Электродвигатели взрывозащищенные IM1001
Электродвигатели взрывозащищенные серии IM1001: конструкция, применение и технические аспекты
Электродвигатели взрывозащищенные с обозначением степени защиты IM1001 представляют собой асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, предназначенные для длительной эксплуатации в зонах с наличием взрывоопасных газовых смесей. Ключевой особенностью данного исполнения является взрывозащита вида «повышенная надежность против взрыва» (маркировка «е» согласно действующим стандартам). Данный тип защиты подразумевает специальные меры при проектировании и изготовлении, которые предотвращают возникновение опасных перегревов, искрений и электрических дуг в нормальном режиме работы и при предусмотренных стандартами условиях перегрузки.
Расшифровка обозначения IM1001
Международное обозначение IM (International Mounting) с последующими цифрами определяет исполнение двигателя по способу монтажа и расположению вала. Код IM1001 расшифровывается следующим образом:
- IM1: Группа исполнений, обозначающая двигатели на лапах с подшипниковыми щитами.
- 001: Конкретная конструктивная разновидность. В данном случае – два подшипниковых щита, лапы, цилиндрический конец вала, один конец вала для монтажа рабочего механизма (исполнение B3 по устаревшей, но часто употребляемой классификации).
- Повышенной надежности электрических соединений: Все контактные соединения внутри клеммной коробки и обмотки должны быть выполнены с применением дополнительных мер против самоотвинчивания (пружинные шайбы, контргайки, специальная пайка).
- Увеличенных зазоров и утечек: Между токоведущими частями и корпусом, а также между разными токоведущими частями предусмотрены увеличенные воздушные зазоры и пути утечки, что предотвращает пробой и поверхностные перекрытия даже при повышенном загрязнении или увлажнении.
- Повышенной стойкости изоляции: Используется изоляция обмоток с улучшенными диэлектрическими и трекингостойкими свойствами (например, на основе слюдосодержащих материалов).
- Защиты от перегрева: Конструкция обеспечивает эффективный отвод тепла. Температура внешних поверхностей двигателя и внутренних частей в нормальном режиме и при пуске не превышает предельно допустимых значений, установленных для соответствующей температурной группы.
- Особой конструкции клеммной коробки: Клеммная коробка имеет усиленную конструкцию, уплотнения, предотвращающие проникновение внешней среды к контактам, и увеличенные внутренние объемы для улучшенного охлаждения соединений.
- Ex e IIC T4…T1 Gb / Ex e I Mb – для рудничного исполнения.
- Ex e II T4…T1 Gb – для промышленного исполнения.
- Ex</strong – знак взрывозащищенного оборудования.
- e – вид взрывозащиты («повышенная надежность»).
- II – оборудование для подземных выработок и поверхностных установок.
- IIC – подгруппа, указывающая на возможность применения для сред с водородом, ацетиленом, сероуглеродом (наиболее строгая).
- T1…T4 – температурный класс, определяющий максимальную температуру поверхности двигателя.
- Gb – уровень защиты оборудования, указывающий на пригодность для зон 1 и 2 (Gb – «высокий» уровень).
- Монтаж: Двигатель должен быть надежно заземлен. Сечение заземляющего проводника должно соответствовать ПУЭ. При соединении с приводным механизмом необходимо обеспечить соосность для исключения вибраций, которые могут привести к повреждению уплотнений или истиранию деталей, создающему опасность искрообразования.
- Электрические подключения: Подключение силовых кабелей и кабелей управления должно осуществляться только к клеммам внутри взрывозащищенной клеммной коробки с использованием штатных кабежных вводов (сальников). Запрещается оставлять незадействованные отверстия в коробке. После подключения необходимо убедиться в плотности закрытия крышки коробки (затяжка всех болтов).
- Эксплуатация: Запрещается эксплуатация двигателя с превышением номинальных параметров (ток, напряжение, частота). Необходимо контролировать температуру корпуса и ток статора. Перегрузки недопустимы, так как они ведут к превышению температурного класса.
- Техническое обслуживание (ТО): При проведении ТО все работы должны выполняться при отключенном от сети двигателе. Особое внимание уделяется состоянию подшипников (шум, нагрев), так как их разрушение может привести к заклиниванию и опасному перегреву. При замене подшипников необходимо использовать смазку, рекомендованную производителем. После любого вскрытия клеммной коробки или разборки двигателя необходимо проверить сохранность и правильность установки всех уплотнений, состояние контактных соединений и затяжку крепежных элементов.
- Ремонт: Капитальный ремонт с перемоткой статора должен производиться на специализированных предприятиях, имеющих лицензию на ремонт взрывозащищенного оборудования. После ремонта двигатель должен пройти приемо-сдаточные испытания с выдачей протокола, подтверждающего сохранение взрывозащитных свойств.
Таким образом, IM1001 – это классический горизонтальный двигатель на лапах, наиболее распространенный в промышленности.
Принцип действия и конструктивные особенности взрывозащиты вида «e»
Взрывозащита типа «повышенная надежность против взрыва» (Ex e) не является искробезопасной или герметичной. Ее принцип основан на исключении возможности возникновения в нормальных условиях эксплуатации тех факторов (источников зажигания), которые могут привести к воспламенению окружающей взрывоопасной среды. Это достигается за счет:
Область применения и классификация по зонам
Двигатели IM1001 с взрывозащитой Ex e применяются в химической, нефтегазовой, горнодобывающей, лакокрасочной, мукомольной промышленности, на объектах хранения и переработки нефтепродуктов. Они приводят в действие насосы, вентиляторы, дымососы, компрессоры, конвейеры, мешалки и другое оборудование, установленное во взрывоопасных зонах.
Соответствие конкретной зоне определяется полной маркировкой взрывозащиты. Для двигателей IM1001 типична следующая маркировка:
Расшифровка:
Двигатели с видом защиты «e» обычно применяются в зонах 1 и 2 (где взрывоопасная смесь присутствует не постоянно, а лишь вероятно или маловероятно в нормальной эксплуатации). Для зоны 0, где опасная среда присутствует постоянно, требуется иной вид защиты (например, искробезопасный «i» или заполнение оболочки «p»).
Основные технические характеристики и параметры выбора
При выборе взрывозащищенного электродвигателя IM1001 необходимо учитывать комплекс параметров, выходящих за рамки стандартных требований к общепромышленным двигателям.
| Параметр | Описание и типовые значения |
|---|---|
| Номинальная мощность (PN) | Диапазон от 0.12 кВт до нескольких сотен кВт. Наиболее распространенный ряд: 0.55, 1.1, 2.2, 3.0, 4.0, 5.5, 7.5, 11, 15, 18.5, 22, 30, 37, 45, 55, 75, 90, 110 кВт и выше. |
| Синхронная частота вращения | 3000 об/мин (2p=2), 1500 об/мин (2p=4), 1000 об/мин (2p=6), 750 об/мин (2p=8). Наиболее распространены двигатели с 1500 об/мин. |
| Напряжение питания | ~220/380 В, 380/660 В, 660 В. Для высоковольтных исполнений – 6 кВ, 10 кВ (обозначение степени защиты будет иным, не IM1001). |
| Степень защиты IP | Как правило, не ниже IP54 (защита от пыли и брызг воды). Часто встречается IP55 или IP65 для особо тяжелых условий. |
| Класс изоляции | Не ниже F. При этом температура по сопротивлению изоляции нормируется для класса B. Это создает запас надежности и предотвращает перегрев. |
| Коэффициент полезного действия (КПД) | Соответствует классам IE2 (стандартный), IE3 (повышенный) или IE4 (премиальный) согласно стандарту МЭК 60034-30-1. |
| Температурный класс (T-класс) | T3 (макс. 200°C) или T4 (макс. 135°C) – наиболее востребованы, так как соответствуют большинству газов и паров (бензин, аммиак, пропан и др.). T2 (300°C) и T1 (450°C) – для сред с высокой температурой воспламенения. T5 (100°C) и T6 (85°C) – для особо чувствительных сред. |
| Материал корпуса | Чугун (для средних и больших мощностей) или алюминиевый сплав (для малых мощностей). Алюминиевые корпуса требуют особого внимания к предотвращению искрения при ударах. |
Особенности монтажа, эксплуатации и технического обслуживания
Монтаж и обслуживание взрывозащищенных двигателей должны выполняться персоналом, прошедшим специальное обучение и имеющим соответствующую квалификацию.
Сравнение с другими видами взрывозащиты
| Вид защиты (Ex) | Принцип действия | Типичное применение | Относительная стоимость |
|---|---|---|---|
| e (повышенная надежность) | Исключение источников зажигания в нормальном режиме. | Зоны 1, 2. Электродвигатели, светильники, клеммные коробки. | Средняя |
| d (взрывонепроницаемая оболочка) | Локализация взрыва внутри прочной оболочки, не передающего его во внешнюю среду. | Зоны 1, 2, иногда 0. Двигатели, аппараты КИПиА. | Высокая |
| i (искробезопасная цепь) | Ограничение энергии в цепи до уровня, недостаточного для воспламенения. | Зоны 0, 1, 2. Цепи управления, датчики, маломощная аппаратура. | Зависит от системы |
| p (заполнение или продувка оболочки) | Создание избыточного давления защитного газа внутри оболочки, препятствующего попаданию взрывоопасной смеси. | Зоны 1, 2. Крупные двигатели, шкафы управления. | Очень высокая (требуется система подачи газа) |
Двигатели с защитой Ex e часто являются оптимальным компромиссом между надежностью, стоимостью и удобством эксплуатации для большинства применений в зонах 1 и 2.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Можно ли использовать двигатель IM1001 Ex e в помещении, где возможны только периодические утечки газа (зона 2)?
Да, именно для таких условий (зоны 1 и 2) двигатель с видом защиты «повышенная надежность против взрыва» (Ex e) и предназначен. Он является основным приводным решением для подобных зон.
Что важнее при выборе: температурный класс (T4/T3) или группа взрывоопасности смеси (IIC/IIB)?
Оба параметра критичны и должны соответствовать данным по взрывоопасной среде на объекте. Сначала определяется группа смеси (например, ацетилен требует IIC, пропан – IIB). Затем, в рамках выбранной группы, подбирается температурный класс: максимальная температура поверхности двигателя (T-класс) должна быть ниже температуры воспламенения конкретной газовой смеси. Для универсальности часто выбирают двигатели Ex e IIC T4, так как они подходят для всех групп газов (IIC, IIB, IIA) и имеют достаточно низкую температуру поверхности.
Требуется ли специальный кабель для подключения к клеммной коробке взрывозащищенного двигателя?
Для силового подключения специальный «взрывозащищенный» кабель не требуется. Необходимо использовать кабель с изоляцией, соответствующей номинальному напряжению и условиям прокладки (например, маслостойкую, не распространяющую горение). Ключевое требование – обеспечить надежное уплотнение в месте ввода кабеля в клеммную коробку с помощью соответствующего сальника (кабельного ввода), подобранного под внешний диаметр кабеля.
Разрешается ли установка частотного преобразователя (ЧП) для регулирования скорости такого двигателя?
Да, разрешается, но с выполнением ряда условий. Сам двигатель IM1001 Ex e при питании от ЧП сохраняет свою взрывозащиту. Однако, частотный преобразователь должен быть установлен за пределами взрывоопасной зоны (в безопасной зоне) или, если он находится в зоне, должен иметь собственный соответствующий вид взрывозащиты (обычно Ex d или Ex p). На выходе ЧП, особенно при длинных кабелях, могут возникать перенапряжения, ухудшающие изоляцию обмотки, поэтому рекомендуется использовать выходные фильтры (дроссели, синус-фильтры). Эти меры должны быть согласованы с производителем двигателя.
Чем отличается маркировка «Ex e IIC T4 Gb» от «Ex e IIC T4 X»?
Маркировка «X» указывает на наличие особых условий использования, оговоренных в документации (сертификате) на оборудование. Это может быть требование к специальному монтажу, использованию только с определенными устройствами защиты (например, термореле с конкретными уставками), ограничение по положению в пространстве или условиям окружающей среды. Перед установкой двигателя с маркировкой «X» необходимо тщательно изучить эксплуатационную документацию.
Как часто необходимо проводить проверку затяжки болтов клеммной коробки?
Периодичность проверки должна быть указана в руководстве по эксплуатации. Как правило, первая проверка проводится через 1-2 месяца после ввода в эксплуатацию, последующие – в рамках планового технического обслуживания (раз в 6-12 месяцев). Проверка обязательна после любого отключения питания, связанного с работами на силовых цепях.