Электродвигатели 112 мм

Электродвигатели 112 мм: технические характеристики, конструкция и сфера применения

Электродвигатели с высотой оси вращения 112 мм представляют собой серию асинхронных машин малой и средней мощности, соответствующих международному стандарту IEC 60072-1. Данный типоразмер является одним из базовых в линейке общепромышленных электродвигателей. Под высотой оси вращения (габарит по высоте) понимается расстояние от плоскости установки двигателя (лап) до центра вала. Это ключевой параметр, определяющий взаимозаменяемость и установочные размеры агрегата.

Конструктивные особенности и исполнения

Двигатели габарита 112 мм, как правило, выполняются в асинхронном исполнении с короткозамкнутым ротором. Основные конструктивные элементы включают: литой или алюминиевый статорный сердечник с трехфазной обмоткой, ротор типа «беличья клетка», литой алюминиевый или чугунный корпус, подшипниковые щиты с шарикоподшипниками качения. По способу монтажа наиболее распространены двигатели на лапах (IM 1001 по IEC), но также доступны исполнения фланцевые (IM 3001) и комбинированные (лапы + фланец, IM 2001). По способу охлаждения преобладает конструкция с самовентиляцией (IC 411) – внешний обдув крыльчаткой на валу двигателя.

Основные технические параметры и ряд мощностей

Для габарита 112 мм стандартизирован ряд синхронных частот вращения: 3000 об/мин (2 полюса), 1500 об/мин (4 полюса), 1000 об/мин (6 полюсов) и 750 об/мин (8 полюсов). Фактическая частота вращения на валу при номинальной нагрузке (асинхронная) ниже синхронной на величину скольжения (обычно 2-5%). Номинальная мощность двигателей данного габарита варьируется в зависимости от числа полюсов и конкретного конструктивного исполнения производителя.

Классы энергоэффективности и стандарты

Современные двигатели габарита 112 мм производятся в соответствии с различными классами энергоэффективности, регламентируемыми стандартами IEC 60034-30-1. Исторически распространенным классом был IE1 (Standard Efficiency). В настоящее время минимально допустимым в большинстве стран является класс IE2 (High Efficiency), а для многих применений рекомендуется класс IE3 (Premium Efficiency) и высший IE4 (Super Premium Efficiency). Повышение класса достигается за счет использования большего количества активных материалов (медь, сталь), оптимизации магнитной цепи и снижения потерь. Для двигателей 112 мм переход на более высокий класс эффективности часто сопровождается незначительным увеличением габаритов или массы при сохранении установочных размеров.

Условия эксплуатации и степень защиты

Общепромышленные двигатели 112 мм рассчитаны на работу от сети переменного тока 380/400 В, 50 Гц (также доступны исполнения на другие напряжения, например, 220/380, 660 В). Допустимый режим работы – продолжительный (S1). Стандартная климатическое исполнение – У3, но возможны и другие. Критически важным параметром является степень защиты IP, определяемая стандартом IEC 60034-5. Наиболее типичные степени защиты:

• IP54: Защита от попадания пыли в количестве, нарушающем работу, и от брызг воды с любого направления. Стандарт для пыльных и влажных производственных помещений.
• IP55: Защита от пыли и струй воды. Применяется в условиях более интенсивного воздействия воды.
• IP65: Полная защита от пыли и струй воды под давлением. Используется в агрессивных средах, для мойки.

Класс изоляции обмотки, как правило, F (до 155°C) с нагревом по классу B (до 130°C), что обеспечивает запас по термостойкости и увеличивает ресурс.

Сферы применения и типовые приводы

Двигатели данного габарита благодаря надежности и оптимальному соотношению мощности/габаритов находят широкое применение в различных отраслях промышленности. Их используют в качестве привода для:

• Насосного оборудования (циркуляционные, центробежные, скважинные насосы).
• Вентиляторов и дымососов средней производительности.
• Компрессоров (поршневых, винтовых) малой мощности.
• Конвейеров и транспортеров.
• Станков (дерево- и металлообрабатывающих, сверлильных, точильных).
• Смесительного и дробильного оборудования.
• Прочих общепромышленных механизмов.

Выбор конкретного типоразмера (длины) и числа полюсов определяется требуемой мощностью на валу механизма и необходимой частотой вращения.

Особенности выбора и монтажа

При выборе электродвигателя 112 мм необходимо учитывать следующие параметры:

• Мощность: Должна быть не менее мощности, потребляемой приводимым механизмом, с учетом пусковых перегрузок. Недостаточная мощность приводит к перегреву и выходу из строя, завышенная – к снижению КПД и cos φ.
• Частота вращения: Должна соответствовать требованиям механизма. Возможна регулировка через частотный преобразователь.
• Режим работы (S1-S10): Для продолжительной работы подходит S1.
• Степень защиты IP и климатическое исполнение: Определяются условиями окружающей среды.
• Установочные размеры: Длина сердечника (A, B, C) должна соответствовать посадочному месту. Крепление – лапами (размеры B10, B14), фланцем (B5), или комбинированное.

Монтаж должен обеспечивать надежное крепление, соосность с редуктором или механизмом, свободный доступ для обслуживания и эффективный отвод тепла. Обязательно требуется заземление корпуса.

Техническое обслуживание и диагностика

Плановое техническое обслуживание электродвигателей 112 мм включает:

• Визуальный контроль состояния корпуса, клеммной коробки, креплений.
• Контроль вибрации и шума.
• Измерение сопротивления изоляции обмоток мегаомметром (не менее 1 МОм для напряжений до 660 В).
• Чистку наружных поверхностей и вентиляционных каналов.
• Через 10 000 – 20 000 часов работы – проверку и замену смазки в подшипниках (тип и объем смазки указаны на шильдике или в паспорте).

Основные причины отказов: перегруз по току, перегрев из-за плохого охлаждения или частых пусков, нарушение целостности изоляции, износ подшипников, несбалансированность ротора.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличаются двигатели 112M, 112MA и 112MB?

Буквы A, B, M (Short, Medium, Long) после цифрового обозначения габарита указывают на длину сердечника статора и, соответственно, на мощность при одинаковой высоте оси вращения. 112MA – короткая длина (меньшая мощность), 112M – средняя (номинальная для данного габарита), 112MB – может обозначать еще одну вариацию длины. Конкретные значения мощности зависят от производителя и числа полюсов.

Можно ли использовать двигатель 112 мм с частотным преобразователем (ЧП)?

Да, большинство современных общепромышленных асинхронных двигателей 112 мм совместимы с частотными преобразователями. Однако для продолжительной работы на низких скоростях (ниже 20-30 Гц) при высоком моменте может потребоваться двигатель с независимым вентилятором (IC 416). Также при использовании с ЧП рекомендуется выполнять симметрирование напряжения на выводах двигателя, использовать фильтры dU/dt или синус-фильтры для снижения гармоник и перенапряжений, особенно при длинных кабелях.

Как определить, какой класс энергоэффективности у двигателя?

Класс энергоэффективности (IE1, IE2, IE3, IE4) должен быть четко указан на шильдике двигателя. Также его можно определить по каталожным данным, сравнив номинальный КПД двигателя с таблицами значений, приведенными в стандарте IEC 60034-30-1.

Что означает степень защиты IP55 и чем она отличается от IP54?

IP55 обеспечивает защиту от струй воды с любого направления (вторая цифра 5), в то время как IP54 – только от брызг (цифра 4). Для двигателя это означает, что при степени IP55 на него можно направлять струю воды из сопла, и это не приведет к повреждению. Обе степени защищают от пыли (первая цифра 5).

Как правильно подобрать двигатель для замены вышедшего из строя?

Необходимо зафиксировать все данные со старого шильдика: мощность (кВт), частоту вращения (об/мин), напряжение (В), схему соединения обмоток (звезда/треугольник), монтажные размеры (межосевое расстояние лап, диаметр и длина выходного конца вала, размер фланца при его наличии), степень защиты IP и класс изоляции. Желательно подбирать двигатель того же или более высокого класса энергоэффективности с идентичными установочно-присоединительными размерами.

Каков типичный срок службы двигателя 112 мм?

При соблюдении номинальных условий эксплуатации, своевременном техническом обслуживании и отсутствии перегрузок, расчетный срок службы общепромышленных асинхронных двигателей 112 мм составляет 15-20 лет или 40 000 – 60 000 часов наработки. Наиболее уязвимыми элементами являются подшипники качения, срок службы которых зависит от нагрузки, скорости и качества смазки.

Какой пусковой ток у двигателей данного габарита?

Пусковой ток (Iпуск/Iном) для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором обычно находится в диапазоне от 5 до 7 раз от номинального тока. Для двигателя 112 мм мощностью 5.5 кВт, 380В, 1500 об/мин номинальный ток составляет примерно 11 А, следовательно, пусковой ток может достигать 55-77 А в течение короткого времени (0.5-3 секунды). Для снижения пусковых токов применяют схемы «звезда-треугольник», устройства плавного пуска или частотные преобразователи.