Как подобрать общепромышленный электродвигатель
Взаимозаменяемые и наиболее распространенные серии общепромышленных электродвигателей в России: «АИР», «А», «4А», «5А», «5АИ», «АДМ», «5АМХ», «7AVER» и другие серии.
- Серии общепромышленных электродвигателей
- Мощность электродвигателя
- Частота вращения и обороты электродвигателя
- Монтажное исполнение или способ крепления электродвигателя
- Режим работы электродвигателя
- Климатическое исполнение электродвигателя
- Напряжение электродвигателя
- Степень защиты электродвигателя по IP
- Энергоэффективность электродвигателя
- Класс изоляции электродвигателя
- Высота оси вращения электродвигателя
- Рабочий вал электродвигателя
- Полюса электродвигателя
- Длина корпуса, (сердечника), установочный размер
- Датчики температурной защиты обмотки
- Датчики температуры обмотки
- Датчики температуры подшипниковых узлов
Серии общепромышленных электродвигателей
Изготавливаются c присоединительными и установочными размерами по ГОСТ в трехфазном исполнении на напряжения 220/380В, 380В, 380/660В и другие. Наиболее распространенные в промышленности и сельском хозяйстве электрические машины. Самая большая доля электроприводов в нашей стране оборудована данным типом двигателей. Все серии общепромышленных электродвигателей по ГОСТ взаимозаменяемы между собой, название серии может отличаться в зависимости от пожеланий производителя.
Мощность электродвигателей
Мощность электрических машин регламентирована ГОСТ 12139-84, наиболее используемые имеют следующие значения, смотреть таблицу:
| Номинальная выходная мощность общепромышленных электродвигателей, кВт | |||
| 0.12 | 3.0 | 37 | 200 |
| 0.18 | 4.0 | 45 | 250 |
| 0.25 | 5.5 | 55 | 315 |
| 0.37 | 7.5 | 63 | 355 |
| 0.55 | 11 | 75 | 400 |
| 0.75 | 15 | 90 | 450 |
| 1.1 | 18.5 | 110 | 500 |
| 1.5 | 22 | 132 | ― |
| 2.2 | 30 | 160 | ― |
Электродвигатели, изготавливаемые по другим международным стандартам, имеют схожие значения характеристик мощности. По согласованию могут быть изготовлены электродвигатели на другие значения
Частота вращения и обороты электродвигателя
У общепромышленных асинхронных двигателей номинальная скорость вращения вала ниже частоты вращения магнитного поля статора поэтому номинальные значения на табличке (шильдике) двигателя будут отличаться в меньшую сторону.
| Частота вращения магнитного поля статора, обороты/в мин | Количество пар полюсов |
| 3000 | 2 |
| 1000 | 6 |
| 750 | 8 |
| 600 | 10 |
| 500 | 12 |
| 375 | 16 |
| и другие значения | |
Монтажное исполнение или способ крепления электродвигателя
Монтажное исполнение определяет каким образом осуществляется крепление электропривода к оборудованию. Способ крепления («народное» обозначение) указывает на элементы электрической машины, которые необходимо закрепить на оборудовании.
| Монтажное исполнение электродвигателя | Способ крепления электродвигателя |
| IM 1001, 1081 | лапы |
| IM 2001, 2081 | фланец с лапами (комбинированный) |
| IM 3001, 3081 | фланец |
| IM 2101, 2181 | малый фланец с лапами |
| IM 3601, 3681 | малый фланец |
Наглядная иллюстрация монтажных исполнений электродвигателей;
Режим работы электродвигателя
Режим работы (от S1 до S10) определяет время работы электрической машины без температурного перегрева и необходимого периода времени для его охлаждения за определенный период времени. Основной режим работы для общепромышленных электродвигателей – S1.
Можно выделить три основных режима, наиболее часто встречающиеся на практике S1, S2, S3, а остальные режимы (S4-S10) условно будем считать производными от режима работы S3.
Для начала введем еще одно понятие:
Продолжительность включения (ПВ) называется период возможной работы электрической машины, указываемый в % соотношении в цикле из 10 минут, если производителем не указано иное. Пример, ПВ=30% - электродвигатель может работать 3 минуты из 10 минут без каких либо температурных перегрузок.
S1 – продолжительный режим. Электрическая машина может работать без остановки т.е. отсутствует ограничение по времени работы. Наиболее распространенный режим работы общепромышленных серий электродвигателей.
S2 – кратковременный режим. Двигатель работает при постоянной нагрузке в течении определенного времени после которого электродвигатель останавливается на время, необходимое для его остывания. Если не оговорено иное, то периоды нагрузки выбираются из стандартного ряда 10, 30, 60 и 90 минут. В таком режиме могут работать электрические машины, приводящие в действие запорную арматуру, открывающие или закрывающие заслонки и пр.
S3 – повторно-кратковременный периодический режим. Последовательность рабочих циклов электропривода, каждый из которых включает в себя время работы при постоянной нагрузке и время покоя.
Зачастую, с режимом работы S3-S10 указывается продолжительность включения (ПВ) в цикле из 10 минут. Например, S3-40% - двигатель может включаться и выключаться неограниченное количество раз, если не указано иное, но период работы в цикле из 10 минут не должен превышать 4 минуты.
Производные режима S3:
- S4 - повторно-кратковременный периодический режим с длительными или «тяжелыми» пусками с ограниченной продолжительностью включения. Устанавливают на грузоподъемные механизмы, краны, тельфера и пр.;
- S5 - повторно-кратковременный периодический режим с электрическим торможением.
- S6 - непрерывный периодический режим с кратковременной нагрузкой;
- S7 - непрерывный периодический режим с электрическим торможением;
- S8 - непрерывный периодический режим с взаимозависимыми изменениями нагрузки и частоты вращения;
- S9 - режим с непериодическими изменениями нагрузки и частоты вращения;
- S10 - режим с дискретными постоянными нагрузками и частотами вращения.
Климатическое исполнение электродвигателя
Большая часть электродвигателей в России изготавливается с климатическим исполнением от «У» с температурным режимом от -45 до +40° С, но могут быть изготовлены и под другие климатические исполнения, указанные в таблице ниже.
После климатического исполнения указывается категория размещения оборудования со значением от «1» до «5»
| Климатическое исполнение | Категория размещения | ||
| У (умеренный) | -45…+40° С | 1 | На открытом воздухе; |
| ХЛ (холодный) | -60…+40° С | 2 | Под навесом или в помещении без попадания солнца и осадков; |
| УХЛ (умереннохолодный) | -60…+40° С | 3 | В закрытом помещении без искусственного регулирования климата; |
| Т (тропический) | +1…+50° С | 4 | В закрытом помещении с искусственным регулированием климата; |
| М (морской) | -40…+40° С | 5 | В помещениях с повышенной влажностью, без регулирования климата. |
| В (всеклиматический) | -60…+50° С | ― | ― |
| О (общеклиматический) | -60…+50° С | ― | ― |
| ОМ (общеклиматический морской) | -40…+45° С | ― | ― |
Напряжение электродвигателя
Основные рабочие напряжения для низковольтных электродвигателей от 100 до 1000 вольт, производимых для эксплуатации на территории России, согласно ГОСТ 29322-2014 (МЭК60038:2009) с частотой питающей сети 50 ГЦ
- 220 (230) вольт;
- 220/380 (230/400) вольт;
- 380/660 (400/690) вольт.
- 1000 вольт
- возможно изготовление под заказ на значения, указанные в таблице ниже.
| Номинальное напряжение трехфазных четырехпроводных или трехпроводных систем, В | Номинальное напряжение однофазных трехпроводных систем, В | |
| для частоты сети 50Гц | для частоты сети 60Гц | для частоты сети 60Гц |
| — | 120/208 | 120/240 |
| 230 | 240 | — |
| 230/400 | 230/400 | — |
| — | 277/480 | — |
| — | 480 | — |
| — | 347/600 | — |
| — | 600 | — |
| 400/690 | — | — |
| 1000 | — | — |
Степень защиты электродвигателя по IP
Степень защиты электродвигателя по IP указывается в табличке (шильдике) и состоит из двух цифр, первая обозначает защиту от инородных твердых тел, а вторая защиту от вредных воздействий проникающей воды. Наиболее часто применяются следующие значения IP 23, 54, 55
| Первая цифра | Вторая цифра | ||
| 1 | исключено проникновение твердых тел диаметром более 50 мм; | 1 | вертикально падающие капли не должны оказывать вредного воздействия |
| 2 | исключено проникновение твердых тел диаметром более 12 мм | 2 | вертикально падающие капли не должны оказывать вредного воздействия, если машина наклонена под любым углом до 15° от нормального положения |
| 3 | исключено проникновение твердых тел диаметром более 2,5 мм | 3 | капли дождя, падающие под углом 60° к вертикали, не должны оказывать вредного воздействия |
| 4 | исключено проникновение твердых тел диаметром более 1 мм | 4 | вода, разбрызгиваемая на машину в любом направлении, не должна оказывать вредного воздействия |
| 5 | проникновение пыли полностью не исключено, однако пыль не может проникать в количестве, достаточном для нарушения удовлетворительной работы машины | 5 | струя воды, направленная из шланга с наконечником на машину с любого направления, не должна оказывать вредного воздействия |
| 6 | проникновение пыли полностью исключено | 6 | вода от морских волн или вода, выбрасываемая из мощного сопла, недолжна проникать внутрь машины в количестве, оказывающем вредное воздействие |
| ― | ― | 7 | вода в количестве, оказывающем вредное воздействие, не должна проникать в машину, погруженную в воду, при определенных значениях давления и времени |
| ― | ― | 8 | машина пригодна для продолжительного погружения в воду при условиях, определяемых изготовителем |
Энергоэффективность электродвигателя
Энергоэффективные электродвигатели снижают энергозатраты без снижения нагрузочной мощности и имеют повышенный коэффициент полезного действия (далее КПД). В России и Европе применяется межгосударственный стандарт IEC (МЭК), но можно встретить значения для устаревших европейских CEMEP (Eff) или американских NEMA (EPACT) стандартов энергоэффективности.
Энергоэффективность по международному стандарту IEC:
- IE1 – нормальный;
- IE2 – повышенный;
- IE3 – премиум;
- IE4 – супер премиум.
Класс изоляции электродвигателя
Допустимый нагрев электрических двигателей зависит от класса изоляции обмоток. Нагревостойкость изоляции является основным требованием, определяющим надежность работы и срок службы электрической машины.
В электродвигателях, в основном, применяют изоляцию классов В и F, а в специальных машинах, работающих в тяжелых условиях (металлургия, горное оборудование, транспорт) — класса Н.
Распределение термических классов:
| Y | 90 °C |
| A | 105 °C |
| E | 120 °C |
| B | 130 °C |
| F | 155 °C |
| H | 180 °C |
| N | 200 °C |
| R | 220 °C |
| — | 250+ °C |
Высота оси вращения электродвигателя
Высота оси вращения — это расстояние от плоскости, на которой расположен двигатель, до оси вращения вала ротора.
Значения общепромышленных электродвигателей могут принимать следующие значения в мм: 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 132, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355.
Рабочий вал электродвигателя
Вал электродвигателя - это часть ротора, выведенная за пределы корпуса и которая непосредственно приводит в движение приводной механизм. Общепромышленные электродвигатели изготавливают с одним рабочим валом, цилиндрический формы и шпоночным пазом, со стандартным резьбовым отверстием в торце вала или без отверстия. Возможно изготовление специальных электродвигателей с двумя рабочими валами с разных сторон или нестандартной формы.
Диаметры общепромышленных электродвигатели, в зависимости от мощности и оборотов, могут иметь следующие значения, в мм: 11, 14, 19, 22, 24, 28, 32, 38, 42, 48, 55, 60, 65,70, 75, 80, 90
Помните, что диаметры валов у электродвигателей по ГОСТ отличаются от импортных электродвигателей, изготовленных по DIN / Cenelec, например, электродвигатель 2.2 квт, 3000 об/мин по ГОСТ имеет диаметр вала 22мм, а по DIN / Cenelec 24мм.
Полюса электродвигателя
Число полюсов асинхронного электродвигателя определяет частоту вращения магнитного поля статора. По этому числу можно определить примерное количество оборотов, с которыми вращается рабочий вал электродвигателя. Чем больше полюсов, тем ниже скорость вращения электродвигателя
Примерные значения для сетей с частотой f=50 Гц:
| 2 полюса | 3000 об/мин | 4 полюса | 1500 об/мин |
| 6 полюсов | 1000 об/мин | 8 полюсов | 750 об/мин |
| 10 полюсов | 600 об/мин | 12 полюсов | 500 об/мин |
| 16 полюсов | 375 об/мин | 18 полюсов | 333 об/мин |
| 20 полюсов | 300 об/мин | 24 полюса | 250 об/мин |
Длина корпуса, (сердечника), установочный размер
Для электродвигателей с высотой оси вращения 56, 63, 71, 80мм ведется учет внутреннему размеру статора, при неизменной длине станины (корпуса), который может иметь значения: «A» – короткий, «B» – средний и «C» – длинный.
Для электродвигателей с высотой оси вращения 90мм и более, вводится понятие «установочный размер» по длине станины (наружного корпуса) и имеет следующие значения: «S» – короткий (short), «М» – средний (middle), «L» – длинный (long). С изменением длины станины (корпуса) может меняться и расстояние по центрам крепежным отверстий лап.
Датчик температурной защиты обмотки
Датчики температурной защиты обмотки (позисторы) устанавливаются внутрь обмотки статора, при аварийном перегреве и превышении порогового температурного значения отключают питание электродвигателя. Выводные концы датчиков температуры расположены в клемной коробке и должны быть встроены в цепь управления электродвигателем
Виды перегрузок, на которые может реагировать датчик тепловой защиты:
- Износ подшипника и его посадочных мест;
- Превышение нагрузочной мощности на электродвигатель;
- Отсутствия вентилятора или охлаждения электродвигателя;
- Падения или скачки напряжения в электрической сети.
Помните, что в связи с инертностью, датчик температурной защиты не рассчитан на срабатывание при полной блокировке вала или его заклинивании, для защиты используйте автоматические выключатели!
Датчики температуры обмотки
Для измерения температуры обмотки статора, в настоящем времени, используются резистивные термометры (термометры сопротивления) которые встраиваются в пазовую или лобную часть обмотки электродвигателя. Измерение температуры позволяет оператору контролировать работу электрического двигателя путем снижения или увеличения подаваемой нагрузки на привод, а также избежать затрат на капитальный ремонт, при перегреве обмоток статора.
Датчики температуры подшипниковых узлов
Для измерения температуры подшипников в электродвигателях используют резистивные термометры (термометры сопротивления), которые встраиваются места установки подшипника. Увеличение температуры подшипников без изменения внешней нагрузки помогает обслуживающему персоналу определить износ подшипника и своевременно его заменить, избежав перегрева обмоток статора и затрат на капитальный ремонт электродвигателя.