Электродвигатели асинхронные ВЭМЗ

Электродвигатели асинхронные ВЭМЗ: технические характеристики, серии и особенности эксплуатации

Владимирский электромоторный завод (ВЭМЗ) является одним из старейших и наиболее авторитетных производителей асинхронных электродвигателей в Российской Федерации. Продукция завода охватывает широкий спектр промышленных применений и соответствует как отечественным, так и международным стандартам. Асинхронные двигатели ВЭМЗ характеризуются надежностью, ремонтопригодностью и адаптацией к сложным условиям эксплуатации, что делает их основным выбором для модернизации и оснащения промышленных объектов в энергетике, нефтегазовом секторе, машиностроении, на насосных и вентиляторных установках.

Классификация и основные серии асинхронных двигателей ВЭМЗ

Завод выпускает двигатели в различных исполнениях, которые можно классифицировать по нескольким ключевым параметрам: тип защиты и охлаждения, климатическое исполнение, материал станины, класс энергоэффективности. Ниже представлены основные серии, составляющие производственный портфель ВЭМЗ.

Двигатели серии АИР (Асинхронные, Единой серии, с привязкой мощностей к установочным размерам по ГОСТ Р 51689-2000)

Это универсальные двигатели общего промышленного назначения, являющиеся аналогом советской серии 4А и соответствующие стандарту IEC. Предназначены для работы от сети переменного тока частотой 50 Гц. Выпускаются в диапазоне мощностей от 0,06 кВт до 400 кВт и выше.

• Исполнение по способу монтажа: IM1081 (на лапах), IM2081 (комбинированное — лапы + фланец), IM3081 (фланцевое).
• Степень защиты: IP54 (защита от пыли и брызг воды), IP55 (защита от струй воды).
• Класс изоляции: F (рабочая температура до 155°C), система изоляции часто рассчитана на нагрев по классу B (130°C), что обеспечивает повышенный запас надежности.
• Режим работы: S1 (продолжительный).

Двигатели серии 5АМ (и их модификации, например, 5АМХ)

Мощные двигатели с высотами оси вращения 280-355 мм и выше. Отличаются повышенным пусковым моментом и перегрузочной способностью. Предназначены для привода тяжелонагруженного оборудования: мельниц, дробилок, компрессоров, больших насосов.

• Особенности: Усиленная конструкция станины и подшипниковых щитов, литые чугунные станины, повышенная виброустойчивость.
• Степень защиты: IP23, IP54, IP55.
• Климатическое исполнение: У1, У2, У3, УХЛ1, УХЛ2 для работы в умеренном и холодном климате.

Двигатели серии АИРМ (Асинхронные, Единой серии, Модернизированные)

Модернизированный вариант серии АИР с улучшенными массогабаритными показателями и повышенной надежностью. Имеют меньшую массу и длину при аналогичной мощности по сравнению с базовыми моделями АИР.

Двигатели взрывозащищенного исполнения серий ВА, АИМ, АИР

Предназначены для работы во взрывоопасных зонах. Имеют маркировку по ГОСТ и стандартам ATEX.

• Уровень взрывозащиты: 1ExdIIAT4 Gb, 1ExdIIBT4 Gb и другие, в зависимости от модификации.
• Область применения: Нефтеперерабатывающие заводы, химические производства, шахты, зернохранилища, места возможного скопления горючих газов и пыли.
• Конструктивные особенности: Усиленный фланец, исключающий передачу взрыва из внутренней полости двигателя во внешнюю среду, специальные уплотнения, искробезопасный корпус.

Двигатели с повышенным скольжением (серии АИРС, АС)

Спроектированы для частых пусков и работы в режиме повторно-кратковременных включений (S4-S5). Имеют увеличенное номинальное скольжение (до 8-13%), что позволяет снизить пусковые токи и обеспечивает более мягкий разгон привода.

Крановые двигатели (серии МТН, 4MTK)

Специализированные двигатели для крановых и металлургических механизмов. Работают в повторно-кратковременных режимах с частыми пусками и реверсами.

• Особенности: Высокий пусковой момент, повышенная механическая прочность, износостойкие подшипники, изоляция класса F или H.
• Режимы работы: S3, S4, S5 с повышенной продолжительностью включения (ПВ) – 40%, 60%, 100%.

Таблица 1. Сравнительные характеристики основных серий двигателей ВЭМЗ

Серия двигателя	Диапазон мощностей, кВт	Высота оси вращения, мм	Степень защиты (IP)	Класс энергоэфф. (ГОСТ Р 51689)	Основное назначение
АИР	0.06 — 400	56 — 355	IP54, IP55	IE1, IE2, IE3	Насосы, вентиляторы, станки, общее машиностроение
5АМ, 5АМХ	55 — 2000	280 — 560	IP23, IP54, IP55	IE1	Тяжелые механизмы: дробилки, мельницы, компрессоры
Взрывозащищенные (ВА, АИМ)	0.25 — 400	63 — 355	IP54, IP55 (во взрывобезопасном исполнении)	IE1, IE2	Взрывоопасные зоны (нефтегаз, химия, АЭС)
АИРС	0.12 — 45	56 — 180	IP54, IP55	IE1	Механизмы с частыми пусками: приводы заслонок, манипуляторы
Крановые (МТН)	2.2 — 200	112 — 355	IP44, IP54	IE1	Краны, подъемники, металлургическое оборудование

Конструктивные особенности и материалы

Двигатели ВЭМЗ изготавливаются с использованием классической схемы асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Станина и подшипниковые щиты мощных двигателей серий 5АМ, 5АМХ выполняются из чугуна, что обеспечивает высокую жесткость и демпфирование вибраций. Для двигателей серии АИР и АИРМ применяются станины из алюминиевого сплава (для малых мощностей) и чугуна. Активная сталь статора и ротора изготавливается из электротехнической стали с низкими удельными потерями. Обмотка статора выполняется из медного эмаль-провода с термореактивной изоляцией, пропитанной и запеченной в печи, что обеспечивает высокую стойкость к влаге, вибрации и перегреву. Подшипниковые узлы комплектуются роликовыми или шариковыми подшипниками качения ведущих мировых или российских производителей (SKF, FAG, отечественные аналоги). Для специальных исполнений (химически активная среда, морское исполнение) применяются подшипники с специальными смазками и защитными покрытиями.

Классы энергоэффективности и КПД

В соответствии с требованиями Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 004/2011 и ГОСТ Р 51689-2000 (а также международного стандарта IEC 60034-30-1), двигатели ВЭМЗ маркируются по классам энергетической эффективности (КЭЭ).

• IE1 (Стандартная эффективность): Характерен для большинства двигателей серий 5АМ, АИР старых выпусков.
• IE2 (Повышенная эффективность): Достигается за счет оптимизации магнитной системы, использования большего количества активных материалов, улучшенной технологии изготовления обмоток. Характерен для современных двигателей серий АИР, АИРМ.
• IE3 (Высокая эффективность): Внедряется в новые разработки завода. Требует применения высококачественной электротехнической стали и прецизионного производства.

Повышение КПД на 1-2% при переходе от IE1 к IE3 для двигателя мощностью 100 кВт приводит к экономии нескольких тысяч киловатт-часов электроэнергии в год, что быстро окупает разницу в начальной стоимости.

Условия эксплуатации и монтаж

Асинхронные двигатели ВЭМЗ рассчитаны на работу в широком диапазоне условий, но требуют соблюдения правил монтажа и обслуживания для достижения заявленного ресурса.

• Температура окружающей среды: От -40°C (для исполнения УХЛ1) до +40°C. Для работы при более низких температурах требуется подогрев или специальное исполнение.
• Высота над уровнем моря: До 1000 м. При большей высоте требуется учет снижения плотности воздуха и ухудшения охлаждения.
• Режим работы: Основной – продолжительный S1. Для других режимов (S2-S10) необходимо выбирать специализированные серии или согласовывать с заводом-изготовителем.
• Монтаж: Двигатель должен быть установлен на ровное, жесткое, виброизолированное основание. Обязательна центровка вала двигателя и рабочего механизма с использованием лазерных или индикаторных приборов. Неправильная центровка – основная причина выхода из строя подшипников.
• Защита: В электрической цепи обязательна установка аппаратов защиты от короткого замыкания (автоматические выключатели, предохранители) и перегрузки (тепловые реле, электронные защитные устройства). Для двигателей, работающих в сетях с возможными перекосами фаз, рекомендуется контроль напряжения.

Техническое обслуживание и диагностика

Плановое техническое обслуживание (ТО) включает в себя:

• Ежесменный контроль: Внешний осмотр, проверка температуры корпуса и подшипниковых узлов на ощупь или пирометром, контроль вибрации, проверка отсутствия посторонних шумов.
• Периодическое ТО (раз в 3-6 месяцев): Контроль состояния щеточного аппарата (для двигателей с фазным ротором), проверка и подтяжка контактных соединений, измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм для напряжений до 660 В).
• Капитальное ТО (раз в 2-4 года в зависимости от интенсивности работы): Полная разборка, чистка, замена подшипниковой смазки или подшипников, проверка воздушного зазора, сушка обмоток при снижении сопротивления изоляции, пропитка обмоток.

Для прогнозирования отказов применяется вибродиагностика и анализ спектра вибросигналов, что позволяет выявить дисбаланс ротора, дефекты подшипников, повреждения обмоток на ранней стадии.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличаются двигатели серии АИР от серии 5АМ?

Серия АИР – это двигатели общего назначения с высотами оси вращения до 355 мм, предназначенные для стандартных приводов (насосы, вентиляторы). Серия 5АМ – это мощные, тяжелонагруженные двигатели (высота оси от 280 мм) с усиленной конструкцией станины и подшипниковых узлов, рассчитанные на высокие механические нагрузки и работу с тяжелым пуском (дробилки, мельницы).

Как расшифровать маркировку двигателя ВЭМЗ, например, АИР180М4У3?

• АИР – серия асинхронного двигателя единой серии.
• 180 – высота оси вращения (180 мм).
• М – установочный размер по длине станины (средняя длина).
• 4 – число полюсов (4 полюса = синхронная частота 1500 об/мин, номинальная ~1460 об/мин).
• У3 – климатическое исполнение (У – умеренный климат, 3 – категория размещения для работы на открытом воздухе).

Какой класс энергоэффективности у двигателей ВЭМЗ и можно ли заменить старый двигатель на более эффективный?

Современные двигатели ВЭМЗ серий АИР, АИРМ выпускаются с классами IE2 и IE3. Замена двигателя старого выпуска (класс IE1 или ниже) на современный с IE3 является экономически целесообразной. Экономия электроэнергии обычно окупает стоимость нового двигателя за 1-3 года в зависимости от режима работы. При замене необходимо убедиться в совпадении установочных и присоединительных размеров (по ГОСТ или IEC).

Какие меры защиты необходимы для асинхронного двигателя ВЭМЗ?

Обязательный минимум: защита от короткого замыкания (автоматический выключатель с характеристикой срабатывания, учитывающей пусковой ток, или предохранители) и защита от перегрузки (тепловое реле, настраиваемое на номинальный ток двигателя). Для ответственных механизмов рекомендуется дополнительная защита: от обрыва и перекоса фаз, от затяжного пуска, от снижения сопротивления изоляции.

Как правильно выбрать двигатель для работы с частотным преобразователем (ЧП)?

Для работы с ЧП рекомендуется выбирать двигатели с изоляцией класса F или выше, так как выходное напряжение ЧП имеет несинусоидальную форму (ШИМ), что создает повышенные электрические нагрузки на изоляцию. Желательно использование двигателей с независимой вентиляцией (система охлаждения IC 416) для мощных приводов, работающих на низких скоростях, где собственного вентилятора двигателя недостаточно. Необходимо согласовать с производителем ЧП диапазон регулирования скорости и возможность компенсации скин-эффекта в обмотках.

Что делать, если сопротивление изоляции обмоток упало ниже нормы (1 МОм)?

Требуется сушка обмоток. Для двигателей до 100 кВт часто применяется метод сушки током статора (подача пониженного напряжения для разогрева обмоток до 60-70°C). Для более мощных двигателей или при сильном увлажнении используется внешний нагрев (инфракрасные лампы, тепловые пушки) в сочетании с принудительной вентиляцией. Сушку следует проводить до стабилизации сопротивления изоляции на уровне не менее 5-10 МОм. После сушки рекомендуется пропитка лаком.

Где можно найти каталожные данные, чертежи и руководства по эксплуатации на двигатели ВЭМЗ?

Официальная техническая документация (каталоги, руководства по монтажу и эксплуатации, габаритные и присоединительные чертежи) размещается на официальном сайте Владимирского электромоторного завода. Для двигателей, снятых с производства, документацию можно запросить в техническом архиве завода или найти в специализированных справочниках, таких как «Каталог электродвигателей» под редакцией Г.К. Жерве.