Электродвигатели асинхронные IM2011
Электродвигатели асинхронные серии IM2011: конструкция, параметры и область применения
Серия асинхронных электродвигателей IM2011 представляет собой трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором, сконструированные в соответствии с международным стандартом IEC 60034 и, как правило, соответствующие российскому стандарту ГОСТ Р МЭК 60034-1. Ключевой особенностью обозначения IM2011 (International Mounting – международное крепление) является способ монтажа и исполнение вала. Конкретно, IM2011 определяет двигатель на двух лапах с фланцевым креплением (тип B3/B14 по ГОСТ 2479), где фланец расположен со стороны, противоположной валу (D-end). Это исполнение обеспечивает комбинированный способ установки: как через лапы на горизонтальную поверхность, так и через фланец на ответную часть механизма, что значительно расширяет универсальность применения.
Конструктивные особенности и материалы
Конструкция двигателей IM2011 является классической для асинхронных машин, но с акцентом на надежность и унификацию.
- Статор: Собирается из листов электротехнической стали, изолированных для снижения потерь на вихревые токи. В пазы укладывается трехфазная обмотка, выполненная из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F (155°C) или выше, что обеспечивает запас по термической стойкости при работе в номинальном режиме по классу B (130°C). Обмотка пропитывается термореактивными компаундами для улучшения теплоотвода, механической прочности и защиты от влаги и вибрации.
- Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Изготавливается из листовой стали с залитыми под давлением алюминиевыми или медными стержнями, замкнутыми на торцевые кольца. Конструкция ротора необслуживаемая, обладает высокой механической прочностью.
- Корпус и охлаждение: Корпус выполняется из чугуна или алюминиевого сплава. Исполнение IM2011 подразумевает закрытое обдуваемое исполнение (IP54, IP55 по IEC 60034-5). Вентилятор, закрытый защитным кожухом, установлен на валу двигателя и обеспечивает принудительное воздушное охлаждение ребристого корпуса.
- Подшипниковые узлы: Используются шарикоподшипники качения, чаще всего смазываемые консистентной смазкой на весь срок службы (maintenance-free). Со стороны привода (DE) обычно устанавливается радиально-упорный подшипник, способный воспринимать остаточную осевую нагрузку, со стороны противопривода (NDE) – радиальный.
- Клеммная коробка: Располагается в верхней части корпуса, может быть поворотной на 180° или 90° для удобства подвода кабеля. Вводы имеют сальниковые уплотнения для обеспечения степени защиты. Внутри расположена клеммная колодка для подключения питающего кабеля по схемам «звезда» или «треугольник» в зависимости от напряжения сети.
- Привод насосов центробежного и поршневого типа.
- Вентиляторы и дымососы.
- Компрессоры.
- Конвейерные системы и транспортеры.
- Станки и оборудование пищевой, деревообрабатывающей, упаковочной промышленности.
- Приводы задвижек и смесителей.
Основные технические параметры и характеристики
Двигатели IM2011 выпускаются в широком диапазоне мощностей, обычно от 0,12 кВт до 55 кВт (и выше в отдельных сериях), на стандартные напряжения 230/400 В (Δ/Y) 50 Гц, 400/690 В (Δ/Y) 50 Гц, а также на напряжения для сетей 60 Гц. Частота вращения определяется количеством полюсов: 3000 об/мин (2р=2), 1500 об/мин (2р=4), 1000 об/мин (2р=6), 750 об/мин (2р=8) при синхронной частоте 50 Гц.
| Мощность, кВт | Синхронная частота, об/мин | КПД, %, мин. | Коэффициент мощности, cos φ | Пусковой ток (Ia/In) | Пусковой момент (Ma/Mn) | Макс. момент (Mmax/Mn) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.75 | 3000 | 75.0 | 0.83 | 6.5 | 2.2 | 2.3 |
| 4.0 | 1500 | 88.0 | 0.84 | 7.0 | 2.0 | 2.5 |
| 11.0 | 1500 | 91.0 | 0.87 | 7.5 | 2.1 | 2.8 |
| 22.0 | 1000 | 92.5 | 0.86 | 7.2 | 1.9 | 2.6 |
| 45.0 | 3000 | 94.2 | 0.90 | 6.8 | 1.6 | 2.2 |
Механические характеристики и способы управления
Двигатели IM2011 имеют жесткую механическую характеристику, то есть незначительное изменение частоты вращения при увеличении нагрузки от холостого хода до номинальной (скольжение составляет 1.5-4%). Это делает их устойчивыми в работе при постоянной сетевой частоте. Управление скоростью возможно только путем изменения частоты питающего напряжения с помощью частотного преобразователя (ЧП). Прямой пуск от сети характеризуется высокими пусковыми токами (в 5-8 раз выше номинального), что требует проверки условий коммутации и влияния на сеть. Для снижения пусковых токов применяются схемы «звезда-треугольник», устройства плавного пуска или частотные преобразователи.
Области применения и выбор двигателя
Универсальное крепление IM2011 обуславливает широкое применение этих двигателей в промышленности:
При выборе двигателя IM2011 для конкретного применения необходимо учитывать: мощность и момент на валу, режим работы (S1 – продолжительный, S3 – периодический и т.д.), класс энергоэффективности (IE2, IE3, IE4 по IEC 60034-30-1), условия окружающей среды (температура, влажность, наличие химически активных веществ), необходимость частых пусков или реверса.
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Монтаж двигателя IM2011 требует обеспечения соосности вала двигателя и рабочего механизма. При использовании фланца необходимо обеспечить плотное прилегание ответного фланца без перекосов. Двигатель должен быть заземлен. Эксплуатация допускается в пределах номинальных параметров, указанных на шильдике. Основное обслуживание сводится к периодическому контролю вибрации, температуры подшипниковых узлов и корпуса, а также к проверке состояния изоляции обмоток мегомметром. Подшипники в стандартном исполнении не требуют пополнения смазки в течение всего срока службы при соблюдении условий эксплуатации.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем исполнение IM2011 отличается от IM2001?
Исполнение IM2001 – это двигатель исключительно на лапах (B3). IM2011, помимо лап, имеет фланец на противоприводной стороне корпуса, что позволяет комбинировать оба способа крепления. IM2001 не имеет этого фланца.
Как правильно подключить двигатель IM2011 к сети 380В 50Гц?
Если двигатель имеет номинальное напряжение 400/690 В (Δ/Y), то для сети 380/400 В обмотки статора должны быть соединены по схеме «треугольник» (Δ). Клеммы U1, V1, W1 подключаются к фазам L1, L2, L3 соответственно, а перемычки устанавливаются между U2-W1, V2-U1, W2-V1. Перед подключением необходимо свериться со схемой на шильдике двигателя и внутри клеммной коробки.
Какой класс энергоэффективности (IE) актуален для этих двигателей?
Согласно действующим нормам (например, ТР ТС 004/2011, директива ЕС 640/2009), для большинства двигателей мощностью от 0.75 кВт до 375 кВт, вводимых в обращение, обязателен минимальный класс IE3 (или IE2 при управлении от частотного преобразователя). Современные серии IM2011, как правило, соответствуют классу IE3, а премиальные – IE4.
Можно ли использовать двигатель IM2011 с частотным преобразователем?
Да, большинство современных двигателей IM2011 пригодны для работы с ЧП. Однако для длительной работы на низких скоростях (ниже 20 Гц) при высоком моменте может потребоваться независимое вентиляторное охлаждение. Также при длинных кабелях между ЧП и двигателем (>50 м) рекомендуется использование выходных фильтров (дросселей) для защиты изоляции обмотки от перенапряжений.
Что означает степень защиты IP55 для двигателя IM2011?
Степень защиты IP55 (по IEC 60034-5) расшифровывается следующим образом: первая цифра «5» – защита от проникновения пыли (пылезащищенное исполнение, пыль может проникать в неопасных количествах); вторая цифра «5» – защита от струй воды с любого направления. Двигатель с IP55 может эксплуатироваться вне помещений, но не предназначен для длительного погружения в воду или работы в условиях сильной струи под давлением (мойка высокого давления).
Как часто необходимо контролировать сопротивление изоляции?
Рекомендуется проводить измерение сопротивления изоляции мегомметром на напряжение 500 В или 1000 В не реже одного раза в год для двигателей, работающих в нормальных условиях, и каждые 3-6 месяцев для двигателей, работающих в условиях повышенной влажности, запыленности или агрессивной среды. Минимально допустимое значение для двигателей до 1000 В составляет обычно не менее 1 МОм при температуре 25°C, но более корректно ориентироваться на паспортные данные и тенденцию к снижению значения со временем.