асинхронные двигатели

Специальные регулируемые асинхронные двигатели создаются в результате адаптации общепромышленных асинхронных двигателей к их условиям эксплуатации в управляемых электроприводах, имеющие в итоге более высокие энергетические и массогабаритностоимостные показатели по сравнению с неадаптированными.

Работа асинхронного двигателя в регулируемом электроприводе (ЭП) характеризуется существенными особенностями, которые и определяют предъявляемые к ним специфические технические требования. Эти особенности связаны с изменяющимися в заданных пределах, а часто и по заданным законам, значениями частот вращения двигателя, величин и частот питающего двигатель напряжения или тока, наличием и необходимостью учёта временных высших гармонических составляющих. В силу этого специфическими являются математические модели (ММ) электромагнитных, электромеханических, энергетических, тепловентиляционных процессов в установившихся и переходных режимах работы двигателей, расчетов добавочных магнитных потерь, механических и виброакустических показателей, которые построены на усовершенствованных расчетных методиках.

Использование серийных асинхронных двигателей (АД) в электроприводах с полупроводниковыми преобразователями (ПП) не оптимально по массогабаритным, энергетическим и другим показателям. По некоторым оценкам использование обычных серийных АД в частотном приводе снижает КПД и требует завышения их установленной мощности на 15-20 % при работе в установившихся режимах и до 40-45 % при работе в динамических режимах. Из-за высших гармоник напряжения и тока на выходе преобразователя частоты на 5-6 % возрастают потери в двигателе.

Необходимо проектирование специальных регулируемых асинхронных двигателей (РАД) с улучшенными регулировочными, динамическими и виброакустическими свойствами. Применение РАД, спроектированных с учётом специфики их работы в условиях регулируемого ЭП, вместо общепромышленных АД дает возможность значительно снизить массу, габариты и стоимость электроприводов, улучшить их функциональные показатели. Если оптимально спроектировать двигатель для частотного регулирования, можно получить на 25 % большую мощность, чем у общепромышленных АД того же габарита, либо уменьшить объем при той же мощности.

Как маркируются и обозначаются низковольтные электродвигатели

Маркировка – это своего рода визитная карточка электродвигателя. Она несет в себе очень важные сведения об агрегате. Какие же? Ниже пойдет речь о принципах маркировки и обозначения низковольтных электрических двигателей, которые приняты у производителей такого оборудования. Благодаря им вы сможете узнать, какие именно базовые характеристики имеет та или иная машина.

Обязательные характеристики, которые входят в маркировку:

• серия, включающая несколько знаков (АИР, АИВ, 4А, 5А ,6А, ВА и т.д.);
• модификация;
• ось вращения, высота в миллиметрах: 80, 112, 132, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355 и т.д.;
• установочный размер (S, М, L) по длине станины или длина сердечника (А, В);
• количество пар полюсов 2р (2, 4, 6, 8, 10, 12 или 2/4, 8/6/4 и др.);
• класс размещения согласно ГОСТ 15150; может быть УЗ, Т2 и пр.; также вариант климатического выполнения.

Кроме того, имеется информация о:

• способе монтажа IM;
• категории защищенности IP;
• напряжении питающей сети: обычно 380 Вольт (220/380 Вольт и пр.);
• частота и мощность, с которой вращается электрический двигатель;
• прочие отличительные особенности от базовых моделей.

В обозначение входит несколько параметров назначения и модификации, которые являются отличительными особенностями.

1. Серия

Производство электродвигателей асинхронного типа происходит в виде стандартизированных рядов – серий, характеризующихся едиными конструктивными особенностями и парным комплексом величин (например, каждая отдельная высота оси вращения имеет конкретный показатель мощности). Сегодня выпускают серии электрических двигателей несинхронного типа 5А, 5АМ, 5АМХ, 7AVER, 5АИ, АИР, 7АИ, АДМ, АИРМ, АД, и пр., пришедшие на смену прошлым моделям АО, 4А, 4АМ. Что касается их габаритных величин, то они одинаковы. За счет такой особенности агрегаты этих серий отлично взаимозаменяемы в тех установках, где необходимо обеспечить надежность и высокую эффективность привода (редукторы, станки, насосы и т.д.). Главные отличительные особенности – это их технические параметры: коэффициент полезного действия, величину мощности и пр.

На фоне устаревших двигателей новая линейка имеет улучшенную защиту IP54 или IP55, тогда как раньше применялась IP44. Вдобавок, усовершенствованы технические характеристики двигателей.

2. Модификация

Серии включают двигатели базового назначения и двигатели, имеющие разные модификации. Среди последних особенно по популярности выделяются:

• Агрегаты повышенного скольжения, которые используют для привода устройств с большим моментом инерции, способных работать при нагрузках пульсирующего типа, устройств с частыми пусками и реверсами или машин со сложными пусковыми условиями.
• Агрегаты, имеющие повышенный пусковой момент – служат для привода устройств, обладающих высокими динамическими и статическими моментами на валу (мешалки, центрифуги и пр.).
• Агрегаты встраиваемого типа, самовентилируемые, однофазные, имеющие фазный ротор и принудительное охлаждение и пр.
• Агрегаты двухскоростного и многоскоростного типа.

3. Высота оси вращения

Это габарит двигателя, который показывает его поперечный размер. В агрегатах на лапах это отрезок от плоскости опоры до центра вала. В агрегатах с фланцем это диаметр — отрезок от края вала до его центра.
ГОСТ 13267 устанавливает следующие значения высоты: 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 132, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355 миллиметров.

4. Установочный размер по длине станины

Такой размер показывает расстояние, соединяющее оси отверстий, в которые устанавливается и крепится двигатель. Условная длина обозначается как S, M, L, соответствующая конкретной высоте оси и величинам номинальной мощности, зависящей от частоты вращения. ГОСТ 51689-2000 определяет эти соотношения в 2 вариациях.
Первая из них действует в России и в некоторых странах СНГ и называется ГОСТом, а вторая – принята в Европейском союзе (CENELEC, DIN или IEC).

5. Количество полюсов

Количество пар полюсов 2р – это число полюсов, имеющихся в электрическом двигателе. Совокупность этой величины с частотой сетевого тока (обозначается f) равняется синхронной частоте вращения агрегата. Формула имеет следующий вид: nс=60 х f/2p.
Российские сети, имеющие частоту тока 50 Герц и синхронную частоту 3000 оборотов в минуту (2р=2), 1500 об/мин (2р=4), 1000 об/мин (2p=6), 750 об/мин (2p=8), 600 об/мин (2p=10), 500 об/мин (2p=12). ГОСТ 10683-73 устанавливает ряд синхронных частот вращения.

6. Климатическое исполнение и категория размещения

Производство оборудования может быть ориентировано на использование в разных климатических районах: в умеренном климате (У), в тропическом (Т), в умеренно холодном (УХЛ), в холодном климате (ХЛ) и пр.

Что касается категории размещения, то данный параметр показывает возможность эксплуатации двигателя в помещении или уличных условиях.

Цифра 1 указывает на эксплуатацию в уличных условиях.
Цифра 2 – работа под навесом или там, где нет воздействия солнечных лучей и осадков.
Цифра 3 – работа в закрытых помещениях, где нет искусственной наладки климатических условий.
Цифра 4 – работа в закрытых помещениях, где имеется искусственная наладка климатических условий. Данные параметры устанавливаются ГОСТом 15150.

7. Монтажное исполнение

В соответствии с монтажом и исполнением вала выделяют разные конструкции двигателей. Эти варианты определяются ГОСТом 2479 и имеют следующий вид: IM1001(1081), IM2001(2081), IM3001(3081) и пр., где:

IM – маркировка, обозначающая монтажное исполнение и конструктивные особенности.
Первая цифра указывает на конструкцию агрегата:
1 – электродвигатель на лапах, имеющий подшипниковые щиты;
2 – на лапах, имеющий подшипниковые щиты и фланец на одном из этих щитов;
3 – без лап с подшипниковыми щитами и фланцем на одном из этих щитов.
2-ая и 3-я цифра указывает на вариант монтажного исполнения:

Конструктивное исполнение по способу монтажа	Обозначение	Диапазон применения по габаритам	Конструктивное исполнение по способу монтажа	Обозначение	Диапазон применения по габаритам	Конструктивное исполнение по способу монтажа	Обозначение	Диапазон применения по габаритам
IM1001		80-315	IM2001		80-315	IM3001		80-180
(IMB3)			(IMB35)			(IMB5)
IM1011		80-250	IM2011		80-250	IM3011		80-250
(IMV5)			(IMV15)			(IMV1)
IM1031		80-250	IM2031		80-250	IM3031		80-250
(IMV6)			(IMV36)			(IMV3)
IM1051		80-250	IM2101		80	IM3601		80
(IMB6)			(IMB34)			(IMB14)
IM1061		80-250	IM2111		80	IM3611		80
(IMB7)						(IMV18)
IM1071		80-250	IM2131		80	IM3631		80
(IMB8)						(IMV19)

4-я цифра указывает на исполнение вала двигателя:
0 – без вала;
1 – один цилиндрический конец вала;
2 – два цилиндрических конца.
8. Степень защиты IP

Показатель, определяющий, насколько рабочие защищены от взаимодействия с частями агрегата, находящимися в движении, или элементами под напряжением. Кроме того, степень показывает, насколько защищен сам агрегат от проникновения в него капель воды и предметов извне.

Обозначение имеет 2 цифры и латинские буквы: IP54, IP55 и пр. Обозначения и характеристики регламентированы ГОСТом 14254.

Что означают цифры?

Первая цифра обозначает, насколько защищены работники и двигатель от проникновения частиц извне:
0 – нет защиты;
1 – агрегат защищен от проникновения предметов извне, размеры которых превышают 50 миллиметров, а также от попадания рук сотрудников;
2 – имеется защита от проникновения предметов извне, размеры которых превышают 12 миллиметров, а также от попадания пальцев сотрудников;
3 – имеется защита от проникновения предметов извне толщиной более 2,5 миллиметров ;
4 – имеется защита от попадания посторонних предметов, толщина которых превышает 1 миллиметр;
5 – имеется пылевая защита (конечно, небольшое количество пыли попадает внутрь агрегата, но оно не мешает работе);
6 – имеется полная защита от попадания в агрегат пыли.

Вторая цифра определяет степень защиты агрегата от проникновения влаги:
0 – нет защиты;
1 – имеется защита от воды, которая направлена вертикально к агрегату (сверху вниз);
2 – имеется защита от воды, направленной под углом до 15 градусов;
3 – имеется защита от воды, направленной под углом до 60 градусов;
4 – имеется защита от капель, направленных на двигатель в хаотичном порядке;
5 – имеется защита от струй: исключено попадание воды внутрь агрегата, даже если поливать его из шланга;
6 – имеется полная защита от воды.

Более подробная информация о маркировках электродвигателей присутствует в каталоге низковольтных агрегатов.

Подключение электродвигателя

На табличке(шильдике) каждого двигателя производитель отмечает возможные способы подключения обмоток в зависимости от напряжения питающей сети. Для переключения обмоток из одной схемы на другую, а также для подвода кабеля питания, на двигателе имеется клеммная коробка. Общепромышленные двигатели ОАО «Могилевского завода «Электродвигатель» имеют маркировку напряжения: «Δ / Y 220/380 или 380/660», где: Δ — «треугольник»; Y — «звезда»; 220, 380, 660 — напряжение сети (В).

Схемы подключения двигателей с напряжением питания 220/380В или 380/660В Схема «звезда»

По умолчанию обмотки подключены по «звезде» и его можно сразу подключать в сеть 380В. Данный способ соединения обеспечивает максимальный КПД электродвигателя.

Используется в том случае, если двигатель нужно подключить к сети 220В вместо 380В. ВНИМАНИЕ! Подключать схеме «треугольник» нужно только через конденсатор. Потеря мощности при этом составляет порядка 35%.

Схема «звезда треугольник»

Комбинированная схема подключения применяется в 380/660 для работы в сети 380В. Она позволяет избежать возникновения чрезмерно высоких пусковых токов и дает возможность эксплуатировать двигатель на максимальном КПД.

Все работы, связанные с монтажом и электрическим подключением двигателей, должны выполняться только квалифицированными специалистами-электриками, изучившими настоящую Инструкцию, Правила устройства электроустановок, Правила технической эксплуатации электроустановок и типовые Инструкции по охране труда при эксплуатации электроустановок.