Общие понятия и определения электродвигателей

1. 1.1 Общие сведения
2. 1.2 Структура обозначения двигателей
3. 1.3 Конструктивные исполнения по способу монтажа
4. 1.4 Степень защиты электрооборудования
5. 1.5 Климатические исполнения
6. 1.6 Классы нагревостойкости электроизоляционных материалов
7. 1.7 Режимы работы

1.1 Общие сведения

Асинхронные двигатели общепромышленного назначения изготавливаются в основном (базовом) исполнении и в модифицированных исполнениях.
Основное (базовое) исполнение - двигатель монтажного исполнения IM1001 (1081), кли- матическое исполнение У3, для режима работы S1, с типовыми техническими характеристика- ми, соответствующими требованиям стандартов.
Модифицированное исполнение - двигатель, изготовленный на основе узлов основных (базовых) двигателей с необходимыми конструктивными отличиями по способу монтажа, степени защиты, климатическому исполнению и другими отличиями.
Двигатели специального назначения – двигатели, предназначенные для узкоспециализированного применения - транспорта, АЭС, сушильных камер, кранов и др. Серийно изготавливаемый двигатель – двигатель, изготавливаемый по действующим на предприятии техническим условиям и конструкторской документации предназначенной для серийного изготовления.
В состав серий асинхронных двигателей входят:
 двигатели основного (базового) исполнения, степень защиты IP54, (IP55 ) в закрытом обдуваемом исполнении – АД, АО2, А2, АИР, 6А, МТН, 4МТН, 4МТМ, 4МТК;
 двигатели многоскоростные - АД, АИР, МТН, 4МТ;
 двигатели с привязкой рядов мощностей и установочных размеров, в соответствии с нормами CENELEK -6А80, 6А90, АИС112, АИС132, ЭКГ2;
 двигатели специального назначения.

1.2 Структура обозначения двигателей

1- обозначение серии;
2- признак модификации;
3- исполнение по материалу станины;
4- габарит (высота оси вращения, мм);
5- установочный размер;
6- число полюсов;
7- признак отличия по назначению;
8- климатическое исполнение.

1. Обозначение серии: АД, АИР, АИС, 6А, ЭКГ2, 4ЭДК, АО и др.
2. Признак модификации:
 модернизированные –М, 3М
 с фазным ротором – К
 повышенного скольжения- С
 с независимой вентиляцией –Ф
 однофазные -Е
 с повышенным пусковым моментом -Р
 пристраиваемые -П
 встраиваемые –В
 старой серии-2

3. Исполнение по материалу станины:
Алюминиевая станина-Х
Чугунная станина – без индекса Х

4. Высота оси вращения, (мм) 63, 71, 80, 90, 100, 112, 132, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355, 400, 450.
Габарит: 1,2,3,4,5,6,7,8,9 (Для серии АО)
 
5. Установочный размер по длине станины: (S-короткая, M-средняя, L-длинная), или вариант длины сердечника статора (А-малый, В- увеличенный) ; 1, 2- (Для серии АО)

6. Число полюсов: односкоростные 2, 4, 6, 8, 10, 12
многоскоростные 2 / 4 , 6 / 1 2 , 6 / 2 0 , 8/16, 8/6/4, 12/8/6/4 и т.д.

7. Признак отличия по назначению:
с датчиком температурной защиты обмотки–Б
с датчиком температурной защиты подшипника –Б1
с датчиком и антиконденсатным подогревателем –Б2
повышенной точности по установочным размерам -П
малошумные – Н
для лифтов – Л
для моноблочных насосов –Ж
для АЭС-А (А1, АЗ, А5)
хладомаслянная среда – Ф

8. Климатическое исполнение и категория размещении по ГОСТ 15150: У3, УХЛ1,Т3 и т.д.

1.3 Конструктивные исполнения по способу монтажа

Двигатели серии АД, АИР, АИС, 6А, ЭКГ2 и 4ЭДК имеют различные конструктивные исполнения по способу монтажа в зависимости от габарита.
Условные обозначения монтажных исполнений в соответствии с ГОСТ 2479 (МЭК 60034-7) Первая цифра в обозначении - конструктивное исполнение двигателя:
1- двигатель на лапах с подшипниковыми щитами
2- двигатель на лапах с подшипниковыми щитами и фланцем на одном подшипниковом щите.
3- двигатель без лап с подшипниковыми щитами и фланцем на одном подшипниковом щите.
5- двигатель без станины и подшипниковых щитов.

Вторая и третья цифры в обозначении - способ монтажа двигателя (пространственное расположение).

Четвертая цифра в обозначении - исполнение вала двигателя:
0- без вала
1- с одним цилиндрическим концом вала
2- с двумя цилиндрическими концами вала
3- с одним коническим концом вала
4- с двумя коническими концами вала

1.4 Степень защиты электрооборудования

(Расшифровка индекса защиты "IP")

При выборе электродвигателя и определении места его установки очень важно обеспечить соответствие степени защиты условиям, в которых он будет эксплуатироваться. Любой электродвигатель должен одновременно удовлетворять двум требованиям защиты:
обеспечивать электробезопасность обслуживающего персонала,
защищать узлы и детали, расположенные в электродвигателе от воздействия окружающей среды.
Норматив International Protection или просто IP. Этот норматив несёт информацию о защите обслуживающего персонала от поражения электрическим током при работе с электродвигателем и о степени защиты, расположенных внутри электродвигателя узлов и деталей от проникновения пыли и влаги.
Норматив IP признан во всём мире и используется гораздо чаще, чем ссылки на национальные стандарты. Поэтому, выбирая электродвигатель для конкретных условий эксплуатации необходимо обращать внимание не только на внешний вид, но и на степень его защиты по IP. В настоящее время норматив IP активно используется и в России.
В документации и на корпусах электродвигателей указывается степень защиты с помощью букв IP и последующих двух цифр, например, IP20 или IP65. В ниже приведённой таблице показана расшифровка этого обозначения и приведена характеристика степени защиты.

1.5 Климатические исполнения

Для обеспечения надежной работы электрические машины должны быть способны противостоять воздействию факторов внешней среды, в условиях которых они предназначены работать.
По видам воздействия факторы внешней среды подразделяются на климатические, механические, специальные, биологические.
К климатическим факторам внешней среды относятся: температура, влажность воздуха, давление воздуха или газа (высота над уровнем моря), солнечная радиация, соляной туман, дождь, ветер, пыль (в том числе снежная), иней, резкая смена температур.
В условном буквенном - цифровом обозначении типоразмеров электрических машин на предпос- леднем месте проставляется буква, обозначающая климатическое исполнение, и на последнем -цифра, обозначающая категорию размещения.

1.6 Классы нагревостойкости электроизоляционных материалов

Диэлектрические свойства изоляционных материалов с течением времени ухудшаются. При дли- тельной эксплуатации изоляция усыхает, уменьшается ее механическая прочность, снижается пробивное напряжение. Этот процесс называется старением изоляции. Интенсивность старения во многом зависит от температуры. Чем выше рабочая температура изолированного изделия, тем быстрее происходит старение и уменьшается срок службы изоляции. При нормировании допустимого нагрева частей электрической машины исходят из того, чтобы соприкасающаяся с ними или расположенная в непосредственной близости от них изоляция могла выполнять свои функции в течение расчетного срока эксплуатации машины. Поэтому предельно допустимый нагрев частей электрической машины зависит от класса изоляции.

1.7 Режимы работы

Режимы работы электродвигателей отличаются огромным многообразием по характеру и длительности циклов, значениям нагрузок, условиям охлаждения, соотношения потерь в период пуска и установившегося движения и т.п.

На основании анализа реальных режимов выделен специальный класс режимов - номинальные режимы, для которых проектируются и изготавливаются серийные двигатели.

Данные, содержащиеся в паспорте электрической машины, относятся к определенному номинальному режиму и называются номинальными данными электрической машины. Завод-изготовитель гарантирует при работе электродвигателя в номинальном режиме при номинальной нагрузке полное использование его в тепловом отношении.

Согласно ГОСТ28173 (МЭК 60034-1) предусматриваются 8 номинальных режимов, которые в соответствии с международной классификацией имеют условные обозначения S1 - S8.
 Продолжительный режим работы S1 - работа машины при неизменной нагрузке достаточно длительное время для достижения неизменной температуры всех ее частей.

 Кратковременный режим работы S2 — работа машины при неизменной нагрузке в течение времени, недостаточного для достижения всеми частями машины установившейся температуры, после чего следует остановка машины на время, достаточное для охлаждения машины до температуры, не более чем на 2°С превышающей температуру окружающей среды. Для кратковременного режима работы нормируется продолжительность рабочего периода 15, 30, 60, 90 мин.

 Повторно-кратковременный режим работы S3 - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время работы при неизменной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды. В этом режиме цикл работы таков, что пусковой ток не оказывает заметного влияния на превышение температуры. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия и не превышает 10 мин.
Режим характеризуется величиной значения продолжительности включения: 15, 25, 40, 60 %, или относительные значения продолжительности рабочего периода: 0,15; 0,25; 0,40; 0,60. Для режима S3 номинальные данные соответствуют только определенному значению ПВ и относятся к рабочему периоду.
Режимы S1 - S3 являются в настоящее время основными, номинальные данные на которые включаются отечественными электромашиностроительными заводами в каталоги и паспорт машины.
Номинальные режимы S4 - S8 введены для того, чтобы впоследствии упростить задачу эквивалентирования произвольного режима номинальным, расширив номенклатуру последних.

 Повторно-кратковременный режим работы с влиянием пусковых процессов S4 - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время пуска, достаточно длительное для того, чтобы пусковые потери оказывали влияние на температуру частей машины, время работы при постоянной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.

 Повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением S5 - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает достаточно длительное время пуска, время работы при постоянной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, время быстрого электрического торможения и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.

 Перемежающийся режим работы S6 — последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы с постоянной нагрузкой и время работы на холостом ходу, причем длительность этих периодов такова, что температура машины не достигает установившегося значения.

 Перемежающийся режим с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением S7 — последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает достаточно длительный пуск, работу с постоянной нагрузкой и быстрое электрическое торможение. Режим не содержит пауз.

 Перемежающийся режим с периодически изменяющейся частотой вращения S8 — после- довательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы с неизменной нагрузкой и неизменной частотой вращения, затем следует один или несколько периодов при других постоянных нагрузках, каждой из которых соответствует своя частота вращения (например, этот режим реализуется при переключении числа пар полюсов асинхронного двигателя). Режим не содержит пауз.

Учет режима работы имеет большое значение при подборе двигателя. Мощности двигателей, указанные в каталогах, приведены для режима S1 и нормальных условий работы, кроме двигателей с повышенным скольжением.
Если двигатель работает в режиме S2 или S3, он нагревается меньше, чем в режиме S1, и поэтому он допускает большую мощность на валу.
При работе в режиме S2 допустимая мощность может быть повышена на 50 % при длительности нагружения 10 мин, на 25 % — при длительности нагружения 30 мин, на 10% — при длительности нагружения 90 мин.
Для режима S3 рекомендуются двигатели с повышенным скольжением.