Электродвигатели SIEMENS 1LA
Электродвигатели SIEMENS 1LA: Полное техническое описание и сфера применения
Серия асинхронных электродвигателей 1LA от Siemens представляет собой линию трехфазных двигателей с алюминиевым корпусом, разработанных для общего промышленного применения. Данные двигатели соответствуют международным стандартам IEC 60034 и IEC 60072, что обеспечивает их полную взаимозаменяемость с аналогичными моделями других производителей. Основное назначение серии 1LA – привод насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров, станков и другого оборудования в условиях непрерывной эксплуатации.
Конструктивные особенности и исполнения
Двигатели SIEMENS 1LA характеризуются надежной и технологичной конструкцией. Станина и торцевые щиты выполнены из алюминиевого сплава, что обеспечивает хорошее охлаждение и снижение массы по сравнению с чугунными аналогами. Сердечник статора набирается из изолированных листов электротехнической стали, что минимизирует потери на вихревые токи. Ротор – короткозамкнутый, типа «беличья клетка», выполняется методом литья под давлением.
В зависимости от условий эксплуатации, двигатели 1LA предлагаются в различных конструктивных исполнениях (по ГОСТ и IEC):
- IM B3: Исполнение на лапах с одним цилиндрическим концом вала.
- IM B5: Фланцевое исполнение с одним цилиндрическим концом вала.
- IM B35: Комбинированное исполнение на лапах с фланцем.
- IM V1: Вертикальное исполнение с фланцем и одним цилиндрическим концом вала, направленным вниз.
- IP55, IC411: Стандартное промышленное исполнение. Защита от струй воды и пыли. Самовентиляция с внешним вентилятором на валу двигателя.
- IP55, IC416: Исполнение с принудительным охлаждением (двигатель с независимым вентилятором). Обеспечивает постоянную скорость охлаждения при переменной нагрузке, что критично для применения с частотными преобразователями на низких оборотах.
- Увеличения активных материалов (медь, сталь).
- Оптимизации магнитной цепи и конструкции пазов.
- Снижения потерь в стали и на трение.
- Использования высококачественных подшипников.
- Тормоз: Электромагнитный постоянного или переменного тока для быстрой остановки и удержания вала.
- Датчики температуры: Встроенные терморезисторы (PTC) или термостаты (KTY) для контроля перегрева обмоток.
- Присоединительные размеры: Полное соответствие стандартам IEC, возможность замены двигателей других марок без переделки фундамента или сопряжения.
- Специальные покрытия: Обработка лакокрасочными материалами для защиты от коррозии в условиях повышенной влажности или в химически агрессивных средах.
- Устройство контроля изоляции подшипников: Для предотвращения повреждения подшипников паразитными токами, возникающими при работе от частотных преобразователей.
- Выбирать исполнение с независимой вентиляцией (IC416) для компенсации снижения самовентиляции.
- Устанавливать фильтры du/dt или синус-фильтры на выходе ПЧ для снижения пиковых напряжений и защиты изоляции обмоток от пробоя.
- Использовать заземляющие щетки для отвода токов подшипников.
- Водоснабжение и водоотведение: Привод насосов чистых и сточных вод, вентиляторов аэрации.
- Вентиляция и кондиционирование: Привод вентиляторов приточных и вытяжных установок, градирен.
- Транспортировка материалов: Привод конвейерных лент, шнеков, элеваторов.
- Общее машиностроение: Привод станков, смесителей, дробилок, упаковочного оборудования.
По степени защиты (IP) и системе охлаждения (IC) двигатели доступны в следующих основных вариантах:
По классу изоляции двигатели 1LA используют систему изоляции класса F (рабочая температура до 155°C) с запасом по нагреву, что позволяет работать при классе нагревостойкости B (130°C), значительно увеличивая ресурс изоляции.
Технические характеристики и диапазон мощностей
Серия 1LA охватывает широкий диапазон мощностей и частот вращения. Двигатели доступны для работы в сетях как 50 Гц, так и 60 Гц.
| Типоразмер (габарит) | Мощность, кВт (при 1500 об/мин ~ 4 полюса) | Синхронная частота вращения, об/мин (50 Гц) | КПД, % (IE2/IE3) | Косинус φ (cos φ) |
|---|---|---|---|---|
| 1LA7 (80) | 0.75 — 1.5 | 3000 (2p), 1500 (4p), 1000 (6p), 750 (8p) | ~80-85% | 0.80 — 0.84 |
| 1LA8 (90) | 1.1 — 3.0 | ~85-88% | 0.82 — 0.85 | |
| 1LA9 (100) | 2.2 — 4.0 | ~87-90% | 0.84 — 0.86 | |
| 1LA1 (112) | 3.0 — 5.5 | ~88-91% | 0.85 — 0.87 | |
| 1LA3 (132) | 5.5 — 11 | ~90-92% | 0.86 — 0.88 | |
| 1LA4 (160) | 11 — 22 | ~91-93% | 0.87 — 0.89 |
Классы энергоэффективности и соответствие стандартам
Современные двигатели SIEMENS 1LA производятся в соответствии с директивами по энергоэффективности. Изначально серия соответствовала классу IE2 (Повышенный КПД). С 2017 года, в соответствии с регламентом ЕС 640/2009 и его обновлениями, двигатели мощностью от 0.75 до 375 кВт должны соответствовать классу IE3 (Премиальный КПД) или комбинации IE2 с частотным преобразователем. Большинство двигателей 1LA в текущем производстве имеют класс IE3.
Повышение КПД достигается за счет:
Варианты монтажа и дополнительные опции
Помимо стандартных исполнений, для двигателей 1LA доступен ряд опций, адаптирующих их под специфические задачи:
Эксплуатация с частотными преобразователями
Двигатели 1LA полностью пригодны для работы в составе регулируемого электропривода с частотными преобразователями SIEMENS SINAMICS и других марок. Для длительной и надежной работы на низких скоростях (менее 20% от номинальной) или на высоких скоростях (более 50 Гц) рекомендуется:
Двигатели, предназначенные для частотного регулирования, часто имеют усиленную изоляцию обмоток и специальную маркировку.
Области применения и выбор двигателя
Серия 1LA является универсальным решением для большинства отраслей промышленности. Типичные области применения:
При выборе двигателя 1LA для конкретной задачи необходимо учитывать: требуемую мощность и момент, режим работы (S1 – продолжительный, S3 – периодический и т.д.), условия окружающей среды (температура, влажность, запыленность), необходимость регулирования скорости и доступное напряжение сети (стандартно 400 В, 50 Гц, Δ/Y).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличаются двигатели серии 1LA от более новых серий, например, 1LE1?
Серия 1LE1 представляет собой двигатели с чугунным корпусом, которые в целом характеризуются более высокими показателями перегрузочной способности, виброустойчивости и, как правило, имеют класс энергоэффективности IE3 или IE4 по умолчанию. 1LA с алюминиевым корпусом легче и дешевле, оптимальны для стандартных применений без экстремальных нагрузок. 1LE1 часто выбирают для более тяжелых условий и там, где требуется повышенный момент инерции.
Можно ли заменить двигатель российского или украинского производства (АИР, АИРМ) на SIEMENS 1LA без переделок?
Да, в абсолютном большинстве случаев. Двигатели 1LA спроектированы в соответствии с международными стандартами IEC, которые лежат в основе и российских ГОСТ. Габаритные и присоединительные размеры (лапы, фланец, высота оси вращения, диаметр и длина вала) идентичны. Необходимо лишь точно подобрать мощность, число полюсов (частоту вращения) и конструктивное исполнение (IM B3, B5 и т.д.).
Какой класс изоляции у двигателей 1LA и что это означает для ресурса?
Двигатели используют изоляцию класса F (до 155°C). Однако Siemens применяет систему изоляции с «запасом», рассчитанную на работу при температуре класса B (130°C). Это означает, что при номинальной нагрузке температура обмотки не превысит 130°C, что снижает тепловую нагрузку на изоляцию и увеличивает реальный срок службы двигателя в 1.5-2 раза по сравнению с работой на пределе класса F.
Обязательно ли использовать частотный преобразователь SIEMENS с двигателем 1LA?
Нет, это не обязательно. Двигатели 1LA совместимы с частотными преобразователями любого производителя, соответствующими техническим требованиям (выходное напряжение, несущая частота ШИМ, возможность установки фильтров). Однако использование комплектного привода SIEMENS (1LA + SINAMICS) обеспечивает оптимальную координацию, простую настройку через встроенные макросы и полную функциональность, включая точное управление моментом.
Что делать, если двигатель будет использоваться в сети 380В при частоте 60 Гц?
Двигатели 1LA рассчитаны на работу в диапазоне напряжений и частот. При повышении частоты с 50 Гц до 60 Гц синхронная скорость вращения увеличится на 20% (например, с 1500 до 1800 об/мин для 4-полюсной машины). Мощность на валу также возрастет пропорционально, если напряжение будет скорректировано (примерно до 460В для сохранения перегрузочной способности). Необходимо проверить, чтобы новая рабочая точка (мощность/скорость) не выходила за рамки механической прочности двигателя и не превышала допустимый ток. Рекомендуется консультироваться с техническим каталогом или специалистом.
Как осуществляется техническое обслуживание двигателей 1LA?
Обслуживание является стандартным для асинхронных двигателей: регулярный контроль вибрации, температуры подшипников и корпуса, очистка наружных поверхностей от пыли для обеспечения охлаждения. Подшипники являются основным обслуживаемым узлом. Интервал замены смазки зависит от типа подшипника, скорости вращения и условий работы (в среднем, каждые 10-20 тыс. часов). Двигатели исполнения IP55 имеют закрытые подшипниковые узлы, что увеличивает интервал обслуживания.