Электродвигатели асинхронные IM1081
Электродвигатели асинхронные серии IM1081: полный технический обзор
Электродвигатели асинхронные серии IM1081 представляют собой трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором, сконструированные в соответствии с международным стандартом IEC 60034 и, как правило, соответствующие классу энергоэффективности IE2 (стандартный) или IE3 (повышенный) в зависимости от конкретного исполнения и рынка. Основное конструктивное исполнение по способу монтажа — IM1081, что обозначает двигатель на лапах с двумя подшипниковыми щитами, с одним цилиндрическим концом вала. Данная серия является одной из наиболее распространенных и универсальных в промышленном применении для привода насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров и другого оборудования общего назначения.
Конструктивные особенности и исполнения
Конструкция двигателя IM1081 является классической. Статор собран из листов электротехнической стали с пазами, в которые уложена обмотка из медного провода с классом нагревостойкости, как правило, F (155°C), что обеспечивает запас термостойкости при работе в номинальном режиме с изоляцией класса B (130°C) или F. Корпус — литой чугунный, обеспечивающий высокую механическую прочность и эффективный отвод тепла. Ротор — короткозамкнутый, типа «беличья клетка», выполненный из алюминиевого сплава или литой меди для более высоких КПД. Подшипниковые узлы обычно используют шариковые подшипники качения с консистентной смазкой, рассчитанные на длительный срок службы.
Ключевые варианты исполнения включают:
- Степень защиты IP: Базовая — IP55 (защита от пыли и струй воды). Также доступны IP56 (защита от сильных струй) и IP65 (полная защита от пыли и струй воды).
- Класс изоляции: Чаще всего F с системой термоконтроля, допускающей работу при температуре окружающей среды до 40°C на высоте до 1000 м над уровнем моря.
- Режим работы: S1 (продолжительный номинальный режим).
- Варианты охлаждения: IC411 (двигатель с самовентиляцией, с наружным вентилятором под кожухом).
- Климатическое исполнение: У3, У2 для умеренного климата, часто доступны исполнения для тропического климата (с защитой от грибка и повышенной влажности).
- Насосного оборудования (скважинные, циркуляционные, центробежные насосы).
- Вентиляционных и компрессорных установок.
- Конвейерных линий и транспортеров.
- Станков и деревообрабатывающего оборудования.
- Смесителей, дробилок, мельниц.
Технические характеристики и параметры
Диапазон мощностей для серии IM1081 обычно составляет от 0.18 кВт до 315 кВт и более, при синхронных частотах вращения 3000 об/мин (2p=2), 1500 об/мин (2p=4), 1000 об/мин (2p=6), 750 об/мин (2p=8). Номинальное напряжение — 400 В при частоте 50 Гц (стандарт для Европы и России), также возможны исполнения на 690 В. Коэффициент мощности (cos φ) находится в диапазоне от 0.8 до 0.9, повышаясь с ростом мощности и снижением частоты вращения.
Таблица 1. Примерный диапазон номинальных параметров для серии IM1081 (напряжение 400 В, 50 Гц, степень защиты IP55, класс изоляции F)
| Мощность, кВт | Синхронная частота, об/мин | КПД (IE2), % | КПД (IE3), % | Коэффициент мощности, cos φ | Пусковой ток (Ia/In) |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.75 | 3000 | 77.0 | 80.7 | 0.82 | 6.5 |
| 7.5 | 1500 | 88.0 | 89.6 | 0.84 | 7.5 |
| 37 | 1000 | 93.0 | 94.2 | 0.86 | 7.8 |
| 110 | 1500 | 95.0 | 95.8 | 0.88 | 7.0 |
Пусковые и рабочие характеристики
Двигатели IM1081 характеризуются прямым пуском от сети (DOL). Пусковой момент обычно составляет 150-200% от номинального, максимальный (критический) момент — 200-350%. Это обеспечивает уверенный пуск под нагрузкой, типичной для вентиляторов и насосов. Для механизмов с тяжелыми условиями пуска (например, поршневые компрессоры) требуется проверка по пусковому моменту. Пусковой ток при прямом включении высок и достигает 5-8 кратных значений от номинального тока, что необходимо учитывать при расчете питающей сети и выборе устройств защиты.
Таблица 2. Типичные соотношения моментов для двигателей IM1081
| Параметр | Отношение к номинальному моменту (M/Mn) | Примечание |
|---|---|---|
| Пусковой момент | 1.5 – 2.2 | Зависит от конструкции ротора и мощности |
| Минимальный момент | 1.4 – 2.0 | Минимальное значение в процессе разгона |
| Максимальный момент | 2.2 – 3.5 | Обеспечивает перегрузочную способность |
Выбор, монтаж и эксплуатация
Выбор двигателя IM1081 осуществляется на основе анализа следующих параметров: требуемая мощность на валу, скорость, характер нагрузки (постоянная или переменная), продолжительность и частота включений, условия окружающей среды. Обязательно учитывается класс энергоэффективности, регламентируемый техническими регламентами (например, ТР ТС 004/2011, 020/2011). Для регулируемого электропривода необходимо выбирать двигатели, предназначенные для работы с частотными преобразователями, часто имеющие усиленную изоляцию и встроенный датчик температуры.
Монтаж должен обеспечивать надежное крепление на ровной жесткой поверхности, точную центровку с приводимым механизмом (допустимое радиальное биение обычно не превышает 0.05 мм). Неправильная центровка приводит к вибрациям, перегреву подшипников и преждевременному выходу из строя. Эксплуатация требует регулярного контроля: визуальный осмотр, проверка температуры корпуса и подшипниковых узлов, уровня вибрации, состояния изоляции обмоток (сопротивление мегомметром).
Схемы подключения и управление
Трехфазные обмотки статора двигателя IM1081 могут быть соединены в «звезду» (Y) или «треугольник» (Δ), в зависимости от сетевого напряжения. Для стандартного напряжения 400/690 В, схема соединения обмоток, как правило, «звезда». Пусковая аппаратура включает автоматические выключатели (предохранители), контакторы, тепловые реле или современные электронные защитные устройства (мотор-автоматы, УПП, ЧП). Для плавного пуска и энергосбережения применяются частотные преобразователи, которые позволяют регулировать скорость в широком диапазоне.
Области применения и сопутствующее оборудование
Двигатели IM1081 являются основным приводом для:
В качестве сопутствующего оборудования часто используются датчики температуры (встроенные в обмотку PT100 или PTC-термисторы), тормозные устройства (электромагнитные тормоза), датчики оборотов (тахогенераторы, энкодеры), гибкие муфты и редукторы.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается исполнение IM1081 от IM1001?
IM1081 и IM1001 — это обозначения конструктивного исполнения по способу монтажа по ГОСТ и IEC. IM1081 — двигатель на лапах с двумя подшипниковыми щитами и одним цилиндрическим концом вала. IM1001 — двигатель на лапах со щитами, но с фланцем на подшипниковом щите (обычно типа B14). Основное различие — наличие и тип фланца для соединения.
Можно ли использовать двигатель IM1081 с частотным преобразователем?
Да, но для продолжительной работы на низких скоростях (ниже 20-30% от номинала) требуется независимое охлаждение (внешний вентилятор), так как собственный вентилятор двигателя на валу будет неэффективен. Рекомендуется выбирать двигатели с изоляцией обмотки, усиленной для работы с ПЧ, и с защитой от перенапряжений на выводах.
Как определить, какой класс энергоэффективности IE2 или IE3 у конкретного двигателя?
Класс энергоэффективности указывается на шильдике двигателя. Также его можно определить по каталожным данным, сравнив значение КПД при номинальной нагрузке с таблицами, приведенными в стандартах IEC 60034-30-1. Двигатели IE3 имеют КПД примерно на 10-15% выше, чем у двигателей старого класса IE1, и на 3-5% выше, чем у IE2.
Каков типичный срок службы двигателя IM1081?
При соблюдении условий эксплуатации (номинальная нагрузка, чистая окружающая среда, температура в пределах нормы, правильное обслуживание подшипников) срок службы двигателя IM1081 может превышать 20 000 – 40 000 часов до первого капитального ремонта. Основными факторами, сокращающими срок службы, являются перегрузки, частые пуски, работа в условиях повышенной влажности или агрессивной среды, вибрации.
Что делать, если двигатель перегревается?
Необходимо провести диагностику в следующем порядке: 1) Проверить нагрузку (ток статора по фазам) — она не должна превышать номинальный. 2) Проверить напряжение и симметрию фаз (перекос не более 1%). 3) Очистить корпус и ребра охлаждения от загрязнений. 4) Проверить работу собственного вентилятора. 5) Проверить состояние подшипников (шум, нагрев). 6) Измерить сопротивление изоляции обмоток. Перегрев часто вызван механической перегрузкой, ухудшением условий охлаждения или деградацией изоляции.
Как правильно выбрать двигатель для насоса с тяжелым пуском?
Для насосов с тяжелым пуском (например, поршневых) необходимо, чтобы пусковой момент двигателя (указанный в каталоге) с запасом не менее 15-20% превышал момент сопротивления насоса в момент пуска. Также важно проверить, чтобы время разгона не привело к перегреву обмоток. В таких случаях часто применяют двигатели с повышенным пусковым моментом (обозначаются как H или HА по ГОСТ) или используют устройства плавного пуска.