Модификации электродвигателей по назначению

Однофазные электродвигатели

Ниже приведены наиболее часто используемые модификации общепромышленного использования предназначены для работы от однофазной сети. Эти двигатели имеют ряд модификаций:

  • С трехфазной обмоткой на статоре: с рабочим конденсатором -3Т; с рабочим и пусковым конденсаторами 3УТ.
  • С двухфазной обмоткой на статоре, с рабочим и пусковым конденсаторами -УТ.
  • Однофазные двигатели специального назначения Е.

Однофазные электродвигатели имеют на статоре две обмотки: рабочую и вспомогательную, включаемую только для запуска двигателя. Эта последняя имеет в своей цепи дополнительный элемент, чаще всего конденсатор. Использование полезного объема в таком двигателе ниже, чем в трехфазном, поэтому, при одинаковых габаритах, его мощность обычно ниже трехфазного варианта.

При хорошем подборе параметров обмоток и конденсатора возможно использование однофазного двигателя. Работающего с конденсатором, на уровне примерно 70% мощности аналогичного по габаритам трехфазного двигателя.

Для конденсаторного двигателя опасна не только перегрузка, но и недогрузка, так как в последнем случае возрастает ток конденсаторной фазы, это может привести к опасному перегреву. Двигатели  однофазные допускают работу на холостом ходу не более 10 мин, с частотой включений не более 6 пусков в час.

Величину рабочей емкости следует подбирать не только на основе номинальных данных двигателя, но и в зависимости от реальной нагрузки. При работе двигателя с недогрузкой величину рабочей емкости следует уменьшить:

  • При нагрузке равной 50%, примерно на 15%
  • При нагрузке 30% - на 20%.

Такие двигатели называются однофазными конденсаторными двигателями, в отличие от однофазных с пусковой обмоткой.

Во всех случаях рабочие и пусковые свойства однофазных двигателей хуже, чем трехфазных. Их используют по необходимости при отсутствии трехфазных сетей. При этом однофазная сеть должна допускать токовые нагрузки, создаваемые двигателем в пусковом и рабочем режимах.

Электродвигатели однофазные с повышенным пусковым моментом

Эти двигатели предназначены для привода механизмов с тяжелыми условиями пуска (центрифуги, мешалки, компрессоры, поршневые насосы, транспортеры и др.). Номинальная мощность двигателей с повышенным пусковым моментом такая же, как у базового двигателя. Начальный, пусковой и минимальный моменты этих двигателей примерно в 1.6 раза выше, чем у базовых двигателей, максимальный момент и пусковой ток такие же, как у базовых двигателей. Энергетические характеристики данной модификации ниже, чем у базовой модификации: коэффициент мощности на 0.03-0.05, КПД примерно на 0.5 %. Двигатели выпускаются в диапазоне высот оси вращения 160 – 250 мм, на синхронные частоты вращения 1500, 1000 и 750 об/мин и соответствуют ГОСТ 20818. Двигатели унифицированы с основным исполнением; в обозначении имеют дополнительную букву «Р» после названия серии.

Электродвигатели с повышенным скольжением

Предназначены для привода механизмов с пульсирующей нагрузкой, механизмов с большой инерционностью, а также механизмов, работающих в повторно-кратковременном (S3) и перемежающемся (S6) режимах. Номинальная мощность относится к ПВ 40 %. Мощность для других значений ПВ, а также для длительного режима S1 определяется по каталогу. Двигатели выпускаются в диапазоне высот оси вращения 71 – 250 мм, на синхронные частоты вращения 3000, 1500, 1000 и 750 об/мин. Двигатели унифицированы с основным исполнением; в обозначении имеют дополнительную букву «С» после названия серии.

Многоскоростные электродвигатели

Предназначены для привода механизмов, требующих ступенчатого регулирования частоты вращения. Схемы соединения обмоток в зависимости от соотношения скоростей вращения приведены на крышке коробки выводов двигателя.

Габаритные, установочные и присоединительные размеры соответствуют односкоростным, на базе которых они выполнены. В обозначении многоскоростных двигателей приводят все числа полюсов, на которые переключаются обмотки. Например, четырехскоростной двигатель с числами полюсов 12/8/6/4 обозначается: АИР200М12/8/6/4У3.

Двигатели со встроенным электромагнитным тормозом

Выпускаются в диапазоне высот оси вращения 56 - 160 мм. Эти двигатели предназначены для привода механизмов, требующих фиксированного останова в регламентированное время. Тормозное устройство располагается со стороны противоположной выступающему концу вала, и осуществляет быстрое торможение двигателя при отключении питания. При подаче напряжения на двигатель происходит его растормаживание.

Встраиваемые электродвигатели

Предназначены для встраивания в механизмы и представляют собой сердечник статора с обмоткой и залитый алюминием сердечник ротора без вала с вентилятором или без него. Обозначаются буквой (В) после названия серии.

С встроенной температурной защитой

Предназначены для работы со значительными перегрузками, частыми пусками и другими тяжелыми условиями эксплуатации, обозначаются дополнительной буквой (Б) после обозначения числа полюсов. Двигатели изготавливаются со встроенными в обмотку статора термочувствительными датчиками - терморезисторами, которые совместно с блоком управления температурной защитой позволяют обеспечить защиту двигателя от недопустимого перегрева во всех режимах работы, а также использовать перегрузочную способность двигателя при понижении температуры окружающей среды и ограничить ее при повышении этой температуры.

Температурная защита состоит из блока управления и встроенных в двигатель терморезисторов с положительным температурным коэффициентом, который укладывается в лобовые части обмоток статора со стороны свободного конца вала. Два конца цепи термодатчика выводятся в коробку выводов и присоединяются к колодке зажимов.

Для моноблочных насосов

Выпускаются в диапазоне высот оси вращения 71-225 мм на синхронные скорости вращения 3000, 1500 об/мин. Двигатели имеют один удлиненный конец вала специальной конструкции, обозначаются дополнительной буквой (Ж) (или буквой Н для двигателей серии ДА) после обозначения числа полюсов.

Для речных и морских судов гражданского флота

Обозначаются дополнительными буквами (ОМ2 по ГОСТ 15543) после обозначения числа полюсов. Двигатели предназначены для привода механизмов судов морского и речного гражданского флота в следующих условиях:

Двигатели отличаются материалами гальванических и лакокрасочных покрытий, материалами заземляющего зажима на станине, покрытием обмотки статора, наличием пружинных шайб в винтовых соединениях: станина - щит подшипниковый и блок зажимов - станина.

Повышенной точности по установочным размерам

Обозначаются дополнительной буквой (П) после обозначения числа полюсов. Двигатели повышенной точности изготовляют по технологии двигателей нормальной точности. Предназначены для работы в приводе высокоточных металлорежущих станков. Двигатели высокой точности изготовляют по специальной технологии. Обозначаются дополнительной буквой (П) и цифрой 2 после обозначения числа полюсов.

Двигатели выполнены с допусками повышенной точности на следующие отклонения:

В этой модификации выпускаются двигатели серии АГД с высотой оси вращения 100 мм. для привода металлообрабатывающих станков.

Для привода деревообрабатывающих станков

Тип АМХД, рабочий инструмент в которых устанавливается непосредственно на вал двигателя. Степень защиты IР54. Осевое смещение вала ротора не превышает 0.05 мм. Возможно одновременное действие радиальной нагрузки и 30 % осевой. Двигатели выпускаются с различной длиной выступающего конца вала.

Степень защиты от воздействия окружающей среды

Группы исполнения двигателей по стойкости к воздействию механических внешних факторов по ГОСТ 17516.1 устанавливают в нормативно технической документации на конкретные типы двигателей. По ГОСТ 14254 обозначение исполнения состоит из латинских букв IР (International protection) и двух цифр, первая из которых характеризует степень защиты персонала от соприкосновения с токоведущими или вращающимися частями, находящимися внутри самой машины, а также степень защиты самой машины от попадания в нее твердых посторонних тел.

Чаще всего используют как первую цифру:

2 - защита от возможности соприкосновения пальцев человека с токоведущими или движущимися частями внутри машины и защиту от попадания внутрь твердых предметов диаметром не менее 12.5 мм;

4 - защита от возможности соприкосновения с токоведущими или движущимися частями внутри машины предметов диаметром 1 мм и защиту от попадания внутрь твердых предметов диаметром менее 1 мм;

5 - полная защита от соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями и полная защита от вредных отложений пыли внутри машины.

Вторая цифра характеризует степень защиты от проникновения воды внутрь машины. Чаще всего используют как вторую цифру:

3 - защиту от дождя, падающего на машину под углом не более 60°к вертикали.

4 - защиту от водяных брызг любого направления.

Двигатели с высотами оси вращения 160 – 355 мм изготавливаются со степенями защиты IР 23 (защищенное исполнение).

Для двигателей с высотами оси вращения 50 – 355 мм по ГОСТ 17494 предусмотрено исполнение IР44 (закрытое исполнение), IР54 (пылезащищенное исполнение). Для защиты от пыли в подшипниковых гнездах щита установлены войлочные кольца.

При этом кожух наружного вентилятора должен обеспечивать степень защиты не менее IР20 на входе воздуха и защиту от соприкосновения пальцев с вращающимся вентилятором и попадания твердых посторонних тел диаметром более 50 мм на выходе.

По согласованию с заказчиком двигатели могут изготовляться и с другими степенями защиты по ГОСТ 17494.

В составе рассматриваемых серий имеются следующие модификации по условиям окружающей среды:

  • Модификация У3 для умеренного климата. Двигатели выполняются со степенью защиты IР23, IР44 и IР54
  • Модификация Т2 - для тропического климата. Двигатели выполняются со степенью защиты IР44 и IР54
  • Модификация ОМ2 для условий морского климата. Двигатели выполняются со степенью защиты IР54

Ниже приведена классификация климатических районов по ГОСТ 15543 и ГОСТ 15150:

  • Районы с умеренным климатом, в которых средняя из годовых абсолютных максимумов температуры воздуха равна или ниже 40°С, а средняя из годовых абсолютных минимумов температуры равна или выше - 45°С;
  • Районы с холодным климатом, в которых средняя из годовых абсолютных минимумов температуры ниже - 45°С; исполнения обозначаются буквой (ХЛ) после обозначения числа полюсов, категория размещения 2;
  • Районы с влажным тропическим климатом, в которых температура равная или большая 20°С сочетается с относительной влажностью воздуха равной или большей 80 % 12 ч или более в сутки непрерывно от 2 до 12 мес. в году, обозначаются буквами (ТВ) после обозначения числа полюсов, категорий размещения 2 и 5;
  • Районы с сухим тропическим климатом, в которых средняя из годовых абсолютных максимумов температуры воздуха выше 40°С и которые не отнесены к районам с влажным тропическим климатом обозначаются буквами (ТС) после обозначения числа полюсов, категорий размещения 2 и 5;

Двигатели специализированных исполнений по условиям окружающей среды отличаются от базовых степенью защиты IР54, что обеспечивается соответствующими уплотнениями по линии вала, щитов и вводного устройства; изоляционной системой класса нагревостойкости F; защитными и гальваническими покрытиями в соответствии с условиями эксплуатации.

Номинальные значения климатических факторов внешней среды соответствуют ГОСТ 15543.1 и ГОСТ 15150 при этом:

  1. высота над уровнем моря не более 1000 м;
  2. окружающая среда не содержит токопроводящей пыли;
  3. запыленность воздуха не более:
  • для двигателей со степенью защиты IР23-2 MГ/M3
  • для двигателей со степенью защиты IР44-10 МГ/М3

Двигатели должны допускать работу на высотах до 4300 м. Для двигателей, у которых номинальное значение высоты установлено 1000 м, при их эксплуатации на высоте свыше 1000 до 4300 м и температуpe 313 К (40 оС) номинальные мощности снижаются в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2

Высота над
уровнем моря, м
Номинальная
мощность, %
Высота над
уровнем моря, м
Номинальная
мощность, %
1000 100 3000 88
1500 98 3500 84
2000 95 4000 80
2400 93 4300 74

В тех случаях, когда по особенностям установки температура газообразной охлаждающей среды превосходит +40 °С, но не более +50 °С, то на каждые 5 °С (полные или неполные) сверх +40 °С предельные допустимые превышения температуры уменьшаются для всех классов изоляционных материалов на 5 °С. В серийных асинхронных электродвигателях класс нагревостойкости изоляции указывается на заводской табличке. Класс В с предельной нагревостойкостью +130 °С и Класс F с предельной нагревостойкостью +155 °С.

При температуре охлаждающей среды выше +50 °С допускаемые превышения температуры устанавливаются по согласованию с заводом-изготовителем.

При превышении верхнего значения рабочей температуры окружающей среды (воздуха), по сравнению с указанными в стандартах, номинальная мощность двигателей снижается на 5% при повышении температуры на 5 К (5 °С).

Для работы двигателей на высотах свыше 1000 до 4300 м среднее и верхнее значения температур устанавливают по ГОСТ 15150.

Требования по сейсмостойкости (интенсивность землетрясения в баллах и уровень установки над нулевой отметкой) при необходимости указывают в нормативно технической документации на конкретные типы двигателей.

Нагревостойкость, способы охлаждения

Класс нагревостойкости системы изоляции современных двигателей с высотами оси вращения 50 -355 мм F.

Для двигателей с высотами оси вращения 50 – 132 мм, выпущенными ранее, класс В.

Степень защиты IР23 (продуваемые электродвигатели) определяет непосредственное охлаждение внутренних частей машины воздухом, поступающим либо из окружающей среды, либо из другого источника через подводящую трубу или подводящий канал (при независимой вентиляции). Система вентиляции радиальная.

При установке продуваемых электродвигателей в запыленных помещениях следует обеспечить подвод чистого охлаждающего воздуха извне или из смежных помещений с заслонкой для прекращения его подачи после остановки двигателя. Минимальная температура подводимого воздуха не нормируется.

Степень защиты IР 44 (IР54) и выше для машин с самовентиляцией характеризует применение наружного обдува корпуса вентилятора с закрытым кожухом, направляющим воздух вдоль ребер или гладкой поверхности станины.

ГОСТ 20459 установил обозначение способов охлаждения электрических машин, которое состоит из латинских букв IС (International Cooling) и характеристики цепи охлаждения: прописной буквы, обозначающей вид хладагента (воздух А, вода W и т.д.) и двух цифр. Первая цифра условно обозначает устройство цепи для циркуляции хладагента, вторая способ его перемещения. Если хладагентом является воздух, то буква, обозначающая его, опускается. Например, IС01 защищенная машина с самовентиляцией. IС0141 закрытая машина, обдуваемая наружным вентилятором. Две первые цифры характеризуют внешнюю цепь охлаждения, и две вторые внутреннюю.

ГОСТ 183 устанавливает предельно допустимые превышения температур частей электрических машин (обмоток, сердечника и пр.), таблица 3 Класс нагревостойкости системы изоляции современных двигателей с высотами оси вращения 50 – 355 мм F.

Для двигателей с высотами оси вращения 50 – 132 мм, выпущенными ранее, класс В.

Степень защиты IР23 (продуваемые электродвигатели) определяет непосредственное охлаждение внутренних частей машины воздухом, поступающим либо из окружающей среды, либо из другого источника через подводящую трубу или подводящий канал (при независимой вентиляции). Система вентиляции радиальная.

При установке продуваемых электродвигателей в запыленных помещениях следует обеспечить подвод чистого охлаждающего воздуха извне или из смежных помещений с заслонкой для прекращения его подачи после остановки двигателя. Минимальная температура подводимого воздуха не нормируется.

Степень защиты IР 44 (IР54) и выше для машин с самовентиляцией характеризует применение наружного обдува корпуса вентилятора с закрытым кожухом, направляющим воздух вдоль ребер или гладкой поверхности станины.

ГОСТ 20459 установил обозначение способов охлаждения электрических машин, которое состоит из латинских букв IС (International Cooling) и характеристики цепи охлаждения: прописной буквы, обозначающей вид хладагента (воздух А, вода W и т.д.) и двух цифр. Первая цифра условно обозначает устройство цепи для циркуляции хладагента, вторая способ его перемещения. Если хладагентом является воздух, то буква, обозначающая его, опускается. Например, IС01 защищенная машина с самовентиляцией. IС0141 закрытая машина, обдуваемая наружным вентилятором. Две первые цифры характеризуют внешнюю цепь охлаждения, и две вторые внутреннюю.

ГОСТ 183 устанавливает предельно допустимые превышения температур частей электрических машин (обмоток, сердечника и пр.), таблица 3

Таблица 3

Части электрических машин Изоляционный материал по ГОСТ 8865*
  E F B H
Обмотки переменного тока машин мощность 5000 КВА
или длинной сердечника менее 1м.
75 80 100 125
Сердечники и другие стальные части, не
соприкасающиеся с обмотками
Превышение температуры этих частей не должно достигать значений, которые создавали бы опасность повреждения изоляционных или других смежных материалов.
Сердечники и другие стальные части, соприкасающиеся с обмотками 75 80 100 125

Основным методом измерения превышения температуры обмоток является метод сопротивления: rt = ro [1+α(t – to)], где ro – сопротивление обмотки в холодном состоянии при температуре окружающей среды; rt – сопротивление обмотки в рабочем состоянии при определяемой температуре; α = 0,004 – (для меди) температурный коэффициент материала проводника.

В тех случаях, когда по условиям установки температура газообразной охлаждающей среды может превосходить +40 °С, но не более +50 °С, то на каждые 5 °С (полные или неполные сверх +40 °С предельно допустимые превышения температуры уменьшаются для всех классов изоляционных материалов на 5 °С). При температуре охлаждающей среды выше +50 °С допустимые превышения температуры устанавливаются по согласованию с заводом-изготовителем. Особое положение занимают подшипники, предельная их температура не должна превышать 100 °С.

Способ монтажа

В сериях предусмотрен ряд форм исполнения по способу монтажа в соответствии с ГОСТ 2479 (СТ СЭВ 246-76). При сопряжении двигателя с механизмом с помощью ременной передачи должно применятся монтажное исполнение IМ1. При исполнении IМ2 несущим является двигатель, а механизм присоединяется к двигателю, крепление двигателя и приводимого механизма к фундаменту осуществляется с помощью лап двигателя. При исполнении IМ3 двигатель присоединяется фланцевым щитом к механизму и несущим уже является механизм. Если нагрузка на фланец двигателя превышает допустимое значение, необходимо предусмотреть дополнительную опору. При монтаже следует иметь в виду, что радиальные и осевые нагрузки на подшипник и соответственно его долговечность зависит от угла наклона вала двигателя к горизонтальной плоскости. Применяемые способы монтажа для различных высот оси вращения приведены в табл. 4

Таблица 4

Высота оси вращения, мм Степень защиты Исполнение двигателя по способу монтажа
50-250 IР44, IР54 IМ1081 IМ1082 IМ2081 IМ2082
280-355 IР44 IМ1001 IМ1002 IМ2001 IМ2002
50-180 IР44, IР54 IМ3081
200-250 IР44, IР54 IМ2181 IМ3031 IМ2182 IМ3032
280 IР44 IМ3011 IМ3031 IМ3012 IМ3032
50-100 IР44, IР54 IМ3681 IМ3682
160-355 IР23 IМ1081 IМ1082 IМ2081 IМ2082

 , где

 

 

  1. буквенная часть обозначения – International Mounting
  2. цифровое обозначение группы конструктивного исполнения (одна цифра от 1 до 9, в серийных АД от 1 до 3)

1 – машина на лапах с подшипниковыми щитами

  • 2 – машина на лапах с подшипниковыми щитами, с фланцем на подшипниковом щите
  • 3 – машина без лап с подшипниковыми щитами с фланцем на одном щите

3. цифровое обозначение способа монтажа (две цифры) соответствует приведенному в таблице в виде условных графических обозначений монтажных частей, выделенных черным цветом.

Цифра 8 обозначает , что машина может работать при любом направлении конца вала

4. цифровое обозначение конца вала (одна цифра от 1 до 8). Цифры 5-9 в АД общего назначения не применяются.

  • 1 – с одним цилиндрическим
  • 2 – с двумя цилиндрическими
  • 3 – с одним коническим
  • 4 – с двумя коническими

Габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей в стандарте ГОСТ.

На рис.1 приведены эскизы серийных асинхронных электродвигателей основных конструктивных исполнений, а в таблице 5 указаны габаритные, установочные и присоединительные их размеры.

Рис. 1 Исполнение IM1081, IM2081 Рис. 2. Исполнение IM3081

 Таблица 5. Размеры двигателей исполнения IM1081, IM2081, IM3081

Перейти в каталог