Электродвигатели АИС IM2081
Электродвигатели АИС IM2081: конструкция, параметры и область применения
Электродвигатели серии АИС (стандарт IEC) с присоединительными размерами по IM2081 представляют собой асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, спроектированные для продолжительного режима работы S1. Данный типоразмер является одним из наиболее распространенных в диапазоне средних мощностей и предназначен для привода промышленного оборудования, требующего высокого крутящего момента и надежности. Конструктивное исполнение IM2081 подразумевает фланцевое крепление (B14) со свободным концом вала, направленным вниз, что определяет специфику монтажа и область преимущественного использования.
Конструктивные особенности и исполнения
Двигатели АИС IM2081 изготавливаются в соответствии с международными стандартами IEC 60034 и IEC 60072. Основные узлы включают в себя:
- Статор: Сердечник набирается из изолированных листов электротехнической стали, запрессовывается в литой чугунный корпус (для больших мощностей – сварной стальной). Обмотка выполняется из медного провода с классом нагревостойкости не ниже F (155°C), пропитывается термореактивным компаундом методом вакуумно-нагнетательной пропитки (VPI) для обеспечения высокой стойкости к вибрациям, влаге и агрессивным средам.
- Ротор: Короткозамкнутый, беличья клетка из алюминиевого сплава или меди, залитая в пазы сердечника. Балансировка выполняется в двух плоскостях с возможностью установки корректирующих грузов.
- Корпус и охлаждение: Исполнение IP55 (защита от пыли и струй воды) является стандартным. Охлаждение – наружное само-вентилируемое (IC411). Вентилятор закрыт защитным кожухом.
- Подшипниковые узлы: Используются смазываемые на весь срок службы (grease lifetime) шарикоподшипники качения. Со стороны привода, как правило, устанавливается сдвоенный радиально-упорный подшипник для восприятия осевых нагрузок.
- Фланец: Выполнен как единое целое с корпусом. Соответствует типу B14 по IEC 60072-3: с цилиндрической посадочной поверхностью и четырьмя сквозными отверстиями под крепеж. Наличие свободного конца вала позволяет передавать крутящий момент через муфту или ременную передачу.
- IP55: Стандартное промышленное исполнение.
- IP65: Для сред с повышенной влажностью и запыленностью.
- Взрывозащищенное исполнение: Доступно по стандартам IECEx/ATEX, например, маркировка Ex db IIB T4 Gb.
- IE2 (Повышенная эффективность): Устаревающий класс, снят с производства для большинства мощностей в рамках директив ЕС.
- IE3 (Высокая эффективность): Стандартный класс для новых двигателей на рынке. Требует использования качественных электротехнических сталей и увеличенного количества активных материалов.
- IE4 (Сверхвысокая эффективность): Доступен в премиальном сегменте. Достигается за счет оптимизации магнитной цепи, использования стали с улучшенными свойствами и снижения всех видов потерь.
- Насосное оборудование: Консольные (типа К), погружные, вертикальные канализационные и химические насосы.
- Вентиляторы и дымососы: Вертикальные вентиляторы для систем вентиляции и дымоудаления.
- Гидравлические станции и маслостанции: Привод шестеренных и поршневых насосов.
- Судовое вспомогательное оборудование: При условии исполнения с соответствующим покрытием.
- Мощность и момент нагрузки с учетом пусковых условий.
- Класс энергоэффективности (IE3 – минимальное требование).
- Степень защиты (IP55/IP65) и климатическое исполнение.
- Напряжение и частоту питающей сети (стандартно 400В, 50Гц).
- Необходимость дополнительных опций: датчики температуры (PTC, PT100), дренажные отверстия, антиконденсатный нагреватель, специальные покрытия.
Классификация по степени защиты и охлаждению:
Основные технические параметры и характеристики
Двигатели IM2081 охватывают определенный диапазон мощностей и частот вращения. Ключевые параметры приведены в таблице.
| Синхронная частота вращения, об/мин (50 Гц) | Мощность, кВт (при S1, 400В, 50Гц) | КПД, η (%) (пример, класс IE3) | Коэффициент мощности, cos φ (пример) | Пусковой ток, Ia/In |
|---|---|---|---|---|
| 3000 | 11.0 | 91.5 | 0.88 | 7.5 |
| 15.0 | 92.4 | 0.89 | 7.8 | |
| 18.5 | 93.0 | 0.89 | 8.0 | |
| 22.0 | 93.6 | 0.90 | 8.2 | |
| 1500 | 11.0 | 92.0 | 0.82 | 7.0 |
| 15.0 | 92.8 | 0.83 | 7.2 | |
| 18.5 | 93.2 | 0.84 | 7.3 | |
| 22.0 | 93.8 | 0.85 | 7.5 | |
| 1000 | 11.0 | 91.0 | 0.78 | 6.5 |
| 15.0 | 91.8 | 0.79 | 6.7 | |
| 18.5 | 92.5 | 0.80 | 6.8 |
Механические характеристики отличаются высокой перегрузочной способностью. Пусковой момент для двигателей данного типоразмера обычно составляет 200-250% от номинального, максимальный момент – 250-300%. Кривая момента близка к вентиляторной, что оптимально для насосов и вентиляторов.
Классы энергоэффективности и стандарты
Современные двигатели АИС IM2081 производятся в соответствии с классами энергоэффективности IEC 60034-30-1:
Переход на классы IE3 и IE4 приводит к снижению электрических потерь на 20-40% по сравнению с устаревшими моделями, что при непрерывной работе окупает повышенные капитальные затраты за 1-3 года.
Область применения и особенности монтажа
Фланцевое исполнение IM2081 предопределяет основную сферу использования – вертикальный монтаж на ответных фланцах технологического оборудования. Основные области применения:
При монтаже критически важно обеспечить соосность вала двигателя и вала рабочего механизма. Для соединения с насосом используется жесткая или упругая муфта. Несоблюдение требований к соосности приводит к вибрациям, перегреву подшипников и преждевременному выходу из строя. Монтаж осуществляется с помощью шпилек, ввернутых в корпус двигателя, или болтов, проходящих через фланец.
Выбор, эксплуатация и обслуживание
При выборе двигателя АИС IM2081 необходимо учитывать:
Эксплуатация требует контроля за вибрацией, температурой подшипниковых узлов и статора. Ток нагрузки не должен превышать номинальный. Для плавного пуска и регулирования скорости рекомендуется использование частотных преобразователей (ЧП), совместимых с данным типом двигателей. Обслуживание в основном заключается в периодической проверке состояния подшипников и очистке наружных поверхностей от загрязнений для обеспечения эффективного охлаждения.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается исполнение IM2081 от IM1001?
IM1001 – это исполнение на лапах (IM B3). IM2081 – фланцевое исполнение (IM B14) с цилиндрическим свободным концом вала. Они не являются взаимозаменяемыми по способу крепления. Для перехода с одного типа крепления на другой требуются переходные плиты или конструктивные изменения рамы.
Можно ли использовать двигатель IM2081 для горизонтального монтажа?
Конструктивно двигатель IM2081 рассчитан на вертикальный монтаж фланцем вниз. Горизонтальный монтаж возможен только с использованием дополнительной переходной консольной плиты, которая крепится к лапам (если они предусмотрены на корпусе) или к фланцу, и сама имеет опорные лапы. Однако такой монтаж требует согласования с производителем, так может изменить условия смазки подшипников.
Какой класс изоляции используется в современных двигателях?
Стандартом является класс нагревостойкости F (до 155°C) с запасом, что позволяет работать при классе изоляции B (до 130°C) по температуре обмотки. Это увеличивает ресурс изоляции. Взрывозащищенные исполнения часто используют класс H (до 180°C).
Как правильно подобрать частотный преобразователь для IM2081?
Номинальный ток ЧП должен быть не менее номинального тока двигателя с учетом перегрузочной способности привода. Для двигателей, работающих на низких скоростях (ниже 20 Гц) длительное время, требуется независимое вентилирование. Рекомендуется использовать ЧП с синус-фильтром или dU/dt-фильтром для снижения пиковых напряжений на обмотке и увеличения срока ее службы.
Что означает маркировка «АИС»?
АИС – это аббревиатура от «Асинхронный Исполнения С». Буква «С» обозначает, что двигатель соответствует международным стандартам IEC по габаритным и установочно-присоединительным размерам. Таким образом, АИС IM2081 взаимозаменяем с аналогичными двигателями других производителей, следующих стандартам IEC.
Каков типичный срок службы двигателя IM2081?
При соблюдении условий эксплуатации (номинальная нагрузка, чистая окружающая среда, температура охлаждающего воздуха в пределах +40°C) расчетный срок службы изоляции обмотки составляет не менее 20 000 часов для класса F. Срок службы подшипников при правильной установке и отсутствии вибраций может достигать 40 000 часов и более. Фактический ресурс определяется самым слабым звеном в конкретных условиях.
Как осуществляется замена подшипников?
Замена подшипников – капитальный ремонт. Требуется демонтаж двигателя, снятие крыльчатки вентилятора и защитного кожуха, извлечение стопорных колец, демонтаж подшипников с вала с помощью съемника. Новые подшипники нагреваются до 80-100°C и запрессовываются на место. Запрещается прямой удар по кольцам подшипника. После установки необходимо проверить радиальный зазор и легкость вращения ротора.