Электродвигатели асинхронные SIEMENS 1LE

Электродвигатели асинхронные SIEMENS 1LE: технические характеристики, конструктивные особенности и области применения

Серия асинхронных электродвигателей SIEMENS 1LE представляет собой современную линейку низковольтных двигателей, разработанных для широкого спектра промышленных применений. Данные двигатели сочетают в себе высокую энергоэффективность, соответствующую международным стандартам IE2, IE3 и IE4, надежную конструкцию и модульный принцип построения, что позволяет оптимально адаптировать привод к конкретным условиям эксплуатации. Серия 1LE пришла на смену устаревшим сериям 1LA и 1LL, воплотив в себе последние достижения в области электромашиностроения.

Классификация и основные модификации серии 1LE

Серия 1LE структурно делится на несколько поколений и типоисполнений, ключевым различием между которыми является класс энергоэффективности и уровень технологического исполнения.

• 1LE0 (Basic Line): Базовое исполнение с классом энергоэффективности IE1 (для специфических рынков) и IE2. Предназначены для простых применений с минимальными требованиями к дополнительным опциям. Отличаются оптимальным соотношением цена/производительность.
• 1LE1 (Standard Line): Стандартное исполнение с классом энергоэффективности IE2 и IE3. Наиболее распространенная и универсальная группа двигателей. Имеют широкий спектр стандартных опций и вариантов конструктивного исполнения.
• 1LE1 с тормозом (1LE1 Brake Motor): Специализированное исполнение со встроенным электромагнитным тормозом. Применяется в приводах, требующих точного останова или удержания нагрузки в зафиксированном положении (краны, подъемники, наклонные конвейеры).
• 1LE1 взрывозащищенные (1LE1 Ex d, Ex de): Двигатели в взрывобезопасном исполнении по стандартам ATEX и IECEx. Корпус выполнен в виде flameproof enclosure (Ex d), способного выдержать внутренний взрыв и не передать его во внешнюю взрывоопасную среду. Применяются в нефтегазовой, химической промышленности, на мукомольных и лакокрасочных производствах.
• 1LE5 (High Efficiency Line): Двигатели повышенной энергоэффективности класса IE4 (Super Premium Efficiency). В этой серии используются передовые технологии, такие как синхронные реактивно-магнитные двигатели (RSM) или оптимизированные асинхронные машины, для достижения минимальных потерь. Имеют более высокую начальную стоимость, но обеспечивают значительную экономию электроэнергии в продолжительном цикле работы.

Конструктивные особенности и технические характеристики

Двигатели серии 1LE построены по модульному принципу SIMOTICS, что обеспечивает гибкость конфигурации и простоту обслуживания.

1. Активная часть (Статор и Ротор)

Сердечник статора набирается из изолированных листов электротехнической стали с высокими магнитными свойствами, что снижает потери на вихревые токи и гистерезис. Обмотка статора выполняется из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F (до 155°C), но с запасом по температуре, обеспечивающим работу в классе B (до 130°C) или выше, что значительно увеличивает ресурс изоляции. Ротор – короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Для двигателей серии 1LE5 (IE4) часто применяется ротор с медными стержнями (вместо алюминиевых), что снижает электрические потери.

2. Корпус и охлаждение

Двигатели выпускаются в корпусных исполнениях:

• IM B3: Лапы с подшипниковыми щитами, горизонтальный монтаж.
• IM B5: Фланец со стороны привода, без лап.

IM B35: Комбинированное исполнение (лапы + фланец).

Корпус литой, из чугуна (для больших мощностей и взрывозащищенных версий) или алюминиевого сплава (для облегченных конструкций). Система охлаждения – IC 411 (стандартное самовентилирование с внешним вентилятором под кожухом). Для специальных применений доступны варианты IC 410 (без вентилятора, Totally Enclosed Non-Ventilated, TENV) или IC 416 (принудительное охлаждение от независимого вентилятора).

3. Изоляция и защита

Стандартная степень защиты корпуса – IP55 (защита от пыли и струй воды). По запросу доступны исполнения IP56, IP65, IP66. Двигатели рассчитаны на работу в широком диапазоне условий. Система изоляции соответствует классу F с рабочим запасом по температуре, что обеспечивает высокую перегрузочную способность и длительный срок службы.

4. Подшипниковые узлы

Конструкция подшипниковых щитов оптимизирована для минимизации вибраций. Используются смазываемые на весь срок службы подшипники качения (шариковые или роликовые, в зависимости от нагрузки). Со стороны привода (DE) и со стороны, противоположной приводу (NDE), установлены одинаковые или разные подшипники в соответствии с радиальными и осевыми нагрузками. На валу предусмотрено уплотнительное кольцо для защиты подшипникового узла от загрязнений.

5. Электрические характеристики и КПД

Двигатели серии 1LE рассчитаны на стандартные напряжения трехфазной сети: 230/400 В, 400/690 В, 500 В, 690 В при частоте 50/60 Гц. Диапазон мощностей охватывает значения от 0.09 кВт до 315 кВт (в зависимости от конкретной серии и исполнения). Основные электрические параметры приведены в таблице для примера (серия 1LE1, IE3, 1500 об/мин, 400 В, 50 Гц).

Мощность, кВт	Номинальный ток, А	КПД, % (IE3)	cos φ	Пусковой ток (Ia/In)	Момент инерции ротора, кг*м² (прибл.)
0.75	1.8	78.1	0.81	6.5	0.0007
4.0	8.2	88.1	0.82	7.5	0.0085
15.0	28.5	91.4	0.83	8.2	0.048
55.0	98.0	94.5	0.87	7.8	0.29
110.0	189	95.5	0.88	7.0	0.95

Области применения

Универсальность и надежность двигателей 1LE определяют их широкое применение в различных отраслях промышленности:

• Насосное и вентиляторное оборудование: Циркуляционные, скважинные, центробежные насосы; вентиляторы и дымососы систем вентиляции и кондиционирования. Для этих применений критична энергоэффективность и надежность.
• Конвейерные системы и транспортеры: Приводы ленточных, винтовых, пластинчатых конвейеров. Важны устойчивость к перегрузкам и возможность работы в пыльных условиях (IP55/65).
• Подъемно-транспортное оборудование: Краны, лебедки, подъемники. Часто используются модификации с тормозом (1LE1 Brake Motor).
• Обрабатывающая промышленность: Станки (токарные, фрезерные), смесители, дробилки, экструдеры. Требуется стабильность скорости и момента.
• Пищевая и фармацевтическая промышленность: Приводы мешалок, гомогенизаторов, упаковочных линий. Возможно исполнение с покрытиями, стойкими к частой мойке.
• Нефтегазовая и химическая промышленность: Приводы насосов, компрессоров, задвижек во взрывоопасных зонах (исполнение 1LE1 Ex d/de).

Преимущества и отличия от предыдущих серий (1LA, 1LL)

• Повышенная энергоэффективность: Соответствие классам IE3 и IE4 по умолчанию, что снижает эксплуатационные затраты на электроэнергию на 2-8% по сравнению с двигателями класса IE2.
• Унификация и модульность: Единая конструктивная платформа SIMOTICS. Стандартизированные присоединительные размеры (по IEC), взаимозаменяемость многих компонентов (фланцы, лапы, коробки выводов).
• Улучшенная система охлаждения: Оптимизированная геометрия ребер корпуса и кожуха вентилятора повышает эффективность теплоотдачи.
• Поворотная коробка выводов: Коробка выводов может быть повернута на 90° или 180° в любом направлении, что упрощает монтаж и подвод кабеля.
• Расширенные возможности мониторинга: Наличие вариантов со встроенными датчиками температуры (PTC, PT100) и вибрации, что позволяет организовать предиктивное обслуживание.
• Глобальная сертификация: Соответствие основным международным стандартам: IEC, ISO, GB (Китай), NEMA (частично), что облегчает использование в проектах по всему миру.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между двигателями IE2, IE3 и IE4 в серии 1LE?

Разница заключается в уровне потерь и, как следствие, в коэффициенте полезного действия (КПД). Двигатель IE4 (серия 1LE5) имеет самые низкие потери и самый высокий КПД, что приводит к максимальной экономии электроэнергии. Двигатели IE3 (1LE1) являются стандартом для большинства применений с 2021 года в соответствии с директивой ЕС. IE2 – менее эффективный класс, который может использоваться только в сочетании с частотным преобразователем. Конструктивно двигатели IE4 часто имеют увеличенные активные материалы (сталь, медь) или используют иную электромагнитную схему (например, реактивно-магнитную).

Можно ли использовать двигатель 1LE с частотным преобразователем (ЧП)?

Да, все двигатели серии 1LE предназначены для работы от частотного преобразователя. Однако для длительной работы на низких скоростях (ниже 20% от номинальной) или на высоких частотах (выше 60 Гц) необходимо учитывать снижение охлаждения (при самовентиляции) и возможные резонансные частоты. Для тяжелых режимов работы с ЧП рекомендуется выбирать двигатели с изоляцией обмотки, усиленной против частичных разрядов, и независимым охлаждением (IC 416).

Каков типичный срок службы двигателей 1LE?

Расчетный срок службы двигателей 1LE при работе в номинальных условиях и при правильном обслуживании (в первую очередь – контроль состояния подшипников) превышает 20 лет. Ключевым фактором является температура перегрева обмотки: работа в классе изоляции F с запасом (фактически в классе B) увеличивает срок службы изоляции в несколько раз по сравнению с работой на предельной температуре.

Как правильно выбрать двигатель 1LE для замены старого двигателя другой марки?

Необходимо учитывать следующие параметры: номинальная мощность (кВт), частота вращения (об/мин), напряжение питания (В), монтажное исполнение (IM B3, B5, B35), степень защиты (IP), класс изоляции. Крайне важно согласовать момент инерции ротора и пусковые характеристики, если привод работает в тяжелых пусковых режимах или на механизмах с высокой динамикой. Предпочтительнее выбирать двигатель того же или более высокого класса энергоэффективности (IE3 вместо IE2).

Что означает обозначение, например, «1LE1001-1DB43-2FA4»?

Это полный порядковый номер (MLFB), который содержит всю информацию о двигателе:

• 1LE1: Серия (Standard Line).
• 001: Типоразмер сердечника (frame size).
• 1DB4: Исполнение (конструкция, степень защиты, материал корпуса, система охлаждения).
• 3: Длина сердечника (вариант длины).
• 2FA4: Электрические данные (мощность, скорость, напряжение, частота) и вариант исполнения (например, с датчиками).

Для точной расшифровки необходимо использовать каталог или конфигуратор SIEMENS.

Требуется ли специальное обслуживание подшипников?

Стандартные двигатели 1LE поставляются с подшипниками, смазанными консистентной смазкой на весь расчетный срок службы (L10). Дополнительная смазка не требуется и даже может быть вредна, так как приводит к перегреву и выдавливанию излишков смазки в обмотку. Исключение составляют двигатели в специальном исполнении для вертикального монтажа с осевой нагрузкой или работающие в особо тяжелых условиях – для них может быть предусмотрен пресс-масленка для периодической подсадки смазки. Необходимо строго следовать инструкциям, указанным на табличке двигателя или в руководстве по эксплуатации.

Заключение

Асинхронные электродвигатели SIEMENS серии 1LE представляют собой технологически совершенный и экономически обоснованный выбор для модернизации существующих и создания новых промышленных приводов. Их модульная конструкция, соответствие высшим классам энергоэффективности, надежность и глобальная сертификация делают их универсальным решением для задач любого уровня сложности – от простого насоса до ответственного привода во взрывоопасной зоне. Правильный подбор и эксплуатация в соответствии с рекомендациями производителя гарантируют долгий срок службы и минимальные совокупные затраты на владение.